Помимо рассмотренных выше осевых турбин, в проточных частях которых поток пара движется вдоль оси ротора, широкое применение нашли радиальные и радиально-осевые турбины.
Радиальными называют такие турбины, в которых линии тока пара находятся в плоскости, перпендикулярной оси ротора. Если пар движется в направлении от периферии к оси ротора, такие турбины называют центростремительными; если от оси ротора к периферии – центробежными.
Радиально-осевыми называют такие турбины, в которых поток пара в сопловых лопатках направлен от периферии к оси турбины, а поток в рабочих лопатках имеет радиально-осевое направление.
Характерным примером центробежной паровой турбины является турбина Юнгстрема (рис. 48). На раздельные валы турбины насажены диски – Д . На боковых поверхностях дисков по окружностям постепенно возрастающего диаметра закреплены рабочие лопатки – РЛ . Пар в турбину подводится через отверстия в корпусе, отверстия в дисках и далее направляется к центральной камере. Отсюда он движется по радиусу от центра к периферии, расширяясь в каналах рабочих лопаток. При этом на валах турбины возникает сила, вращающая их в противоположные стороны. В такой конструкции турбины нет неподвижных сопел или направляющих лопаток. Вращающиеся рабочие лопатки одного диска являются направляющими лопатками для другого. Принцип одновременного вращения валов позволяет сделать турбину очень компактной и экономичной, так как окружная скорость каждого рабочего колеса относительно другого в два раза больше, чем у турбины с неподвижными направляющими лопатками. При таких высоких окружных скоростях каждая ступень может, при определенных условиях, сработать бóльший теплоперепад, чем ступень с неподвижными направляющими лопатками, что приводит к уменьшению общего числа ступеней в турбине.
В радиальных центростремительных турбинах (рис. 49.а) поток пара движется через сопловые и направляющие лопатки от периферии к оси ротора. В радиально-осевых ступенях (рис. 49.б) поток пара в соплах направлен перпенидикулярно оси ротора, в рабочие лопатки пар входит в радиальном направлении, совершает в них поворот, и выходит вдоль оси турбины.
Рабочие лопатки радиально-осевых ступеней могут выполняться в следующих вариантах:
- с протяженной радиальной частью, выполненной в виде радиальных пластин и небольшой осевой частью (рис. 49.в);
- в виде ступеней, в которых радиальные пластины отсутствуют, а поворот потока пара осуществляется в безлопаточной поворотной камере с обтекателем (рис. 49.г)
Радиальные центростремительные и радиально-осевые ступени могут исполняться в однопроточном и двухпроточном исполнениях. В двухпроточных ступенях весь поток пара разделяется на два симметричных потока, каждый из которых направляется в свою проточную часть турбины. Радиальные и радиально-осевые ступени часто используют в качестве первой (регулировочной) ступени в двухпроточных турбинах с расходящимися потоками пара.
Литература
Судовые энергетические установки. Котлотурбинные энергетические установки. Болдырев О.Н. [2004]
