Паровые турбины

По результатам  испытаний англичане приняли  радикальное решение: все вновь  строящиеся надводные корабли основных классов оснащать КТУ. 

Практически одновременно началось внедрение паровых турбин в судостроение. Первые два турбинных  лайнера были построены в Англии для Канады, а в 1906 г. на линию Ливерпуль - Нью-Йорк вышел турбинный трансатлантик "Кармания". По условиям контракта в течение четырех месяцев он должен был плавать с опломбированными корпусами турбин, что исключало их вскрытие не только для ремонта, но и для осмотра. КТУ лайнера выдержала столь жесткое испытание, и в 1907 г. вошли в строй еще два турбинных судна водоизмещением по 38 тыс. т: "Лузитания" и "Мавритания". Последняя в ходе трансатлантического рейса продемонстрировала среднюю скорость, превысившую 26 узлов, и впоследствии в течение 22 лет удерживала "Голубую ленту Атлантики" - почетную награду самому быстроходному лайнеру океана. 

В 1913 г. на Путиловском  заводе в Петербурге был построен эскадренный миноносец "Новик", трехвальная КТУ которого суммарной  мощностью 42 000 л.с. позволила кораблю  установить мировой рекорд скорости 37,3 узла. 

Вместе с тем, впечатляющие достижения не могли компенсировать невысокую экономичность паровой  турбины на малых нагрузках, что  существенно снижало ее привлекательность  в качестве судового двигателя. Скорость, при которой турбинные суда получали преимущество перед судами с паровыми машинами, составляла 16…18 узлов. В связи с этим Ч. Парсонс предложил идею турбомашинной установки. Для малого хода и реверса использовалась паровая машина, а при скорости выше некоторой критической ее отключали, и пар подавался на турбины. Иным способом была устроена силовая установка печально известного "Титаника" и однотипного "Олимпика". На этих судах бортовые валы приводились во вращение паровыми машинами, а средний - турбиной, в которой использовался пар, уже отработавший в цилиндрах машин.  

Триумф паротурбинной  энергетики 

В период между  двумя великими войнами энергетическое турбостроение развивалось преимущественно  в направлении применения пара высокого давления. Одна из первых таких турбин мощностью 1675 кВт была построена заводом "Броун-Бовери" для бельгийской электростанции. Давление пара было принято равным 50 кгс/см2, а его температура достигала 440…450 °С. Лабиринтное уплотнение получалось слишком сложным и ненадежным, поэтому конструкторы разместили первую ступень турбины высокого давления на весу, без подшипника. 

Вскоре для  электростанции в Маннгейме завод "Броун-Бовери" изготовил турбину  мощностью 7000 кВт при давлении пара 160 кгс/см2 и температуре 430 °С. У турбины, построенной для электростанции в Лангербрюгге, параметры пара были выбраны еще более высокими: температура 450 °С, а его давление - 225 кгс/см2. В Соединенных Штатах компания "Дженерал-Электрик" предпочла не рисковать, ограничив давление 84 кгс/см2, но зато она стала энергично наращивать мощность единичной установки. Так, турбина, построенная для предприятия "Форда" (2-цилиндровая, 2-осевая), имела мощность 110 МВт при частоте вращения валов 1800 об/мин. В начале тридцатых годов в США вошли в строй огромные энергетические паротурбинные установки единичной мощностью 160 и даже 208 МВт. 

Европейцы ограничились существенно меньшими значениями единичной  мощности промышленных паровых турбин. Одной из наиболее "крутых" считалась  установка в Витковицах, располагавшая  двумя турбинами, одна из которых мощностью 30 МВт, а вторая - 18 МВт. Частота вращения этих агрегатов была выбрана равной 3000 об/мин, что обусловливалась принятой в Европе частотой переменного тока (50 Гц). Следует отметить, что в США паровые турбины имели, как правило, частоту вращения 1800 или 3600 об/мин в связи с "американской" частотой переменного тока, равной 60 Гц. 

Удобство "сочленения" с электрическим генератором  без применения каких-либо промежуточных  передач оказалось исключительно  важным достоинством паровой турбины. Кроме того, турбина легко переносила перегрузки, практически не замасливала пар (в отличие от паровой машины), легко регулировалась по частоте вращения. В сочетании с более высоким к.п.д. турбины, особенно при больших нагрузках, все эти достоинства относительно быстро привели к повсеместному "закату" эры паровой машины в энергетике и судостроении.