В ступенях паровой турбины происходит расширение пара и увеличение его объема. Для обеспечения нормального расширения пара проходное сечение проточной части от ступени к ступени должно увеличиваться. Соответственно, от ступени к ступени, возрастают длины рабочих и направляющих лопаток. Если сопла и рабочие лопатки первых ступеней паровых турбин имеют высоту 10 ÷ 20 мм, то высота рабочих и направляющих лопаток последних ступеней может достигать 400 ÷ 500 мм у судовых турбин, и до 1200 мм у стационарных турбин. С увеличением длины рабочих лопаток возрастают нагрузки, действующие на них при вращении ротора. Большие нагрузки и значительные механические напряжения, возникающие в лопатках последних ступеней турбин, предполагают применение материалов повышенной прочности для их изготовления. Вместе с тем, длина лопаток последних ступеней определяет диаметр ротора и корпуса турбины и, соответственно, ее массогабаритные показатели.
Одним из способов уменьшения длины лопаток последних ступеней является разделение потоков пара. Турбины с разделением потоков пара называются двухпроточными. При разделении потока пара на две части вдвое сокращается объем пара, проходящий через каждую проточную часть. При этом вдвое сокращается длина лопаток последних ступеней турбины.
Двухпроточные турбины (рис. 50) могут выполняться со сходящимися потоками пара, когда пар движется со стороны подшипников к центральной части ротора, и с расходящимися потоками пара, когда пар движется от центральной части ротора к подшипникам. Двухпроточные турбины имеют еще одно существенное преимущество: так как потоки пара в проточных частях направлены в противоположные стороны, то осевые усилия, воздействующие на ротор в каждой проточной части, взаимно уравновешиваются, и в таких турбинах нет необходимости в применении дополнительных устройств разгрузки ротора от осевых сил. Однако применение двухпроточной схемы увеличивает длину ротора турбины и длину турбоагрегата в целом.
Паровые турбины, работающие на высоких параметрах пара, срабатывают значительные теплоперепады. При этом число ступеней в таких турбинах может достигать от трех-четырех до нескольких десятков. Значительное число ступеней, расположенных на одном валу, увеличивает длину ротора и осевые размеры самой турбины. Еще более длинным получается ротор, если турбина выполняется двухпроточной. Для уменьшения длины ротора и осевых размеров турбины применяется разделение проточной части турбины на группы ступеней и размещение каждой группы в своем отдельном корпусе (как правило, в двух – трех корпусах). В этом случае пар последовательно проходит через ступени, расположенные в разных корпусах. Отдельные корпуса турбин в этом случае называют турбинами высокого, среднего и низкого давления (для двухкорпусного варианта – высокого и низкого давления). ТВД, ТСД и ТНД соединяются между собой пароперепускными трубами – ресиверами.
Литература
Судовые энергетические установки. Котлотурбинные энергетические установки. Болдырев О.Н. [2004]
