Reaksiyon Türbini

Reaksiyon Buhar Türbini

Reaksiyonlu buhar türbini, buharın sadece nozullarda değil, aynı zamanda hareketli kanatların içinde de genleştiği bir türbini ifade eder. Reaksiyonlu türbinin hareketli kanatları, sadece buhar akışının çarpmasıyla oluşan kuvvete değil, aynı zamanda kanatların kendi içindeki buharın genleşmesi ve ivmelenmesiyle oluşan kuvvete de maruz kalır.

Reaksiyonlu buhar türbininde, buhar sadece nozullarda değil, aynı zamanda hareketli kanat geçitlerinden akarken de genleşir ve hızlanır. Bu, hareketli kanat kademeleri içinde buhar akışının yönünün değiştiği ve bağıl hızının da arttığı anlamına gelir. Sonuç olarak, hareketli kanatlar hem nozullardan çıkan yüksek hızlı buhar jetinden gelen itme kuvveti hem de hareketli kanat kademelerinden çıkan buhardan gelen tepki kuvveti tarafından etkilenir. Başka bir deyişle, reaksiyonlu buhar türbini iş yapmak için hem itme hem de tepki prensiplerini kullanır.

Reaksiyonlu buhar türbini, buharla çalışan bir makine türüdür. Çalışma prensibi, hem sabit kanatlarda (nozullarda) hem de hareketli kanatlarda meydana gelen buharın genleşmesine dayanır ve buharın itici kuvveti ve tepki kuvvetini kullanarak rotorun dönmesini sağlar.

Çalışma Prensibi ve Yapısal Özellikler: Reaksiyonlu buhar türbininde, buhar önce sabit kanat kademeleri içinde genleşir ve hızlanır, bu da basınç düşüşüne ve hız artışına neden olur. Daha sonra hareketli kanat kademelerine girer ve burada buhar genleşmeye devam eder. Bu genleşme sadece akış yönünü değiştirerek bir itme kuvveti oluşturmakla kalmaz, aynı zamanda genleşmenin neden olduğu ivme nedeniyle bir reaksiyon kuvveti de üretir. Bu iki kuvvet birlikte çalışarak rotoru hareket ettirir ve iş yapar. Bu tasarım, hareketli kanatların iki tarafında bir basınç farkına neden olur. Bu nedenle, rotor genellikle aşırı eksenel itmeyi önlemek için tambur tipi bir yapı kullanır ve bu itmeyi dengelemek için genellikle bir denge pistonu ile donatılmıştır. Yapısal olarak, reaksiyonlu buhar türbinleri eksenel akışlı tipler (buharın eksenel olarak aktığı ve kanatların bir tambura monte edildiği) ve radyal akışlı tipler (buharın radyal olarak aktığı ve iki rotorun zıt yönlerde döndüğü) olarak ikiye ayrılabilir.

Darbeli Buhar Türbinleriyle Karşılaştırma: Reaksiyon ve darbeli türbinler arasındaki temel fark, genleşme sürecinde yatmaktadır. Darbeli türbinlerde buhar genleşmesi esas olarak sabit kanatlarda gerçekleşir ve hareketli kanatlarda neredeyse hiç genleşme olmaz. Buna karşılık, reaksiyon türbinlerinde genleşme hem sabit hem de hareketli kanatlarda neredeyse eşittir. Sonuç olarak, reaksiyon türbinleri daha yüksek kademe verimliliği sunar. Bununla birlikte, daha büyük eksenel itme kuvveti üretirler, genellikle kısmi buhar girişiyle çalışamazlar ve genellikle ilk kademe için bir darbe kademesi kullanırlar.

Reaksiyonlu buhar türbinlerinin avantajları başlıca aşağıdaki hususlarda kendini göstermektedir:

1. Daha Yüksek Kademe Verimliliği: Buhar, hem sabit hem de hareketli kanatlarda genleşerek, iş yapmak için hem itme hem de tepki kuvvetlerini kullanır. Bu, daha rasyonel bir hız üçgeni tasarımına olanak tanır ve daha düşük akış kayıplarına yol açar. Bu nedenle, tek kademe verimliliği, itme buhar türbinlerine göre tipik olarak yaklaşık %2-3 daha yüksektir.

2. Benzer Bıçak Yapısı Üretim Maliyetlerini Düşürür: Hareketli ve sabit bıçakların kesit şekilleri esasen aynıdır. Bu simetri, bıçak tasarımını ve üretim süreçlerini basitleştirerek seri üretimi kolaylaştırır ve yedek parça maliyetlerini düşürür.

3. Kısmi Yüklerde Daha İyi Performans: Buhar genleşme sürecinin kademeler arasında homojen dağılımı sayesinde, reaksiyonlu buhar türbinleri tam yük altında olmasa bile nispeten yüksek verimliliği koruyabilir ve değişken yük çalışmasına daha güçlü bir uyum sağlayabilir.

4. Orta ve Düşük Basınç Koşullarına Uygun: Tasarım özellikleri, orta ve düşük basınçlı buhar koşullarında istikrarlı çalışma sağlar. Ayrıca, çok kademeli yapı, genel verimliliği daha da artırmak için yeniden ısıtma gibi teknolojilerin kullanımını kolaylaştırır.

5. Eksenel İtme Kuvveti Denge Pistonu ile Kontrol Edilebilir: Eksenel itme kuvveti önemli olsa da, tambur yapısı ve denge pistonu gibi tasarımlar sayesinde etkili bir şekilde karşılanabilir ve çalışma istikrarı sağlanabilir.