Тепловой Разница в расширении относится к относительному расширению вала по сравнению с цилиндром. Если на данном этапе расширение цилиндра значительно меньше, чем расширение вала, разница в тепловом расширении не обязательно будет переходить к положительным значениям. Если параметры агрегата остаются неизменными, а нагрузка стабильна, разница в тепловом расширении и осевое смещение не изменятся. В процессе пуска/остановки агрегата и при изменении параметров пара разница в расширении будет варьироваться. Осевое смещение также будет меняться вследствие колебаний нагрузки. Изменения осевого смещения в процессе эксплуатации неизбежно приводят к изменению разницы в расширении.
Разница в расширении, при которой ротор турбины расширяется больше, чем цилиндр, называется: Положительная разница в расширении. Когда цилиндр расширяется больше, чем ротор, разница в расширении называется Отрицательная разница в расширении .
Разностные значения расширения являются критическими рабочими параметрами. Если дифференциал превышает предельные значения, включается тепловая защита, отключающая основной узел и предотвращающая повреждение при столкновении вращающихся и стационарных деталей.
Во время пуска нагревательные устройства обычно контролируют расширение цилиндра, тогда как расширение ротора регулируется главным образом температурой и расходом пара на входе турбины, а также температурой и расходом пара в уплотнениях вала. В процессе пуска дифференциал расширения, как правило, увеличивается. При остановке турбины, по мере снижения нагрузки и скорости, ротор охлаждается быстрее, чем цилиндр, что приводит к возникновению дифференциала расширения, как правило, в отрицательном направлении. Этот эффект особенно выражен при остановке с использованием параметра проскальзывания. В таких случаях необходимо применять паровые нагревательные устройства для подачи охлаждающего пара в рубашку цилиндра и проходы фланцев, чтобы предотвратить срабатывание защиты от дифференциала расширения.
В паровых турбинных генераторах между давлением пара вверх по потоку и давлением пара вниз по потоку, сразу за движущими лопатками, происходит падение давления вследствие выполнения пара работы внутри лопаток и утечки пара через зазоры парового уплотнения перегородки. Это падение давления создаёт осевое усилие на ротор турбины в направлении потока пара, что приводит к осевому смещению. Если осевое смещение превышает минимальный зазор между движущими и неподвижными частями турбины, неподвижные и вращающиеся части столкнутся и получат повреждения. Увеличение осевого смещения вызывает чрезмерный рост температуры опорного подшипника, что приводит к выгоранию углерода и сильным вибрациям в агрегате. Поэтому обязательна аварийная остановка; в противном случае последуют серьёзные последствия.
