Turbiny dużej i wielkiej mocy

      Konieczność zaspokajania stale wzrastającego zapotrzebowania na energię elektryczną przy jednoczesnej konieczności oszczędzania środków inwestycyjnych oraz dążenie do lepszego wykorzystania przemysłu urządzeń energetycznych w naturalny sposób prowadzą do projektowania i budowy instalacji energetycznych, w tym turbin parowych, o coraz większej mocy. Współczesne turbiny energetyczne obok dużej mocy muszą mieć również dużą sprawność. Sprawność ogólna turbiny i jednostkowe zużycie ciepła zależą zarówno od sprawności części przepływowej, jak i od układu cieplnego turbiny i jego parametrów.

Sposoby i możliwości podwyższenia sprawności obiegu turbiny:

  • Podwyższenie parametrów pary świeżej. Konstrukcję układu i turbiny łatwiej jest dostosować do wysokiego ciśnienia niż dobrać materiały do panujących tu temperatur. Właśnie ze względów materiałowych obecnie stosuje się temperaturę pary tylko do 530-555 stopni (najniższa dopuszczalna temperatura, w której można bezpiecznie używać tanich niskostopowych stali ferrytycznych). Osiągnięcie temperatury ok. 650°C wiąże się już z koniecznością użycia znacznie droższych, wysokostopowych stali austenitycznych, co nie jest obecnie uzasadnione ze względów techniczno-ekonomicznych. Jeśli chodzi o ciśnienia pary, to są stosowane wartości wysokie i nadkrytyczne w dwóch grupach: ok. 16,5 MPa oraz ok. 24 MPa.
  • Obniżenie przeciwciśnienia. Ekonomicznie uzasadnione ciśnienia na wylocie z turbin kondensacyjnych wynoszą zwykle ok. 4 kPa przy chłodzeniu w układzie otwartym oraz ok. 7 kPa - przy chłodzeniu w obiegu zamkniętym.
  • Międzystopniowe przegrzewanie pary. Turbiny dużej i wielkiej mocy pracują w układach z przegrzewem międzystopniowym. Obecnie jest głównie stosowany przegrzew jednokrotny. Z analogicznych względów jak w przypadku pary dolotowej stosuje się temperatury pary przegrzanej w zakresie 530-565°C.
  • Regeneracyjne podgrzewanie skroplin. Rozpatrywane turbiny są wyposażone w układy regeneracji z 6-9 wymiennikami, zapewniające wysokie podgrzewanie wody zasilającej przed kotłem do temperatury 240-260°C i więcej.
  • Skojarzone wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Daje ono oczywiste korzyści, w związku z czym powinno być stosowane, o ile tylko występują odpowiednie możliwości. Jednak turbiny dużej i wielkiej mocy to praktycznie wyłącznie turbiny kondensacyjne - wobec braku odpowiednio dużych odbiorów ciepła.

Przekrój poprzeczny przez układ doprowadzania pary do dysz stopnia regulacyjnego turbiny wielkiej mocy na nadkrytyczne parametry pary