Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 1

Toplinske turbine

1

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 2

Povijesni razvoj

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 3

1883. švedski inženjer i matematičar Gustaf de Laval gradi prototip aksijalne akcijske parne turbine s jednim stupnjem i s divergentnim sapnicama. Ekspanzija pare se odvijala samo u mirujućim sapnicama i to u samo jednom stupnju od početnog do izlaznog tlaka, za što su bile potrebne jako velike brzine strujanja na izlazu iz sapnica, a jednako tako i brzine vrtnje rotora. Snaga najveće parne turbine koju je konstruirao de Laval nije prelazila 500 kW. Uza sve to, njegove turbine su imale vrlo niski stupanj djelovanja.

1884. Charles Parsons, engleski inženjer, je 1884. godine predložio reakcijsku parnu turbinu s više stupnjeva u kojoj se ekspanzija pare odvija u više uzastopnih stupnjeva, umjesto ukupne ekspanzije u jednom stupnju kod de Lavalove turbine. Ekspanzija se nije odvijala samo u statorskim lopaticama, već se je nastavljala u rotorskim lopaticama. Brzine strujanja su sada bile mnogo manje, kao i potrebna obodna brzina. .

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 4

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 5

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 6

Početkom 20. stoljeća, između dva svjetska rata gradile su se parne turbine sa snagom od 50.000 kW s brzinom vrtnje od 1500 min-1 te s parametrima pare na ulazu u turbinu: p = 2.85 MPa i T = 400 oC.

Polovicom 20. stoljeća, iza 2. svjetskog rata, započela je gradnja sve većih turbina. Rasle su snage turbine i parametri pare na ulazu u turbinu. Krajem 20. stoljeća snage parnih turbina sa zajedničkim vratilom dosezale su do 1.2 GW s tlakom pare do 23.5 MPa i temperaturom do 540 oC.

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 7

Glavni dijelovi i konstrukcija

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 8

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 9

Svaka turbina sastoji se iz mirujućih (fiksnih) i pokretnih dijelova. Dio turbine koji se sastoji iz mirujućih dijelova nazivamo stator, a onaj od dijelova koji se vrte nazivamo rotor.

Parna turbina snage 50 MW za početne parametre pare od 8.8 MPa pri 535 oC. Turbina ima sastavljeni rotor. Početnih 19 diskova, koji rade u području visoke temperature. iskovano je zajedno s vratilom turbine, a posljednja tri diska su navučena na vratilo. Zbog opasnosti da zbog termičkih dilatacija na visokim temperaturama ne dođe do olabavljivanja diskova, na tim temperaturama se ne koriste diskovi koji se navlače na vratilo rotora. Kovana izvedba zadnja tri diska iziskuje da sirovi otkivci budu mnogo većih dimenzija od konačne izvedbe.

Kombinacija kaskada lopatica statora sa statorskim lopaticama fiksiranim na gnijezdo lopatica ili na dijafragmu, zajedno s pokretnom kaskadom rotorskih lopatica pričvršćenim na prvi nizvodni disk rotora, čini stupanj turbine.

Put pare prikazane turbine sastoji se iz 22 stupnja turbine, od kojih se prvi stupanj naziva regulacijskim, dok se prvi sljedeći disk naziva prvi neregulacijski stupanj. Svi ostali stupnjevi, osim zadnjega, nazivaju se među-stupnjevi.

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 10

Duž struje pare, od prvog do zadnjeg stupnja, tlak pare se smanjuje, a njen specifični volumen značajno se povećava. Zbog toga je prema zadnjim stupnjevima potrebno povećavati protočni presjek kaskada lopatica, tako da se pribjegava povećanju dužine statorskih i rotorskih lopatica i povećanju srednjeg promjera na stupnju turbine.

Rotor turbine na svom slobodnom kraju ima pričvršćeno vratilo koje nosi trnove sigurnosne sklopke (osjetnici pobjega turbine). Ovi trnovi mogu djelovati kao brana dovodu pare ako brzina vrtnje rotora za 10 do 12% prekorači nazivnu brzinu vrtnje turbine. Time se turbina čuva od razlijetanja.

Spojeni kraj vratila putem elastične spojke pogoni glavnu pumpu ulja. Usisna cijev glavne pumpe spojena je na uljnu kadu prednjega ležaja turbine.

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 11

Termodinamički proces parno-turbinskog postrojenja

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 12

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 13

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 14

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 15

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 16

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 17

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 18

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 19

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 20

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 21

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 22

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 23

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 24

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 25

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 26

Utjecaj parametara pare na stupanj djelovanja procesa

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 27

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 28

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 29

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 30

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 31

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 32

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 33

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 34

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 35

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 36

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 37

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 38

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 39

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 40

Kombinirana proizvodnja električne energije i topline

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 41

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 42

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 43

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 44

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 45

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 46

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 47

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 48

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 49

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 50

Međupregrijanje pare

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 51

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 52

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 53

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 54

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 55

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 56

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 57

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 58

Regenerativno zagrijavanje napojne vode

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 59

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 60

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 61

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 62

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 63

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 64

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 65

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 66

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 67

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 68

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 69

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 70

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 71

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 72

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 73

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 74

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 75

Toplinski procesi suvremenih parno-turbinskih postrojenja

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 76

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 77

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 78

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 79

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 80

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 81

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 82

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 83

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 84

Toplinski procesi nuklearnih elektrana

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 85

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 86

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 87

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 88

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 89

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 90

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 91

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 92

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 93

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 94

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 95

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 96

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 97

Podjela parnih turbina

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 98

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 99

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 100

Prof. dr. sc. V. Medica, Sveučilište u Rijeci, Tehnički fakultet Toplinske turbine 101

Zahvaljujem na pozornosti