Паровые турбины обеспечивают преобразование источника энергии в электричество. Пар приводит в движение турбину, генератор использует вращательное движение для выработки электроэнергии. Чем выше давление и температура пара, тем больше у него энергии, которая преобразуется в электричество.
Вот как работает паровая турбина
В настоящее время паровые турбины в основном используются на электростанциях, работающих на ископаемом топливе, или на атомных электростанциях. Источник энергии, например уголь или нефть, обычно нагревает воду в парогенераторе под высоким давлением, которое испаряется до водяного пара. Пар работает в турбине и приводит ее в движение. Пар теряет давление и тепло.
Затем пар дополнительно охлаждают в конденсаторе, пока он снова не конденсируется в воду. Это обычно приводит к непригодному отработанному теплу, которое часто отводится в окружающую среду через градирни. Насос транспортирует воду обратно в парогенератор, где цикл начинается снова. Мощность накачки не требует столько энергии для обратной транспортировки, сколько было поглощено турбинами, поскольку объем конденсированной воды намного меньше, чем у пара.
Мощность и КПД паровой турбины
Паровые турбины выполняют механическую работу и могут генерировать сотни мегаватт, иногда даже более одного гигаватта, энергии на электростанции. Средняя эффективность электростанций при высоких температурах пара составляет около 45 процентов.
Температуры пара были ограничены до 550 градусов Цельсия в течение длительного времени, потому что более высокая температура обеспечивает больше энергии, но также ограничивает срок службы лопастей турбины до нескольких лет. С новыми сплавами, такими как никель, теперь можно нагревать температуру пара до 600 градусов Цельсия.
История паровой турбины: турбина Парсонса как морская двигательная установка
Задолго до того, как паровые турбины использовались для подачи электроэнергии на тепловые электростанции, они также использовались на судах, чтобы удовлетворить спрос на все более высокие скорости судна. По случаю шестидесятилетия королевы Виктории 26 июня 1897 года военные корабли со всего мира проплыли через пролив Солент около Саутгемптона, когда произошло нечто невероятное: частный катер длиной всего 30 метров со скоростью более 60 км / ч. через юбилейный парад. Никто не мог последовать за маленьким кораблем. Скандал И триумф для изобретателя Чарльза Парсона.
Британский машиностроитель запатентовал свою турбину Parsons 13 лет назад, но получил мало внимания. Тем не менее, появление на годовщине короны для Парсона было полным успехом: уже в следующем году ему было поручено построить эсминец, который должен был работать на его турбинах - HMS Viper. Затем она достигла скорости до 36 узлов - невообразимо для этого времени.
Турбина преобразует вращательное движение без редуктора
Его основная идея состояла в том, чтобы позволить водяному пару проходить параллельно валу турбины через несколько пар лопастей ротора и направляющих лопаток и постепенно преобразовывать тепловую энергию водяного пара во вращательное движение лопастей ротора. С самого начала скорость его турбины была в диапазоне, который мог быть преобразован в электричество генератором без коробки передач.
Даже во время Второй мировой войны большие линейные корабли и авианосцы работали с паровыми турбинами. Только когда в середине 1970-х годов цена на нефть выросла настолько сильно, что использование паровых турбин перестало быть целесообразным, дизельные двигатели и газовые турбины использовались в качестве морской тяги.
Кстати, компания парсонских паротурбин Parson существует и сегодня - как часть Siemens Power Generation Services.