Buhar Türbini Nedir?

5469_bt2Günümüz teknoloji dünyasında, enerji ihtiyacı her geçen gün artmakta ve bu nedenle de enerji üretmen teknikleri geliştirilmektedir. Bu amaçla, rüzgar, güneş ve buhar enerjisinden faydalanma yollarına başvurulmuştur.

Buhar türbinlerinin de, bu amaçlarla üretilmiş olan bir sistemdir. Buhar türbini, yüksek bir basınç altında olan buharın sahip olmuş olduğu termal enerjiyi, mekanik enerjiye dönüştüren sistemin adıdır. Burada bir enerji üretimi söz konusudur. Buhar türbinlerinin en önemli kısımlarından bir tanesi, tambur şeklinde döner bir mildir. Bu mile rotor adı verilmekle birlikte, rotor silindir biçimindeki koruyucu yapıdaki bir kılıfın içerisine konumlandırılmış durumdadır. Kazandan gelen buhar silindirden geçer ve de bir buhar jeti haline dönüşür. Ardından da rotora takılmış olan bileziğin üstündeki kanatlara çarpar. Bu çarpma işlemiyle birlikte, buharın boşa gitmesi engellenir ve de bir enerji üretilmiş olur. En iyi sonucu alabilmek adına buharın püskürme hızının, kanatların dönme hızının iki katı olması gerekmektedir. Kazandan gelmekte olan buharın atmosfer basıncı, 14 kadardır. Bu basınca sahip buharın buhar türbinindeki silindirden püskürme hızı ise saniyede 600 metreden daha fazladır. Buhar türbinlerinde bir ya da birden fazla rotora takılmış bilezik bulunabilmektedir. Eğer ki türbinde bir bilezik bulunursa, saniyede 600 metrenin üstünde bir hızla buhar gelirse, buharın bütün enerjisinin alınabilmesi için kanatların oldukça hızlı bir şekilde dönmesi gerekmektedir. Bu durumda kanatların oldukça hızlı dönebilmesi oldukça zor bir eylemdir. Bu nedenle de, buhar ilk kanar bileziğinden çıkar ve ardından silindir üzerinde bulunan başka bir kanat dizisinden geçirilmektedir. Bu kanatların ismi ise, statordur. Yani buhar ilk kanattan ikincisine aktarılır. Ardından da ilk kanata geri aktarılır. Bu yenilenip duran bir süreçtir. Her geçiş sırasında, buharın hızı biraz daha düşürülmüş olmaktadır. Buharın hızı azaldıkça, basınç oranı da düşmektedir. Bunun sonucunda ise, buharın türbinde kapladığı alan daha da fazla olmaktadır.

5469_bt3Buhar türbini, İngiliz mühendis olan Charles Parsons tarafından geliştirilmiştir. Bu mucidin geliştirdiği buhar türbini, günümüzde bütün dünyada kullanılmaktadır. Buhar türbinlerinin kullanıldığı alanlar ise öncelikle elektrik santralleridir. Elektrik santrallerinde bulunan üreteçler, bu türbinler sayesinde çalıştırılmaktadır. Aynı zamanda buharlı gemilerin pervanelerinin döndürülmesinde de, buhar türbinlerinden faydalanılmaktadır. Parsons’un üretmiş olduğu ilk türbin, 7,5 kw gücünde bir türbindi. Bu da 10 beygir gücüne tekabül etmekteydi. Günümüzde, ise 2000 megawattın üzerinde buhar türbinleri tasarlanmaktadır. Bu da 2.680.000 beygir gücü anlamına gelmektedir. Parsons dışında başka mühendisler tarafından da değişik türlerde buhar türbinleri tasarlanmıştır. Bu türbinlerden birisi, yüksek hıza ve de tek dizi kanata sahip olan küçük buhar türbinidir. Bu türbin, 1882 senesinde mühendis Karl Gustaf de Laval tarafından geliştirilmiştir. Bu mühendis aynı zamanda, redüktör adı verilen dişli çark donamını da bulmuştur. Bu donanımın bulunmasındaki amaç ise, yüksek bir hızla dönmekte olan türbin aracılığıyla düşük hızdaki bir pervaneyi döndürebilmek ya da bir makineyi çalıştırabilmektedir. Buhar türbinleri, günümüzde gemilerde oldukça yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gemilerdeki buhar türbinlerinde pervanenin hızı düşürülmesi gerekmektedir. Bunun nedeni ise, yüksek hızda dönen pervanelerin veriminin az olmasıdır.

5469_bt1Buhar türbinleri, iki tipte olmaktadır. Bu tipler, yoğunlaştırıcısız veya yoğunlaştırıcılı tiplerdir. Yoğunlaştırıcı türbinlerde, türbinden çıkan buhar, soğumak için bir yoğunlaştırıcıya gönderilmektedir. Bu sayede buhar su haline getirilmektedir. Bundaki amaç ise, bir vakum ortamı sağlamaktır. Vakum, buharın türbin içinde püskürmesi amacıyla kullanılmaktadır. Suya dönüşen buhar, kazana pompalanır ve burada tekrar buhar haline getirilir. Bu türbinler, gemilerde ve elektrik santrallerinde kullanılır. Yoğunlaştırıcısız türbinler ise, türbinden çıkan buhar sanayi işlemlerinde ve de binaların ısıtılmasında sık bir biçimde kullanılır.

Yazar: Erdoğan Gül