STRUKE:

parna turbina

parna turbina, rotacijski toplinski stroj u kojem se energija pare visokog tlaka i temperature najprije pretvara u kinetičku energiju strujanja, a potom u mehanički rad, vrtnju rotora. Najčešće se koristi za pogon el. generatorâ, pumpi, kompresorâ, brodskih vijaka i dr. Danas se parne turbine znatno razlikuju po snazi (od desetak kilovata do nekoliko tisuća megavata) i izmjerama (promjera od nekoliko desetaka centimetara do nekoliko metara). Osnovni je dio turbine rotor. Kod najjednostavnije se turbine sastoji od vratila s diskom, po obodu kojega su raspoređene aerodinamički oblikovane rotorske lopatice. Ispred rotora smještene su, također aerodinamički oblikovane, statorske lopatice (sapnice), koje toku pare na ulazu u rotorske lopatice daju povoljan smjer i brzinu. Nosi ih kućište turbine, koje ujedno odvaja radni prostor turbine od okoliša. Jedan red statorskih i rotorskih lopatica čini stupanj parne turbine. Turbina koja ima samo jedan stupanj naziva se jednostupanjska turbina. Višestupanjska turbina može imati i do pedesetak stupnjeva; kod nje se diskovi s rotorskim lopaticama ugrađuju na zajedničko vratilo jedan iza drugoga, a redovi statorskih lopatica učvršćuju se u kućište ispred svakoga diska. Veći broj stupnjeva podiže iskoristivost turbine jer se postupnom pretvorbom učinkovitije iskorištava energija pare. Kod višestupanjskih turbina vrlo velikih snaga sve stupnjeve nije moguće staviti unutar jednoga kućišta, pa se izvode kao višekućišne turbine, s visokotlačnim, srednjotlačnim i niskotlačnim kućištem. Kod njih su rotori međusobno spojeni spojkama. S obzirom na smjer strujanja pare, turbine se dijele na aksijalne i radijalne. Kod aksijalnih turbina, kakve se danas većinom primjenjuju, para struji paralelno s osi vrtnje rotora, a kod radijalnih turbina okomito na os. S obzirom na princip rada, parne turbine mogu biti akcijske (impulsne), reakcijske, ili kombinirane (akcijsko-reakcijske). Kod akcijskih turbina promjena tlaka (ekspanzija) u potpunosti se odvija u statorskim lopaticama. U rotorskim lopaticama tako dobiven tok pare velike brzine, tj. kinetičke energije, mijenja samo smjer, bez promjene tlaka. Djelovanjem impulsa pare na rotorske lopatice ostvaruje se vrtnja rotora i odvođenje korisne snage, pa para izlazi s nižom kinetičkom energijom. Na takvu načelu radi i de Lavalova turbina (nazvana prema C. G. P. de Lavalu). Kod reakcijskih turbina ekspanzija se odvija dijelom u statorskim, a dijelom i u rotorskim lopaticama, u kojima se toku pare mijenja smjer, ali istodobno dolazi i do promjene tlaka. Turbina kod koje se od ukupne toplinske energije polovica promjene energije odvija u statorskim, a druga polovica u rotorskim lopaticama, prema svojem se izumitelju naziva Parsonsova turbina. Kako para struji kroz višestupanjsku turbinu, tako joj se povećava specifični obujam i do 1000 puta. Zbog toga svaki sljedeći stupanj turbine ima veće lopatice i promjer od prethodnoga, kako bi učinkovito iskorištavao energiju ekspandirajuće pare. Povećanje duljine lopatica i njihova promjera daje parnim turbinama svojstven stožasti oblik. Već prema tomu je li tlak na izlazu iz turbine niži ili viši od atmosferskoga, parne turbine mogu biti kondenzacijske ili protutlačne. Kod kondenzacijske turbine para nakon obavljenoga rada odlazi u kondenzator, gdje se kondenzira. Budući da je obujam vode mnogo manji od obujma pare, u kondenzatoru se stvara vakuum, koji omogućava veću ekspanziju pare u turbini, a time i veću jediničnu snagu kondenzacijskih turbina. Voda se pumpa natrag u generator pare kako bi ponovno bila pretvorena u paru. Kod protutlačne turbine para ekspandira do tlaka koji je znatno viši od atmosferskoga, pa na izlazu još uvijek ima znatnu toplinsku energiju, koja se koristi za grijanje zgrada i različite tehnol. procese u industriji. U iste svrhe koriste se i kondenzacijske i protutlačne turbine s reguliranim i nereguliranim oduzimanjem pare, kod kojih se dio pare oduzima nakon jednog ili više stupnjeva turbine.

parna turbina. Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje. Leksikografski zavod Miroslav Krleža, 2018. Pristupljeno 22.10.2018. <http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=46749>.