Конденсационная турбина представляет собой особый тип паровой турбины, ключевой особенностью которой является завершение рабочего цикла конденсацией отработавшего пара. Это оборудование является основным для привода электрических генераторов на большинстве крупных тепловых и атомных электростанций. Кроме энергетики, такие турбины нашли применение в судостроении в качестве главных двигателей, а также для привода мощного промышленного оборудования, например, доменных воздуходувок. Их главное конкурентное преимущество — возможность достижения в одной установке колоссальной мощности, превышающей 1200 МВт.
Конструктивные особенности и развитие
Для достижения высокой эффективности конденсационные турбины большой мощности имеют сложную конструкцию. Они выполняются многоцилиндровыми и оснащаются развитой системой регенеративного подогрева питательной воды, для чего может использоваться до 8–9 отборов пара. Турбины мощностью свыше 100 МВт, как правило, включают в себя также однократный промежуточный перегрев пара, что повышает их КПД.
История отечественного турбостроения началась с создания первой конденсационной турбины на Ленинградском металлическом заводе в 1924 году. Её мощность составляла 2 МВт, а рабочие параметры пара были сравнительно невысокими: давление 1,1 МПа (11 кгс/см²) и температура 300 °C. Технологический прогресс привел к тому, что к 1970 году тот же завод выпустил одновальную турбину мощностью уже 800 МВт, работающую на паре с давлением 24 МПа (240 кгс/см²) и температурой 540 °C. А в 1973 году был создан уникальный, не имевший мировых аналогов, одновальный агрегат мощностью 1200 МВт с промежуточным перегревом пара.
Специфика атомной энергетики и теплофикации
Атомные электростанции в основном используют конденсационные турбины, работающие на насыщенном паре. Для турбин этого типа характерен значительно больший (на 60–65%) расход пара по сравнению с агрегатами, использующими перегретый пар, при равной мощности. Чтобы пропустить такие объёмы пара через последние ступени, требуется увеличивать длину рабочих лопаток, что проще реализовать при снижении частоты вращения ротора. Поэтому конденсационные турбины для АЭС мощностью от 500 МВт и выше обычно проектируются на 1500 об/мин вместо стандартных 3000 об/мин.
Харьковский турбинный завод имени С. М. Кирова специализируется на производстве таких турбин, выпуская модели мощностью 220 и 500 МВт на 3000 об/мин, а также ведя разработки более мощных серий на 1500 об/мин.
Отдельной важной разновидностью являются конденсационные турбины с регулируемыми отборами пара, которые служат для совместного производства электроэнергии и тепла. Такие агрегаты, называемые теплофикационными, устанавливаются на теплоэлектроцентралях (ТЭЦ). Мировым достижением в этой области стала первая в мире теплофикационная турбина с промежуточным перегревом пара, изготовленная на Уральском турбомоторном заводе в 1971 году. Её электрическая мощность составляла 250 МВт, а тепловая — 394 МВт (340 Гкал/ч).
