maandag 6 februari 2017

TURBINE. WAT IS DAT?


EEN DOOR STOOM

AANGEDREVEN KRACHTWERKTUIG 

VOOR ROTERENDE BEWEGING.




Een turbine is een primair roterend krachtwerktuig waarin stoom van hoge druk en temperatuur wordt omgezet in stoom met een hoge snelheid. De stoomstraal met hoge snelheid wordt aangewend om een as of rotor in draaiende beweging te brengen door middel van daarop aangebrachte schoepen.
Er bestaan twee turbinetypen: gelijkdruk of actieturbine (C.G.P. Laval 1889) en overdruk- of reactieturbine (C.A.Parsons)


GELIJKDRUKTURBINE.

Enkelwerkende gelijkdrukturbine (actieturbine).
1. As. Drijfas.
2. Loopwiel.
3. Schoepen.
4. Laval straalpijp.
5. Stoomtoevoer.

Bij gelijkdrukturbines vindt volledige expansie van de stoom plaats in een stilstaande straalbuis of leischoepenkrans, waardoor de in de stoom opgehoopte potentiële energie wordt omgezet in bewegingsenergie. De uittredende snelle stoomstraal blaast tegen de loopschoepenkransen die zijn bevestigd op de velgomtrek van een of meer op de turnineas bevestigde schoepenwielen, waardoor de as in draaiende beweging komt.


OVERDRUKTURBINE.

Doorsnede van de reactietrap van een reactieturbine.
Links de leischoepkrans, rechts de loopschoepkrans.

Bij overdrukturbines expandeert de stoom niet alleen in de stilstaande straalbuis of leischoepenkrans, maar eveneens in de draaiende loopschoepenkrans , omdat deze laatste de doortocht tussen twee opeenvolgende schoepen in de stoomrichting afneemt.
Hierdoor neemt de stoomsnelheid weer toe, waardoor in de draairichting een reactiekracht wordt uitgeoefend op de loopschoepen (vergelijkbaar met de stuwkracht van een raket).


(Een turbineas met schoepenwielen voor het aandrijven van een generator.)

In de praktijk worden combinaties van deze twee systemen toegepast, waarbij de turbine is opgebouwd uit meerdere trappen, dus zowel de zogeheten snelheidstrappen als druktrappen.
Bij de eerste soort wordt de snelheid van de stoom benut in meerdere achter elkaar liggende actieturbine schoepenwielen (snelheidstrappen) en bij de tweede soort heeft de expansie van de stoom plaats in meerdere achter elkaar liggende reactieturbine schoepenwielen (druktrappen).
Van het doel waarvoor de turbine moet dienen (rendement continubedrijf, constant of variërend aantal omwentelingen per minuut, maximaal vermogen, etc.) hangt het af welk systeem of welke combinatie wordt toegepast.

VOORBEELD VAN EEN STOOMTURBINE MET REDUCTIEKAST.

1. Nokkenas; 2. Stoominlaat, stoomtoevoerpoort; 3. Mondstukregelklep, straalbuisregelklep of smoorklep; 4. Straalschoepenkrans; 5. Curtis snelheidstrap; 6. Tussenschot; 7. Schoepenrad; 8. Omloopklep; 9. Elementen van de achteruitturbine; 10. Bekleding; 11. Stoomafdichting; 12. Drukblok; 13. Asblok, lager; 14. Asafdichtingen; 15. Turbine as; 16. Kussenblok; 17. Koppeling; 18. Kussenblok; 19. Oliekijkgl;as; 20. Rondsel; 21. Asleger instelling. 22. Drukblok; 23. Aansluiting voor op de schroefas; 25. Tandwieloverbrenging; 26. Kussenblok; 27. Turbinedrukstuk; 
28. Bekleding; 29. Aspakking; 30.Turbinehuis; 31. Fundatie.

Evenals bij de stoommachine kan men ook bij de turbine meerdere eenheden voor verschillende drukken achter elkaar of naast plaatsen. De stoom passeert dan eerst de hogedrukturbine, met de kleinste diameter, daarna eventueel de middeldrukturbine en als laatste de lagedrukturnine, met de grootste diameter.
Aangezien het aantal omwentelingen per minuut van de stoomturbine voor scheepsgebruik veel te groot is, wat nodig is voor een hoog rendement en een lichte uitvoering, moet na de turbine-installatie een reductie tandwieloverbrenging worden toegepast.
Hoe hoger het aantal omwentelingen per minuut van de turbine mag zijn, des te geringer kan men de afmetingen dimensioneren, maar des te groter, duurder en zwaarder zal de tandwieloverbrenging moeten worden.


(Voorbeeld van een gedeeltelijk opengewerkte turbine.)


De stoomturbine onderscheidt zich van de zuigerstoommachine doordat bij de stoomturbine het stoomexpansie-, en dus het arbeidsproces, continu plaats heeft en direct wordt omgezet in een draaiende beweging, terwijl bij een zuigerstoommachine de stoom intermitterend expandeert bij elke zuigerslag, welke een heen- en weergaande beweging is die daarna moet worden omgezet in een draaiende beweging via het zuigerstang-drijfstang-krukasmechanisme.
De meest bekende turbine schoepen zijn die van het type: Curtis, Parsons en Zoelly. bekende turbine- installatie bouwers zijn onder andere Parmetrada in Engeland en Werkspoor in Nederland.



                                          Zie vervolg; TANDWIELOVERBRENGING.

Geen opmerkingen:

Een reactie plaatsen