Buhar Türbini

Buhar türbini (İng.: steam turbine, Alm.: dampfturbine), ısıl enerjisi yüksek basınç ve sıcaklığa sahip bir akışkanın ısıl enerjisini mekanik enerjiye çeviren termik turbomakinelerdir. Buhar türbinlerinde akışkan olarak su buharı kullanılmaktadır.

Buhar türbininden elde edilen mekanik enerji genellikle, türbine bir dişli kutusu aracılığıyla bağlanan jeneratör yardımıyla elektrik enerjisine çevrilirken (Turbo-jeneratör grubu) bazen de bir pompanın tahrikinde de kullanılabilmektedir. (Turbo-pompa grubu)

Genelde rankine çevrimiyle güç üretiminde kullanılırlar. Dizel makinalara göre verimleri düşük olmasına rağmen güç/kütle indeksi oldukça yüksektir. Buhar türbinleri buharda bulunan termik enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürür.

Bir buhar türbini, genel olarak yatay ekseni etrafında dönebilen bir rotor, bu rotor üzerine monte edilmiş ve rotorla beraber dönen hareketli kanatlar, türbin gövdesi, bu gövde içinde bulunan iç gövde, sabit kanat taşıyıcıları ve sabit kanatlardan meydana gelir.

Rotor,her iki tarafından radyal yataklarla yataklanmıştır. Eksenel yatak, rotoru eksenel yönde sabitleştirir. Buharın türbinden dışarı kaçmasının söz konusu olduğu yerler labirentlerle donatılmıştır.

Buhar türbin gövdesi içerisine girerek türbinin tüm kanat basamaklarına akar. Buhar, türbinin içerisinde ilerlerken iş meydana getirir ve hacmi genişler. Bu nedenle basamaklar ilerledikçe türbinin sabit ve hareketli kanatlarının boyları daha uzun dizayn edilir.

Buhar, faydalı enerjisini kanatlar yardımıyla rotora verdikten sonra çürük buhar kondenseye dökülür. Türbin çıkış tarafında bulunan generatörün rotoru, türbin rotoruna kaplinle bağlanmıştır.

 

Buhar türbininin önemli kısımları:

• Rotor
• Curtis kanatları
• Güç kanatları
• Stator kanatları
• İç karter
• Dış karter
• Reglaj
• Main stoper
• İnterceptor reheat stoper (bazı tiplerde)
• Pedastal
• İmpeller regülatör
• Radyal yataklar
• Thrust yatak
• By-passlar
• Nozullar
• Glendler
• İnter labirentler
• Karter labirentleri
• Hız governörü
• Stabilitör pistonlar (servo motor)

Rotor

• Seyyar kanatlar
• Disk veya tamburlar
• Şaft
• Kavrama
• Eksenel yatak koleri ya da thrust yatak koleri

Stator

• Nozul
• Reaksiyon kanatları
• Radyal yataklar
• Karter
• Nozullar
• Glendler
• İnter labirentler
• Karter labirentleri

Buhar türbini yardımcıları

• Dış karter
• Reglaj
• Main stoper
• İnterceptor reheat stoper (bazı tiplerde)
• Pedastal
• İmpeller regülatör
• Radyal yataklar
• Thrust yatak
• By-passlar
• Hız governörü
• Stabilitör pistonlar (servo motor)

Tarihçe

Modern buhar türbini 1884 yılında Anglo İrlandalı mühendis Sir Charles Parsons tarafnda icat edilmiştir. İlk modeli 7.5 kW (10 hp) elektrik üreten bir dinamoya bağlıydı. Charles Parson'ın bu icadı ucuz ve yüksek miktarda elektrik üretimine imkan tanıyordu.

Buhar türbinleri, iki tipte olmaktadır. Bu tipler, yoğunlaştırıcısız veya yoğunlaştırıcılı tiplerdir. Yoğunlaştırıcı türbinlerde, türbinden çıkan buhar, soğumak için bir yoğunlaştırıcıya gönderilmektedir. Bu sayede buhar su haline getirilmektedir. Bundaki amaç ise, bir vakum ortamı sağlamaktır. Vakum, buharın türbin içinde püskürmesi amacıyla kullanılmaktadır. Suya dönüşen buhar, kazana pompalanır ve burada tekrar buhar haline getirilir. Bu türbinler, gemilerde ve elektrik santrallerinde kullanılır. Yoğunlaştırıcısız türbinler ise, türbinden çıkan buhar sanayi işlemlerinde ve de binaların ısıtılmasında sık bir biçimde kullanılır.

Buhar Türbini Nasıl Çalışır?

Yanma kaynağı olarak kullanılan doğalgaz, kömür, nükleer veya fosil yakıtların yanmasıyla su yüksek derece sıcaklıklarda kaynatılarak kızgın buhar haline dönüştürülür. Elde edilen kızgın buhar ısı yalıtımlı borular yardımı ile tek akışlı bir şekilde türbin kanatlarının olduğu kısma gönderilir. Burada buharı karşılayan ilk türbin reaksiyon tipi kanatlardan oluşan yüksek basınç türbinidir. Hareket etme potansiyeli oldukça yüksek olan basınçlı buhar, yüksek basınç ve sıcaklıkla Y.B türbinin kanatlarına çarparak döndürmeye başlar. Daha sonra Y.B türbininde iş görmüş düşük basınçtaki buhar çift akışlı şekilde alçak basınç türbinine gönderilir ve orada da türbinin kanatlarını döndürerek mekanik bir enerji elde edilir. Oluşan bu mekanik enerji türbine bir dişli kutusu aracılığı ile bağlanan jeneratör yardımıyla elektrik enerjisine çevrilir. Termodinamiğin temel prensiplerine göre rankine çevrimiyle çalışan bu sistemde elde edilen enerji megavat düzeyinde enerji üretimi gerçekleştirmektedir.

Posted in: Bilim-Teknoloji