Luận văn
TÌM HIỂU CẤU TẠO VÀ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG
CỦA TUABIN HƠI TÀU THỦY
1
LỜI NÓI ĐẦU.

-Môn học “ TRANG BỊ ĐỘNG LỰC “đã giúp Sinh Viên ngành
Kỹ Thuật của trường ĐẠI HỌC NHA TRANG nói chung và đặc
biệt là ngành Máy những kiến thức cơ bản về thiết bị năng lượng
Tàu Thủy cũng như cung cấp cho Sinh Viên cơ sở cho việc
nghiên cứu , chuyên sâu sau này.

-Để môn học đạt hiệu quả cao hơn thầy giáo – giảng viên của
chúng tôi Thạc Sỹ Nguyễn Đình Long đã đưa ra những đề tài nhỏ
cho từng nhóm sinh viên lựa chọn nghiên cứu , thảo luận và báo
cáo . Nhằm nâng cao kỹ năng , sáng tạo và phong cách làm việc
theo khoa học cho sinh viên . Giúp sinh viên khắc sâu phần kiến
thức của đề tàimà mính đảm nhiệm .

-Thông qua sự giảng dạy , hướng dẫn cua thầy giáo và trình độ
nhận thức , tiếp thu tôi quyết định chọn đề tài : “CẤU TẠO VÀ
NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA TUABIN HƠI TRÊN TÀU
THỦY “ để nghiên cứu , thảo luận , báo cáo.

Nha Trang, ngày 20 tháng 12 năm 2009.

THIẾT BỊ NĂNG LƯỢNG TUABIN HƠI
2
1- Đặc điểm thiết bị năng lượng tuabin hơi:

b)
Hình 1- Nồi hơi
a) Cấu tạo; b) Hình dạng nồi hơi
5
a)
b)
Hình 2- Cấu tạo tuabin hơi
a) Tổ hợp tuabin hơi
b) Các dãy cánh công tác6
4-Nguyên lý hoạt động tuabin hơi:

a. Nguyên lý tác dụng của dòng hơi và đặc tính tầng của tuabin xung kích.
- Cho một dòng hơi có động năng lớn thổi vào một bản phẳng dòng hơi
tác dụng lên bản phẳng với ba dạng : đẩy vật dịch chuyển theo phương chiều
tác dụng của dòng hơi – ma sát sinh nhiệt tại chỗ của (dòng hơi) hạt hơi và
bản phẳng bắn hạt hơi bật trở lại theo mọi phương (Hình 4).
Hình 3:Biểu đồ phác họa cho thấy sự khác biệt giữa một tuabin
xung lực và tua bin phản lực.
7
Hình 4 : Tác dụng xung kích biến đổi động năng thành cơ năng.
-Trong ba dạng đó tác dụng đẩy phẳng là tác dụng xung kích của dòng hơi
biến động năng của dòng hơi thành công cơ học. Nếu bản phẳng được gắn
bánh xe thì nó sẽ chuyển động ta được công có ích tác dụng có ích của dòng
hơi tăng lên nếu hai dạng tổn thất năng lượng kia giảm đi.

Hình 5: Nguyên lý tác dụng xung lực của hạt hơi có khối lượng
chuyển động lên cánh.

-Trong ống phun nó giãn nở áp suất giảm đến P1 còn tốc độ chảy tăng đến
C1. Khi chảy vào rãnh cánh dòng hơi biến đổi động năng thành cơ năng
làm quay rô to quá trình này áp suất không đổi P2 = P1 còn tốc độ giảm
xuống C2. Dòng hơi ra khỏi rãnh cánh còn động năng nhỏ ứng với tốc độ
C2.
-Trong tầng xung kích như trên hơi chỉ giãn nở trong ống phun, trên các
cánh rãnh hơi không giãn nở do đó hình rãnh cánh được làm đối xứng.
Khe hở mép vào rãnh cánh bằng khe hở mép ra của rãnh.
9
Hình 6: Sơ đồ tầng xung kích
b. Nguyên tắc tác dụng phản kích của dòng hơi và đặc tính tầng phản
kích.
-Khác với tầng xung kích, rô to của tầng phản kích quay được không chỉ
dựa vào tác dụng xung kích của dòng hơi lên cánh mà còn nhờ tác dụng
phản lực của dòng hơi lên cánh. Tác dụng phản lực sinh ra khi hơi giãn nở
trên rãnh cánh.
-Nguyên tắc tác dụng phản kích của dòng hơi trên cánh được biểu diễn
trên ( hình 7).
10
Hình 7 : Sơ đồ tầng phản kích
-Khi chảy qua ống phun 1 dòng hơi giãn nở lần thứ nhất áp suất giảm từ
P0 xuống P1 ; tốc độ tăng từ C0 đến C1. Các cánh 2 có Prophin đặc biệt
sao cho các rãnh cánh cũng có hình dáng gần giống như ống phun. Khi
dòng chảy vào cánh sẽ xảy ra sự giãn nở lần thứ hai 2 làm áp suất giảm
tiếp từ P1 xuống P2 động năng tăng thêm. Cùng với quá trình giảm lần
hai động năng cả hai lần gãn nở được biến đổi thành cơ năng. Sau vành
cánh động năng còn lại ứng với tốc độ C2 rất nhỏ. Sự giãn nở của dòng
hơi trong các rãnh cánh gây ra gia tốc của dòng trong đó.Gia tốc này tạo
nên phản lực tác dụng lên Prophin cánh.
c. Nguyên lý hoạt động tuabin hơi :

- Công suất lớn, có thể đạt trên 100.000 mã lực
- Có hiệu suất ηe tăng theo công suất Ne;
- Sử dụng được nhiều loại nhiên liệu rẻ tiền: than đá, dầu nặng;
- Có thể tận dụng được nhiệt khí xả của động cơ điêden.
13
+ Hiệu suất ηe thấp do mất mát nhiệt quá lớn do gia nhiệt gián tiếp,
sự chuyển trạng trái liên tục của môi chất công tác;
+ Tốc độ quay lớn nên thiết bị truyền động cồng kềnh;
+ Tính cơ động thấp (không thể thay đổi nhanh chế độ làm việc, thời
gian khởi động lâu, tuabin không tự đảo chiều);
+ Hiệu suất thấp [ηe = (0,17÷0,23)], tính kinh tế thấp ở các động cơ
cỡ nhỏ;
+ Sơ đồ nguyên lý phức tạp, các thiết bị phân tán với nhiều đường
ống cao áp ở nhiệt độ cao;
+ Giá thành chế tạo cao;
+ Nhân viên vận hành đòi hỏi số lượng lớn.
TBNL tuabin hơi được sử dụng trên các tàu hơi nước cỡ lớn của
hạm tàu biển công suất trên 20.000 kW. Nó cho phép tạo ra công suất
chung trên trục chân vịt của tàu đến 220.103 kW và lớn hơn nữa.
8- Các hệ thống của TBNL tuabin hơi:
(1)- Hệ thống cấp – ngưng tụ
Hệ thống ngưng tụ – cấp được dùng để tiếp nhận nước ngưng và
đảm bảo việc cấp nước vào nồi hơi.
(2)- Hệ thống làm mát tuần hoàn
Hệ thống làm mát được dùng trong việc làm ngưng tụ hơi trong
các bình ngưng và làm mát dầu trong các bình làm mát dầu.
(3)- Hệ thống bôi trơn
(4)- Hệ thống nhiên liệu
Đối với thiết bị có nồi hơi dùng nhiên liệu lỏng thì hệ thống gồm
các két dự trữ, đường ống, lọc, bơm chuyển, …