Pokud jste tipovali, že lopatka pochází z parní turbíny, pak vám blahopřejeme. Je tomu skutečně tak. Celkem více než 120 těchto lopatek vyrobených vyspělou technologií společností Doosan Škoda Power se otáčí úctyhodnou rychlostí 3000 ot./min. na posledním oběžném kole nízkotlakého stupně parní turbíny s výkonem 270 MW v nové paroplynové elektrárně Počerady. A protože průměr oběžného kola je 4,32 m, pohybuje se špička lopatky dlouhé 1,22 m úctyhodnou rychlostí 2440 km/h (678 m/s)! V důsledku vysoké rychlosti otáčení a hmotnosti lopatky působí na uchycení lopatky trvalá odstředivá síla odpovídající tíze několika set tun! To je hmotnost několika elektrických lokomotiv, které by bylo možno na lopatku zavěsit! Lopatka je vyrobena z nerezové oceli z vykovaného polotovaru, který se frézuje na číslicově řízených obráběcích strojích s přesností na setiny milimetru. Za provozu je vystavena působení abrazivního prostředí. Životnost lopatky závisí na kvalitě páry a je obvykle několik let. Lopatky se pravidelně kontrolují a podle potřeby vyměňují či opravují v pravidelných plánovaných odstávkách.

Na obrázku je rotor dvouproudového uspořádání nízkotlakého stupně parní turbiny. Proud páry přichází do stupně kolmo na hřídel a rozvádí se do obou stran, od menších oběžných kol směrem k největším. Expandující pára nabývá na jednotlivých oběžných kolech na objemu a ztrácí energii, která byla použita k roztočení hřídele. Věnec na obvodu oběžného kola se nazývá ucpávka, věnec uprostřed se nazývá tie-boss. Slouží k tlumení vibrací lopatky po roztočení oběžného kola na pracovní otáčky. A jak je vlastně lopatka spojena s věncem? Lopatka se při roztočení oběžného kola zdeformuje (zkroutí) a třecí silou zamkne do věnce.

Spolupráce Aerodynamické laboratoře Ústavu termomechaniky AV ČR, v. v. i. se společností Doosan Škoda Power v oblasti výzkumu proudění v lopatkových mřížích lopatkových strojů (například axiálních nebo radiálních turbin) trvá již 48 let. Ke studiu proudění se používají různé optické, vizualizační a pneumatické metody včetně obřího Machova-Zehnderova interferometru. Ten umožňuje pozorovat proudění na fyzikálním modelu lopatkové mříže v zorném poli o průměru až 160 milimetrů. Získaná experimentální data pomáhají konstruktérům turbin při návrhu optimálního tvaru lopatek.

Více informací o aerodynamickém výzkumu lopatkových mříží v Laboratoři vnitřních proudění v areálu Aerodynamické laboratoře v Novém Kníně u Prahy naleznete níže: