Bachelor's Thesis

Single-stage ST design

Final Thesis 3.32 MB

Author of thesis: Patrik Roštínský

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Abstract:

The bachelor's thesis focuses on the thermodynamic design of a single-stage steam turbine. The first part presents a brief literature review concerning steam turbines, including their operating principles, construction, and basic classification. The review also includes an overview of selected single-stage turbines from chosen manufacturers. Subsequently, a preliminary and a detailed design are carried out, enabling the determination of realistic flow velocities, power output, efficiency, and the mechanical loading of the blade rows. The final part of the thesis is devoted to a parametric study, primarily investigating the influence of rotational speed and mean blade diameter on selected parameters, with the aim of identifying an optimal solution for the given steam conditions.
The optimized design for the specified steam parameters resulted in an internal stage power of  P_i=656,26 kW, thermodynamic efficiency of η_TDi=0,818 [-], while satisfying the selected thermodynamic and mechanical constraints.

Keywords:

Single-stage turbine, steam turbine, impulse stage, parametric study

Date of defence

16.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student odprezentoval obsah své bakalářské práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny tyto doplňující otázky: 1) Rovnice 32, dotaz byl směřován na úhel a obvodovou rychlost. Zodpovězeno. 2) Jaká je mezera mezi bandáží a statorem? Zodpovězeno. Jaké typy ložisek by měly být použity? Zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Energy Institute

Study programme

Energy (B-ENE-P)

Composition of Committee

prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Ladislav Šnajdárek, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Špiláček, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Kudela, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem jednostupňové parní turbíny pro pohon generátoru. V úvodu práce je stručná rešerše o technologickém celku, ve kterém jsou parní turbíny provozovány. Hlavní část práce se zabývá návrhem PT pro zadané parametry. Student postupoval při návrhu podle doporučených metodik a provedl optimalizaci, která vychází z parametrické studie vhodně zvolených veličin. Výsledný návrh reflektuje mimo jiné doporučené bezrozměrné podobnostní součinitele v optimálních mezích s ohledem na dovolené pevnostní namáhání stupně. 

Při zpracování práce student projevil zájem o danou problematiku, prokázal schopnost samostatného řešení zadaného úkolu a dokázal dobře zhodnotit získané výsledky. Práce splnila zadání v celém rozsahu, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím známkou výborně / A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita B
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Výpočet parní turbíny v této bakalářské práci  lze považovat za první iteraci při návrhu takového typu turbíny. Výpočet odpovídá očekávaným znalostem tohoto tématu v rámci bakalářského studia na energetickém ústavu. Tj. nejedná se o podrobně probírané téma, takže student počítal spíše mechanicky základní veličiny bez očividné znalosti kontextu. Při některých výpočtech vycházel z odhadů, ale bez kvalitativního opodstatnění. Například při výpočtu ztrát v hrdle provedl výpočet tak, jako by se realita řídila "volbou" parametrů, takže ve výsledku ztráta v hrdle vyšla nulová. U některých obrázku mi chybí podrobnější popisek, a nichž by čtenář musel hledat v seznamu symbolů.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Za jakých podmínek lze využít bandážování lopatek?
  2. Proveďte rozbor proudění páry ve výtokovém hrdle.

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová