Buhar türbinleri nedir?
Bir buhar türbini silindir şeklinde koruyucu bir kılıfın içine yerleştirilmiş rotor adı verilen tambur biçimli döner bir milden oluşmaktadır. Kazandan gelen buhar, silindirdeki memelerden geçirilerek bir buhar jeti haline getirilir ve buradan, rotora takılı bir bileziğin üzerindeki kanatlara çarptırılır. Silindir buhar enerjisinin boşa gitmemesini sağlar.
En iyi neticeyi almak için kanatların döneme hızının buharın memeden püskürme hızın kabaca yarısı kadar olması gerekir. Yaklaşık 14 atmosfer basıncındaki buhar, memeden saniyede 600 metrenin üzerinde bir hız ile püskürür. Eğer tribünde tek bir kanat bileziği bulunuyorsa bu hızda gelen buharın bütün enerji,sini alabilmek için robotun inanılmaz bir hızda dönmesi gerekir bu zorluğun üstesinden gelebilmek için buhar rotor üzerindeki birinci kanat bileziğinden çıktıktan sonra silindir üzerine sabit şekilde yerleştirilmiş stator adı verilen bir başka kanat dizisinden geçirilmektedir. Bu sabit kanat dizisi buharı ikinci bir hareketli kanat dizisine doğru yöneltir. Bu hareketli diziden çıkmakta olan buhar ise bu defa ikinci bir sabit kanat dizisinden geçirilir ve bu böylece yinelenip gider. Böylece buhar hızı her bir kanat dizisinden geçişte biraz düşürülmüş ve rotorun en ucundaki son kanat dizisinden çıkışta buhar enerjisinin artık çok büyük bir bölümü alınmış olur. Buharın hızı azaldıkça basınç da düşer ve bu yüzden de buhar giderek daha çok yer kaplamaya başlar; dolayısı ile birbirini izleyen türbin kademelerinin çapının giderek büyümesi gerekir.
İngiliz mühendis ve mucit Charles Parsons’ın geliştirmiş olduğu bu türbin çeşidi bütün dünyada elektrik santrallerindeki üreteçlerin çalıştırılmasında ve buharlı gemilerin pervanelerinin döndürülmesinde kullanılmaktadır. Yaklaşık 7.5 kilowatt (10 beygir gücü) gücündeki bu türbin bir elektrik üreticinin çalıştırılmasında kullanıldı.
Bu tür türbinler ekonomiktir, sarsıntısız ve sessiz olarak çalışır, çok büyük boyutlarda yapılabilir. 500 ve 660 megawatt gücünde olanları daha yaygındı. Hatta gücü 1.000 megawattın (1340.400 beygir gücünün üzerinde olan buhar türbinleri yapılmıştır. Bugün 2 bin megawattlık (2.680.700 beygir güçlük) Parsons türbinleri tasarımlanmaktadır.
İsveçli mühendis Karl Gustaf de Laval’ın 1882 yılında geliştirmiş olduğu tek dizi kanaltlı ve yüksek hıza saip küçük buhar türbinleri de bulunmaktadır. Karl Gustaf de Laval ayrıca yüksek hızda dönen bu türbin ile görece düşük hızlı bir pervaneyi döndürebilmek ya da bir makineyi çalıştırabilmek için redüktör adı verilen özle bir hız azaltıcı dişli çark donanımını bulmuştur. Gemilerdeki buhar türbinlerinde hızın pervaneye aktarılır iken düşürülmesi gerekmektedir. Çünkü yüksek hıza sahip olan pervaneler verimli değildir. İlk türbinli gemi olarak bilinen Turbinia Parsons tarafından tasarlanmış ve İngiltere’de Wallsend- on –Tyne’de yapılmıştır. Bu gemide toplam 1492 kilowattlık ( 2 bin beygir gücü) güç üreten üç türbin bulunmaktadır.
Buhar türbinleri yoğunlaştırıcılı ya da yoğunlaştırıcısız tipte olabilir. Yoğıunlaştırıcılı türbinde türbinden çıkmakta olan buhar, bir yoğunlaştırıcıya gider ve burada soğutulur. Buhar su haline gelir, su buhardan daha az yer kapladığı için bir vakum ortamı doğar. Vakum buharın türbinin içinden püskürmesini sağlar. Su daha sonra yeniden buhar haline getirilmek üzere kazana pompalanır.
Yoğunlaştırıcısız türbinde türbinden çıkmakta olan buhar binaların ısıtılmasında ya da sanayi işlemlerinde yaygın olarak kullanılır.