5 Mart 2017 Pazar

BUHAR TÜRBİNLERİNİN BÖLÜMLERİ

BUHAR  TÜRBİNLERİNİN  BÖLÜMLERİ

Buhar  türbinleri  yapıları  bakımından iki  bölüme  ayrılırlar ;
1)      Hareketsiz  kısımlar
2)      Hareketli  kısımlar


1)      Türbinlerin  Hareketsiz  Kısımlar :
  Buhar  türbinlerinin  hareketsiz  kısımları  şunlardır ;
   - Faundeşyın / döşek
   - Türbin  keysi
   - Rotorşaft  yatakları
   - Srast  yatakları
   - Boğaz glendleri
   - Nozullar
   - Nozul  grubu  valfları
   - Nozul  diyaframları
   - Hareketsiz  kanatlar


1.1  ) Faundeyşın / Döşek
Ana  makinelerin  gemi  gövdesine  bağlanmasını  sağlayan  kısımdır . Türbin  keysinin  pervane  yada  kıç  tarafı  ,  flençleri  vasıtasıyla  faundeyşına  sıkıca  tespit  edilir . Keysin  baş  tarafı  ise  yine  faundeyşına  bağlanır . Baş  taraf  cıvata  delikleri  elips  şeklinde  yapılmıştır .  Böyle  yapılmasının  sebebi  ,  türbin  çalıştırmaya  hazırlanırken  ısıtılır ,  ısıtılan  türbin  keysi  genişler  ve eliptik  cıvata  kanalları  vasıtasıyla  , buhar  giriş tarafına  doğru  genleşmeyi  karşılayacak  bir  miktar  hareket  edebilir . Türbinler  sefere  hazırlık  sırasında  boğazlardan  verilen “  Glend  stimi  “  denilen  buhar  ile  ısıtılır .Isıtma  genellikle  1- 1,5  saat  aralığındadır . Türbinin  ısındığı ,  keys  ile  döşek  üzerinde  bulunan  iki  ayrı   işaretin  birbirine  çakışması  ile   anlaşılır .

1.2  ) Türbin  Keysi
Buhar  türbinlerinin  keysleri  genel  olarak  , rotorşaft   yatay   ekseni  yönünde  olmak  üzere  simetrik  iki  paçadan  oluşmaktadır . Bazı  küçük  makinelerde  keysler  dört  parçadan  da   yapılmaktadır . Bu  tür  makinelerde   keysi  oluşturan  parçalar  birbirlerine  flençlerle  bağlanmışlardır . .  Ufak  türbin  keyslerinin  her  iki  uçlarında   glendler   bulunmaktadır . Büyük  türbinlerde  ise  ,  glendler  keys  uçlarına  saplamalar  ile  bağlanmaktadırlar 

Keyslerin  birbirlerine  bakan  yüzleri  çok  iyi  alıştırılmış  flençler  şeklindedir . Bu flenç  yüzeyleri  aralarına  conta  ihtiyacı  olmayacak  şekilde  ve  sızdırmayacak  bir  biçimde  birbirlerini  öper ,  çepeçevre  sıkı  geçmeli  cıvata  ve  somunlarla  bağlanırlar . Ancak  bazı  türbin  keyslerinde  klinger  conta  kullanılmaktadır .
Flençler  arasında  vakum  oluşmasına  mani  olmak  ve  keys  açılmak  istendiğinde  kolaylık  sağlamak  üzere ,  flenç  yüzeylerine  ince  bir  tabaka  hainde  kaynamış  bezir  yağı    sürülür .
Türbin  keysleri  üzerinde   farklı  boylarda   saplama  ve  cıvatalar  bulunmaktadır .  Bunlardan  kısa  olanlar  keys  bağlama   saplamaları,  uzun  olanlar  ise  “ Kaldırma  gaytları / Kaldırma  cıvataları  “ dır .  Kaldırma  gaytları  sapan  ve  ceraskal   yardımıyla  ,  hareketli  ve  hareketsiz  kanatlar ile  nozul  diyaframlarına  zarar  vermeksizin  üst  yarım  keysin  yerinden  kaldırılmasını  sağlarlar .

Türbin  keysleri  üzerinde  termometre ,  manometre  gibi   ölçü  cihazları  ile  alt  taraflarında  dreyn  valfları  bulunur . “  Blodra  “  adı  da  verilen  bu  valflar  ,  türbinlerin  ısıtılması sırasında  yoğunlaşan  bir  bölüm  buharın  neden  olduğu  dreyn   etmekte  yardımcı  olur .

Türbin  keysleri  içinde   sabit  kanatlar ,  nozullar  ve  nozul  diyaframlarının  yerleştirilmeleri  için   bir  takım  oyuklar  ve  kanallar  vardır .  Ayrıca  keysler  üzerinde ,  türbin  klerenslerini  ölçmek  ve  kanatları  kontrol  etmek   amaçlı  hendhol kapakları  bulunmaktadır .

Keys  malzemesi ;  Türbin  keysleri  buhar  sıcaklığının  235   C  geçmediği  makinelerde  dökme  demirden ,  buhar sıcaklığının   425   C’ ye  kadar  olduğu  makinelerde  dökme  çelikten ,   425    C’yi  geçen  makinelerde  ise  özel  çelik  alaşımlarından  yapılırlar .
Bunlar  molibden ,  krom  ve  vanadyumlu  çelik  alaşımlarıdır . 
Isı  kayıplarını  önlemek  amacıyla  keysler  çepeçevre  ve ısıya  dayanıklı  yalıtım  malzemesi  ile  kaplanırlar . Bunun  için kullanılan  malzeme  toz  asbestos’tur .   


1.3 )  Rotorşaft   Yatakları :

Türbin  rotorları,  biri  buharın giriş ,  diğeri  çıkış / egzoz  taaflarında  bulunan  iki  yatak  vasıtasıyla  taşınırlar . Bu  yataklara   “Rotorşaft  yatakları  “  adı  verilir .  Rotorşaft  yatakları  rulman  ve  metal  yataklar  olmak  üzere  ikiye  ayrılırlar.

Rulman  yatakla  genel olarak  küçük  güce  sahip  türbin  makinelerinde  kullanılırlar .
Çok  yüksek  verimli  olmalarına  karşılık  makine  gücü  çoğaldıkça  ,  bilyalı  yatakların    boyutları  ve  fiyatları  artar .  Yüksek  güçlü  makinelerde  rulman  yataklar  yerlerini   silindirik  metal  yataklara  terk etmişlerdir .  Gres  yağı  ile  kendiliğinden  yağlanan  rulman  yataklar  günümüzde  100  beygirgücünü   geçmeyen  makinelerde  kullanılır .  

Metal  yataklarda  kendi  ararında  iki  sınıfa  ayrılırlar   Silindirik  ve  küresel  yataklar .

Silindir  şeklindeki  metal  yataklar ,  yatak  kepi  ile  şelinden  ( shell )  oluşmaktadır . Yatak  kepleri  dökme demir   yada  dökme  çelikten  yapılırlar .  İç  kısımlarına  yatak  şelleri  geçirilir . Yatak  şelinin  rotorşaft  ile  birlikte  dönmesini  önlemek  üzere  şelin  dış  yüzeyine  ,  yatak  kepindeki  yuvasına  geçecek  şekilde   “ Dovel  pin “  adı  verilen  pin  yerleştirilir . Rotorşaft  ile  yatak şeli  arasında  boşluk  bulunur . 
 Buna  “ Yatak  klerensi “  adı  verilir .  Bu  boşluk   basınçlı  yağlama  yağı  ile  doldurulur . Böyece  şaft  ile  yatak  arasındaki  sürtünme  ve   dolayısıyla  aşınma  en  aza  indirilmiş  olur  .
Yağlama  yağı  yatağa  yağ  kanalından  verilir .  Yağın  basıncı  genel  olarak  4-5  bar  arasındadır . 
Yağlama  yağının  yatak  kenarlarından  kaçmasını  önlemek  üzere  ,  merkezkaç  yansıtıcı  ve bafıllardan  yararlanılır .  Bafılların  iki  görevi  vardır ,  birincisi  yağ  ve  yağ  buharının  yatak  dışına  kaçmasını  önler ,  ikini  olarak  boğaz  glendlerinden  gelen  buhar  nedeniyle  yatağın  ısınmasını  en  aza  indirir .


Küresel  yataklarda  ise ,  şelin  yatak  kepine  turan  bölümleri  kürese  parçalar  halinde  yapılmakta   ve  yine  bir  dovel  pin  aracılığı  ile  kepe  tespit  edilmektedir .  Bu  tip  yataklarda ,  kepe  oturma  yüzeylerinin  küre  parçası  oluşu  nedeniyle  yatak, rotorşaftın  radyal  yada  çap   yönündeki  değişimlerini  ,  örneğin  eğilmeden  gelen  laynsızlıkları    kendiliğinden  ayarlamaktadır .  Bu  özelliğinden  dolayı  bu  yataklara  “ Kendiliğinden  laynlı  yataklar  “   adı  da  verilmektedir .
Yatağın  küresel  kısımlarını  oluşturan  çelik  parçalar  küçük  saplamalarla  şel  gövdesine  bağlanmışlardır .  Yatak  şeli   ile  bu  çelik  parçalar  arasına  ,  farklı  kalınlıklarda  birkaç  layner  ya  da  şim  yerleştirilir . Laynerleri  değiştirerek  yatağın  merkezinin  durumu  yatay  yada  düşey  olarak  ayarlanabilir.
Küresel  yatağa  yağlama  yağı  ,  alt  yarım  yatak  parçasına  açılmış  bir  kanal  yardımıyla  ve  basınçla  verilir .

Yatak  şellerinin  imalatında  yaygın   bir  biçime  kullanılan  malzeme  dökme  demirdir .  Yüksek  dayanıklılık    gereken  yerlerde  dökme  çelik  kullanılırken  , gemi  türbinlerinde  yaygın  bir  biçime  bronzlardan  yararlanılır .  Tüm   şellerin  jurnallere  bakan  yüzeyleri   ,  “  Beyaz  metal / white  metal “  “ Vayt  metal “  ile  kaplanır .    Şelin iç  yüzüne  boyuna  ve  çevresine  açılmış  kırlangıç  kuyruğu  geçmeler  veya  oyuklar  ,  vayt  metalin  şel  yüzeyine  sıkıca  tutunması  sağlar .  Şelin  iç  yüzüne  vayt  metal  kaplanmadan  önce  eritilmiş  kalay  sürülür .  Bu  katman  vayt  metal  için  dayanıklı  bir  bağlantı  sağlar .

 


1.4  ) Srast  Yatakları
Buhar  türbinlerinin  tümünde  buharın  akış  yönünde  oluşan  ve  rotoru  buharın  aktığı  yöne  doğru  iten  srast  kuvvetini  karşılamak  üzere  “  Srast  yatakarı  “  kullanılır .  Böylece    rotorun  keys içinde  ileri  geri  hareket  ederek ,  nozul  veya  sabit  kanatlarla  ,  hareketli  kanatlar  arasındaki  klerenslerin  bozulmaması  sağlanır .  Bu  klerenslere   “ Eksenel  klerens  “  adı  verilmektedir.

Özellikle  reaksiyon  türbinlerinde  ,  hareketli  ve  hareketsiz  kanatların  bir  yüzü  ile  diğer  yüzü  arasındaki  basınç  farkı  nedeniye  ,  rotorun  buharın  aktığı  yöne  doğru  şiddetle  itildiğini ,  bu  srastın  dami  piston tarafından  ,  yada  çift  akımlı  türbinler  kullanılarak  giderildiğini  biliyoruz .  Ancak  eksenel  klerenslerin  bozulmaması  ve  tehlikeli  bir  durum  oluşmaması  için  ,  ister  aksiyon  ister  reaksiyon    olsun  ,  türbinlerin  tümünde   srast  yatakları  kullanır .  Srast   yatakları  türbinlerin  baş  yada  buhar  giriş  taraflarına  yerleştirilir . 
Gücü  100  Hp’ye  kadar  olan  buhar  türbinlerinde   srast  yatağı  görevi  ,  rulman  yataklarca  yerine getirilmektedir .  Büyük  güçlü  türbinlerde  ise  kolarlı  srast  yatakları  kullanılır .  Buhar  türbinlerinde   kolarlı  srast  yatakları  iki  çeşittir  :
Tek  kolarlı  ve  çok  kolarlı  srast  yatakları .



Tek  Kolarlı   Srast  Yatakları

Gemi  buhar  türbinlerinde  başlıca  iki türlü  tek  kolarlı  srast  yatağı  kullanılır .  Bunlardan  birincisi  Mişel  ve  ikincisi  Kingzböri  srast  yatağıdır .
Şekilde  tek  kolarlı  bir  srast   yatağı  görülmektedir .   “ Mişel  srast  yatağı “ adı  da  verilen  bu  yatak  ,  rotorşaft   ile  birlikte  dönen  bir  “ Kolar “  ( A )   ve  bu  koların  iki  yüzüne  basan   “  Srast  pedleri “  veya  “ Srast  lokmaları “  ( B,E )   ile   bu  lokmaları  taşıyan  bir  çemberden   (  C,F )  oluşmaktadır . Bunlardan  B  harfi  ile  belirtilenler  tornayt  ve  E  ile  belirtilenler  ise  tornistan  srastını  önlemek  üzere   düşünülmüşlerdir . B  pedleri  C  ; E  lokmaları  ise  F  çemberleri  tarafından  taşınmaktadırlar .




Pedlerin  yüzeyleri  beyaz  metal ile  kaplanmıştır .  Pedler  ile  kolar  arasında  ,  şekilde  C   ile  belirtilen  bir  boşluk  bulunur . Bu  boşluğa “ Yağ  klerensi “  adı  verilir   yağ  anallarından verilen  basınçlı  yağ  verilen  bu  klerenste  bir  yağ  katmanı  oluşturur . Böylece  kolar  ile  pedler  arasında  oluşabilecek  sürtünme  ve  aşınma  en  az  indirilmiş  olur .
           
            Pedleri  taşıyan  çemberler  ile  srast  yatağı  arasında    zaman   zaman  rotorun
            Eksenel  durumunu  ayarlayabilmek  için ,  faklı  kalınlıklarda   metal  levhacıklar    
            konulmuştur .  Bunlara   “  Layner ,  şim  veya  şamata  “  adı  verilmektedir .


              Aşağıda  “ Kingsböri  srast  yatağı “  şekli  mevcuttur . Gemi  buhar  türbinlerinde                                        
   Uygulanan   bu  yatakların  stast   pedlerinin   sırtlarında ,  sabit  çemberlere  geçmelerini  yada  bağlanmalarını  sağlayan   birer  pin  bulunmaktadır . Pinler  srast   pedlerinin   0,0254 – 0,0508  mm  kadar  küçük  bir   miktar  hareketlerini  sağlar . Bu  hareket  şeklinden  de  görüleceği  gibi  ,  kolar  ile  pedler  arasında  kama  yada  siil  şeklinde  bir  yağ  filmi  oluşturur . Böylece  toplam  srast  ,  pedler  arasında  eşit  parçalar  halinde   karşılanmış  olunur .

Kingsböri  srast  yatakları  da  basınçla  yağlanır   ve  pedlerle  kolar  arasında  bir  yağ  tabakası  oluşturulur . Pedlerin  yüzleri  ,  Mişel  yataklarında  olduğu  gibi  beyaz  metal  ile  kaplanmıştır .

Tek  kolarlı  srast  yataklarının  kayıpları  çok  küçük  olup ,  gemi  ana  makinelerinde  2-5  Hp   değerleri  arasındadır .


Çok  Kolarlı  Srast  Yatakları

Çok  kolalı  srast  yatakları  ,  üzerinde  belirli  sayıda  kolar  bulunan   bir  srast  şaft ile  iki  yarım  parçadan  oluşan  ve  kolarlara  bakan  yüzeyleri  beyaz  metal  ile  kaplanmış    sabit  keplerden  oluşmaktadır . Yağlama  yağı  radyal  kanallardan  srast  yatağına  verilmekte  ve  yine  radyal  kanallardan  yatak dışına  alınmaktadır . Böylece  keplerin  beyaz  metalli  yüzeyleri  ile  kolarlar  arasında  bir  yağ   filmi  oluşturulur .
1.5 )  Şaft   Ve  Boğaz  Glendleri

   Buharın  yüksek  basınç  tarafında  keys  dışına  kaçması  ve  alçak  basınç  tarafında  ise  havanın  keys  içine  girmesini  önemek  için  buhar   türbinlerinde  boğaz  glendlerinden  yararlanılır .  Çok  kademeli   aksiyon  türbinlerinde  buharın ,  nozul  diyaframları  ile  şaft  arasından  engel  olma  görevi  de  yapı  akımından  boğaz  glendlerine  benzeyen  şaft  glenderi  ile  sağlanır .

Tüm  modern  türbin  makinelerinde   3  türlü  şaft  ve  boğaz  glendi  kullanılmaktadır;  1) Karbon  boğaz   glendleri ,  2) Metal  boğaz  ve  şaft glendleri ,  3) Hidrolik  boğaz  glendleri .

Karbon  Glendler :
Karbon  pakin  adı  da  verilen  bu  tür  boaz  glendleri ,  genel  olarak ,  tüm  türbinlerin  boğazlarında  ve  metal  glendlerden  önce   kullanılırlar . Yüksek  yada  alçak  basınç  taraflarının  sızdırmazlığını  sağlamaları  gerektiğinden ,  yan  yana  birkaç  pakinden  oluşturulurlar .
Karbon  glendler  veya  pakinler ,   genel  olarak  3  ve  bazen  4  parçadan  yapılaktadırlar . Bu  parçalar  çevrelerindeki  oyuklara  yerleştirilen  bir  yay  ve  kilit  yardımıyla  türbin   bğazındz  dairesel  bir  şekil  alırlar . Kilit ve  yuvasının  görevi ,  hem  karbon  pakinleri   rotorşaft  etrafında  dairesel  bir  şekilde  tutmak  ve  hem  de  onların     rotorla  birlikte  dönmelerini  önlemektir .

Türbinlerin  yüksek  ve  alçak  basınç  taraflarında  karbon  pakinlere  “ Glend  buharı”
            Adı  verilen  ve  basıncı  atmosfer  basıncından  daha  yüksek   stim  verilir . Yüksek         
            basınç    tarafında   glned  stim basıncı   ,  atmosfer  basıncı  üzerinde  1,5 -  2,5  bar       
            arasında  ,  alçak  basınç  tarafında  ise    1,08- 1,22  bar  arasındadır . Türbinlerin    
 ısıtılması  glend  stimi  vasıtasıyla  olur  ve  stimin  gözle  görülecek  şekilde     çıkmasına  izin  verilir . Bundan  amaç  alçak  basınç   tarafından  türbin  içine  hava  girişine  mani  olmak  ve  içeri  hava  girmediğinden emin  olmaktır .

Metal / Labirent  Pakinler :
Metal  labirent  glendler ,  nozul  diyaframlarının  ,   türbinlerin  yüksek  ve  alçak  basınç  boğazlarının  sızdırmazlığında  kullanılır . Bu  tip  metal  glendler,  rotorşaft  üzerinde  şaftla  birlikte  yapılmış , fakat  çapı  rotorşaft    çapına  eşit ,  bzaen  ondan  büyü  ve  çok  sayıda  “ Labirent  diskleri  “   yada  “ Labirent  ringleri  “  ile  ve  bu  disklerin  üzerine  ve  aralarına  donatılan  sivri  labrent  pakinlerinden  oluşur .
İki  yarım  silindir şeklinde  ve  rotorşaft  malzemesine  göre  çok  daha  yumuşak  metallerden  , örneğin  bronz  ve  admiralti  metalinden  yapılan  ,  bu  labirent  pakin  dişleri  ile  labirent  ringler  arasında  küçük  klerensler  bulunur . Bu radyal  klerenslerden  geçen  buhar ,  aralardaki  kısma    nedeniyle  basıncı  giderek  düşer .  Böylece  stimin  yüksek  basınç  boğazından  makine  dairesine  kaçması  ve  alçak  basınç  tarafında  ise  havanın n türbine  girmesi  tehlikesi  ortadan  kaldırılmış  olur .    

Basınç  basamaklı  aksiyon  türbinlerinde  ,  nozulları  taşıyan  ve  nozul  diyaframlarının  rotorşafta  karşı  sızdırmazlığında  da  yine  labirent  glendlerinden  faydalanılır .

Reaksiyon  türbinlerinde  stimin  srastını  önlemek  üzere   dami  pistonlerın  kullanıldığı    daha  önce  belirtilmiş  idi . Dami  pistonlarda  da  ,  stimin  bir  pistondan  diğer  pistona  sızmasını  önlemek   için  labirent  pakinlerden  yararlanılır . Labirent  pakinler  için   türbin rotoruna  oyuklar    açılmıştır .  Bu  oyuklar  buharın  genişlemesine  izin  verir   ve  böylece  basınç  düşümü  sağlanır .


Hidrolik  Glendler :

Genel  olarak  kara  tesislerinde  ve  sabit  devirle  çalışan  buhar  türbinlerinde  kullanılır . Su  sili  boğaz  glendleri  adı  da  verilen  hidrolik   glendler ,   özellikle  türbinlerin  alçak  basınç  tarafı  boğazlarına  yerleştirilen  bir  impeller  ile  bu impellerin  keysi  besleyen  ve  impeller    ile  arasındaki  yükseklik    yaklaşık  5-6  metre  olan  bir  su  besleme  takından  oluşmaktadır . Besleme  tankı  bir  şamandra  ile  denetlenen  ve  içinde  sabit  düzeyde  su  bulundurulması  istenen  bir  tanktır .

Türbin  rotorunun  sabit  dönüşü  sırasında  , impeller  de  onunla  birlikte  döneceğinden  kanatları  yada  cepleri  dolduran  suyu  ,  büyük  bir  merkezkaç  kuvvetle   çevreye  doğru  savurur . Bu  merkezkaç  kuvvet  ,  difüzörlerden  geçerken  basınca  dönüşür . Böylelikle  dış  tarafta  hava  basıncına  ve  iç   tarafta  ise  vakuma  eşit  birer  basınç  oluşturularak   keys  içine  hava  emilmesi  önlenir .

Hidrolik  glendlerin  yarar  ve  sakıncaları  aşağıdadır :
 a )  Sadece  sabit  devirle  çalıştırılan  buhar  türbinlerine  uygulanır . Değişken  devir  sayılarında  çalıştırılan  gemi  türbinleri  için  kesinlikle  uygun  değildir .  

b)  Glendin  sürtünme  kayıpları  nedeniyle  oluşan  ısı  , hidrolik  glenddeki  suyun  ısıtılmasına  sebep  olur . Bunu   sonucu  sıcaklık  doyma  sıcaklığına  erişir  ve  sürekli  bir  buharlaşma  meydana  gelir . Oluşan buhar  kondensere  giderken  ,  besleme  tankı  devreye  sabi  miktarda  su  iletmeye  başlar . Eğer  damıtık  su  kullanılmıyorsa   ,  glendde  kışır  oluşumu  kesin  olarak  kaçınılmazdır .

c ) Labirent  pakinler  kullanıldığı  zaman  ,  türbin  çalışması  sırasında  sürekli  olarak  bir  miktar  buhar  makine  dairesine  kaçar . Bu  buharlar  makine  dairesi  ,  soğutma  suyu  devreleri  ve  gemi  alabandalarında  oluşur  ve  paslanmalara  neden  olur .  Oysa   hidrolik  glendlerde  böyle  bir  sakınca  söz  konusu  değildir .

d ) Labirent  glendlerde  boğazlardan  kaçmasına  izin  verilen  glend  buharının  ,  ısı ve  damıtık   su  kayıplarını  oluşturduğu bir  gerçektir . Hidrolik  glendlerde bu saksınca  ortadan  kaldırılmıştır .

e ) Yüksek  sıcaklık  ile  çalıştırılan  türbinlerde  ,  hidrolik  glend  şafttan  önemli  miktarda   ısı  emer .  Bu  olay   glende  koşu  olan  rotorşaft  yataklarının  daha  iyi  koşullar  altında  çalışmasını  sağlar . 

1.6  ) Nozullar :

Buhar  türbinlerine   kullanılan   nozulların   başlıca  iki görevi  vardır  .  Bunlardan  birincisi   buharın  ısı  yada  potansiyel  enerjisini   ,  mekanik  kinetik  enerjiye  çevirmek.
İkincisi  ise  buharı  hareketli   kanatlara  yöneltmektir .

Genel  olarak  belirli  sınırlar  içinde  tutulmakla  birlikte ,  içindeki  buharın  hızı  veya  nozuldan  elde  edilecek  hız  ,  nozulun  giriş  ve  çıkış  bölgelerindeki   basınç  farkına  bağlıdır . Eğer  bir  nozulun   giriş  ve  çıkış  bölgelerindeki   basınçlar  birbirine  eşit  ise  ,  bu   statik  durumda  bir  buhar  akımı  oluşamayacaktır .  Eğer  giriş  tarafındaki  basınç sabit  tutularak  ,  çıkış tarafındaki  basınç  yavaş  yavaş düşürülürse  ,  buhar  akışı  başlar  ve  çıkış  basıncı  azaldıkça  buharın  hızı  çoğalır .

Bilindiği  gibi  nozullar   aksiyon  türbinlerinde  kullanılmaktadır . Bu  bakımdan  türlü  aksiyon  türbinlerimnde  ,  yukarıda  belirtilen  görevleri  yerine  getirebilmek  amacıyla  iki  türlü  nozul  kullanılmaktadır . : 
A ) Konvercent /  Genişlemesiz
B ) Divercent   / Genişlemeli 

 Konvercent / Genişlemesiz  nozullarda  giriş  bölümü ,   nozul  boğazına  kadar  daralmakta  ve  sonra  nozul  gövdesi  paralel  olarak  çıkış  yada  ağız  tarafına  kadar  uzanmaktadır . Böylece  büyük  bir  basınç  düşüm  ve  ona  uyan  hızı  ,  konvencert  nozullarda  sağlamak mümkün  değildir . Yani  nozul  boğazından  sonra   buharın  genişlemesi  yada  basınç  düşümü   söz  konusu  değildir . Bu  tür  nozullar  daha  çok   basıncın  kademe  kademe  düşürülmesi  gereke   basınç  basamaklı  aksiyon    veya  Rato  türbinlerinde   kullanılmaktadır .


De  Laval  ve  Körtis  türbinlerinde  ise  , buharın  giriş  basıncının  nozullarda  kondenser  basıncına  kadar  veya  ona  yakın  bir  değere  düşürülmesi  gereklidir.  Bu  bakımdan  öyle  türbinlerde   “Divercent / Genişleyen “  nozullardan  yararlanılır .  Bu  nozullarda  giriş  tarafı ,  boğaza  kadar  daralmakta  ve  nozul  gövdesi  boğazdan  nozul  ağzına  yada  çıkış  tarafına  kadar  genişletilmektedir . Böylelikle  buharın  nozul  boğazından  sonra  genişlemesi  söz  konusu  olup ,  çıkış  tarafında  büyük  bir  buhar  hızı  sağlamak  mümkün  olmaktadır . Bu  tür  nozullarla  ,  daha  öncede  belirtildiği  gibi  1000  m/s’lik  bir  buhar  hızı  sağlanabilmektedir .

Basit  aksiyon  ve  hız  basamaklı  aksiyon  türbinlerinde  nozul  yada  nozullar ,  buhar  giriş  tarafında  türbin  keysine  bağlanır .  

Basınç  basamaklı  aksiyon  türbinlerinde  ise ,  ilk  kademenin  nozulları  keys  gövdesine  bağlanır . Ancak  ikinci ,  üçüncü  vb.  kademelerin  nozulları  ise  bir  diyaframın  çevresine  yakın  bir  bölümüne   yerleştirilir . Diyafram,   iki  yarım  daire   parsçı  şeklindeki  bir  diskten  oluşmuştur . Diyaframın  dış  çemberi  türbin  keysinin  iç  bölümündeki   oyuklara  geçirilir . Buhar  kaçaklarına  engel  olmak  üzere   ,  diyaframların  rotorşafta   bakan  yüzlerine labirent  pakinler  donatılır.

Nozulların   sayısı  ,  türbinin  gücüne ,  türbine  verilen  buharın  basınç  ve  sıaklığına  bağlıdır . Türbinlerin  güç  değişimleri  veya  güçlerinin  azaltılıp  çoğaltılması  ,  onlara  verilen  buharın  miktarına  bağlıdır .  Türbinlere  buhar  “Trotıl    valf  “  yardımıyla  verilir . Ancak  güç  değişimlerinin  ,  sözü  edilen valf  kısılarak  yapılması  zararlıdır .  Çünkü  yarı  kapalı  yada  yarı  açık  valftan  geçişi  sırasında  buharın  basıncı  bir  miktar  düşer .  Bunun  anlamı  buharın  her  kilogramının  yapacağı  işin  azalmasıdır . Bu  sakıncayı gidermek  için  “  Nozul  Gurubu   valfları  “  kullanılır .

Trotıl  valf  tam  açık  iken  nozul  gurubu  valflarından  biri  açıldığında ,  o  guruptaki  nozullarda  devreye  girer .  Böylelikle  türbine  verilen  buhar  miktarı  arttırılmış  olur . Bunun  sonucu devir  sayısı  ve  dolayısı  ile  türbinin  gücü  artar . Guruplardaki  nozul  sayısı  ,  genel  olarak  3-5  veya  daha  fazla  olabilir.  Nozul  gurupları  4-12  arasında  değişmektedir .



1.7 ) Hareketsiz   kanatlar :

Aksiyon  ve  reaksiyon    türbinleri  açıklanırken ,  hız  basamaklı  türbinler  ile   Parsın  türbinlerinde ,  hareketsiz  kanatların  olduğu  bahis  edilmiştir . Ancak  iki  ayrı  gruba  giren  Körtis  ve  Parsın  türbinlerinde  kullanılan  hareketsiz  kanatların  görev  ve  yapıları  birbirlerinden  çok  farklıdır . Hız  basamaklı  aksiyon  türbinlerindeki  hareketsiz  kanatların  görevi ,  buharın  sadece  yönünü  değiştirmektir . Oysa  reaksiyon  türbinlerinde  hareketsiz   kanatlar   kısmen   aksiyon türbinlerindeki  nozulların  görevine  benzer  işler  yapmakta  ,  yani  buharın  basıncını  düşürüp  ona  hız kazandırmaktadır .           

        
2        ) Türbinlerin  Hareketli  Kısımları  :

Gemi  buhar  türbinlerinin  hareketli  kısımları  olarak 
2.1 ) Rotor  ve  rotorşaft
2.2 ) Hareketli  kanatlar
2.3 ) Dami  piston


2.1 ) Rotor  ve  Rotorşaft :

Buhar  türbinlerinin  rotorları ,  rotrşaft  ve  kanatları  taşıyan  disklerden  oluşmaktadır . Genel  olarak  rotorşaft  dökme  çelikten  ve  srast  kolarları  ile  birlikte  tek  parçadan  yapılır.Rotorşaftlara  kamalanan  disklerin  çevresine  açılan  türlü  profillerdeki   oyuklara  hareketli  kanatlar  yerleştirilir .  

Çok   büyük  güçlü gemi  türbinlerinde   hareketli  kanatlar  doğrudan  rotorşaft  çevresine  açılan  oyuklara  bağlanmaktadır .  Eğer  dami  piston  kullanılıyorsa  ,  bu  bölüm  rotorşafta  sıkı  bir  şekilde  geçirilir .

Çoğu  zaman  rotorşaftın  alçak  basınç  tarafındaki  çapı ,  yüksek basınç  tarafındaki  çapından daha  büyüktür . Bu  çap  kademe  kademe  büyür  yada çaptaki  belli  büyüme  nedeniyle  konik  şekildedir . Pinyon  dişliler ,  regülatör  çalıştırma  mekanizmaları ,  srast  yataklarının  kolarları ,  kaplinler  vb.  Rotorşafta  bağlanan  kısımlardır . 

Aksiyon  ve  reaksiyon  türbinlerinin  rotorları  birbirlerinden  farklı  yapıdadır .  Aksiyon  türbinlerinde  rotor  solid  olarak  yapılır ,  bu  rotorun  disklerinin  çevresine  hareketli  kanatların  yerleştirilmesi  için  oyuklar  açılır . Genel  olarak  aksiyon   türbinlerinde ,  içi  dolu  veya  solit  rotorların  kullanılması ,  rotorun  kolay  dengelenmesi  içindir .

Reaksiyon   türbinlerine  kullanılan  rotorların  boy  ve  çapları  önemli  bir  şekilde   büyüktür  ve   bu  türbinler  ağır  bir  rotora  gereksinme gösterirler .  .  Bu  nedenle  reaksiyon   türbinlerinde  rotorların  içi  çoğunlukla  boştur .


2.2 ) Hareketli  kanatlar / Türbin  kanatları :

Buhar türbinlerinde  nozul  veya  hareketsiz  kanatlarda  oluşturulan  yüksek  hızlı  buhar  huzmesi   ,  hareketli  kanatlara  yöneltilir. Bunun  sonucu  olarak  da  rotorşaftın   devir  hareketi  sağlanır . Özellikle  reaksiyon  türbinlerinde  her  sıra  hareketli  kanattan  geçişte ,  buharın  basıncını  azalması  buhar  tarafında  işgal  edilen  hacmin  büyümesi  sonunu  doğurur . Böylece  türbin  giderek  büyüyen  bir   çapa  ve  konik  bir  şekil  lan  keyse  sahip  olur .

Aksiyon  türbinlerinde  buharın  sadece  nozullarda  genişletilmesi  nedeniyle ,  birinci  sıra  hareketli  kanatlar  ile  son  sıra  hareketli kanatların  boyutları  reaksiyon  türbinlerinde   olduğu  kadar  farklı  değildir .  Aksiyon  türbinlerinin  hareketli  kanatları    , dikey  eksenlerine  göre  simetrik  yapılmışlardır . Yani  hareketi   kanatların  giriş  ve  çıkış  açıları  birbirlerine  eşittir .  Bu   nedenle  buharın  kanatlara  giriş  yada  çıkış  sırasında   genişlemesi  veya  basıncının   değişmesi  söz  konusu  değildir .

Reaksiyon  türbinlerinde  kullanılan  hareketli veya  hareketsiz  kanatlar  ,  dikey  veya  orta  eksenine  göre  asimetrik  yapıdadırlar .  Kanatların  giriş ve  çıkış  açıları   birbirlerinden  fakı  yapıda  olduklarından  ,     giderek  daralan bir  hacim  oluşturarak  nozul  görünümü  alırlar . Şekilleri   nedeniyle  reaksiyon  türbinlerinin  hem  hareketli   hem  de  hareketsiz  kanatlarında   buhar  basıncı  düşmektedir .

Hareketli  kanatlar  ya  doğrudan  rotorşafta   veya  rotorşafta  kamalanmış  disklerin  çevresine  açılmış   oyuklara  yerleştirilmektedir . Bu  oyuklar   kanat  köklerinin  profiline  uygun   şekilde  yapılır .

Bir  makine  yardımıyla  kanatlar  rotor  disklerinin  çevresindeki   oyuklara  yerleştirilir . Türbin  kanatlarından  maksimum  verim  elde   edebilmek  ve  titreşimi  azaltmak  ve  onları  rezonansa  karşı  koruyabilmek  amacıyla    tüm  kanatlar  birbirlerine  bağlanırlar .

Kanat  boyları  fazla  olmayan  türbinlerde  ,  hareketli  ve  hareketsiz  kanatların  üst  uçlarında  ya  silindir  yada  kare  prizma  şeklinde  birer  pin  bulunur . Bu  pinler  çepeçevre  bir  çembere  geçirilir  ve  sonra  perçinlenir . Kanat  boylarının   büyük  olduğu türbinlerde  ise  ,  kanatların  tepelerine  yakın  bölümlerine  birer  delik  açılmıştır . Bu  deliklerden  geçirilen  bir  tel  yardımıyla  tüm  kanalar  birbirlerine  bağlanır .


Hareketli  ve  hareketsiz  kanatlar  ile  keys   veya rotor yada  rotorşaft  arasında  kalan  boşluğa  “ Radyal  klerens “  adı  verilmektedir . Bu  klerens  genellikle  reaksiyon  türbinleri  için  çok  önemlidir . Bilindiği  gibi  ,  reaksiyon  türbinlerinde  buharın  basıncı  hem  hareketsiz  hem  de  hareketli  kanatlarda  kademeli  olarak  düşmektedir . Bu  nedenle  kanatların  giriş  ve  çıkış  yüzeyleri  arasında  önemli  sayılabilecek  bir  basınç  farkı  vardır.  Bu  yüzden  buhar ,  kanatların  tepelerinde  iş   yapmaksızın  basıncın  büyük  olduğu  taraftan , basıncın  küçük  olduğu  tarafa  geçmeye  çalışır . Radyal  klerensin  reaksiyon  türbinlerinde  çok  küçük  olmasının  nedeni  budur .  Ancak  küçük  radyal  klerensler   makine  için  çok  tehlikelidir . Rotorşaftın  türlü nedenlerle  eğilmesi ,  kanat  tepelerinin  rotorşaft  veya  keyse  değmesi  gibi  çok  tehlikeli  bir   durum  oluşturur  .  Bu  bakımdan  özellikle  reaksiyon  türbinlerinde  hareketli  ve  hareketsiz  kanatların radyal  klerens  küçültücü   U  şeklinde  parçalar  eklenir. Bazı  reaksiyon  türbinlerinde  ise   bu klerens   daraltıcı  parçalar  yine  kanatların  tepelerin  yerleştirilmektedir .

Türbin  kanatları  düşük  karbon  yüzdeli  paslanmaz  çelikten  veya  krom – nikel  çeliklerinden yapılmaktadır . Çoğu  zaman  bunların etkisiyle  kanat  kenarlarının  aşınmaması  için  bu  kısımlar  stelayt  ile  kaplanır .  Stelayt  ,  yapısı  demirsiz ,  çok  sert  bir  alaşım  olup,  krom ,  kobalt  ve  tungusten’den  oluşan  bir  alaşımın  ticari  adıdır   ve  türbin  kanatlarında   da  kullanılır .  
  




 

 



Hiç yorum yok:

Yorum Gönder