Hvad er en dampturbine?
En dampturbine er en anordning, der er i stand til at konvertere den termiske energi i trykdamp til roterende bevægelse. Denne roterende bevægelse bruges ofte i kraftværker til at generere elektricitet, skønt den også kan have andre applikationer. Det grundlæggende princip bag dampturbiner blev først skrevet om allerede i det første århundrede e.Kr., mens den moderne dampturbine først blev designet først i 1884.
Den første moderne dampturbine blev designet af Sir Charles Parsons. Det blev brugt sammen med en dynamo til at generere 7,5 kW strøm. Kort efter dens opfindelse fandt enheden primær anvendelse i kraftværker rundt om i verden og ombord på flådeskibe. Tidligere frem- og tilbagegående dampmotorer var både mindre effektive og vanskeligere at tilpasse til brug om bord på skibe, hvilket krævede komplicerede systemer snarere end en simpel direkte drevmekanisme.
Dampturbiner anvender princippet om at tillade trykdamp at ekspandere i kontrollerede trin. Hver turbin kan være sammensat af et antal impuls- og reaktionsturbiner, som hver giver dampen mulighed for at ekspandere og dreje bladene eller spande inden i indretningen. De fleste dampturbiner anvender begge disse variationer samlet, idet impulsturbinerne fungerer under højt tryk, og lavt tryk anvendes til reaktionsturbinerne. Forskellen mellem de to er, at impulssorten bruger en dyse til at indføre damp med høj hastighed i rotorerne, mens rotorerne i reaktionsturbiner i sig selv er en type dyse.
Arrangementet af impuls- og reaktionsturbiner i en dampturbine kan effektivt gøre systemet meget effektivt. Ved at anvende både højt og lavt tryk og have dampen til at arbejde på hvert trin i dens ekspansion, kan processen forblive meget isentropisk . Dette betyder ganske enkelt, at entropien, der går ind i systemet, ligner den, der kommer ud. Den anden fordel ved designet er, at spinering af turbinerne skaber roterende bevægelse, som kan være ideel til både kraftproduktion og drejepadler eller andre drivmekanismer på skibe.
En stor procentdel af al den kraft, der genereres i verden, bruger dampturbinegeneratorer. De er til stede i både fossilt brændstof og kernekraftværker, hvor de førstnævnte brænder kul eller olie til opvarmning af vand til damp, og sidstnævnte er afhængige af en nukleær fissionreaktion for at generere dampen. Derudover genereres en del strøm ved hjælp af en proces, der kaldes fokuseret solenergi . Denne type kraftværk kan bruge solen til at producere damp, der derefter kan dreje dampturbiner.