वाष्प टरबाइन

वाष्प टरबाइन एक ऐसा यन्त्र है जो ऊष्मीय ऊर्जा को दाबित वाष्प से अलग करता है और इस ऊर्जा का उपयोग घूर्णन आउटपुट शाफ्ट पर यांत्रिक कार्य (भौतिकी) करने के लिए करता है। इसकी आधुनिक अभिव्यक्ति का आविष्कार चार्ल्स पार्सन्स ने वर्ष 1884 में किया था। एक आधुनिक वाष्प टरबाइन के निर्माण में 20वीं शताब्दी में पहली बार उपलब्ध प्रौद्योगिकियों के उपयोग द्वारा सूक्ष्म भागों में उच्च-कोटि की इस्पात मिश्रधातुओं के निर्माण के लिए उन्नत धातुकर्म सम्मिलित है; वाष्प टरबाइनों के स्थायित्व और दक्षता में निरंतर प्रगति 21वीं शताब्दी के ऊर्जा अर्थशास्त्र का केंद्र बनी हुई है।

वाष्प टरबाइन ऊष्मा इंजन का एक ऐसा रूप है जो वाष्प के विस्तार में कई चरणों के उपयोग से ऊष्मप्रवैगिकी दक्षता में सुधार करता है, जिसके परिणामस्वरूप आदर्श उत्क्रमणीय विस्तार प्रक्रिया के लिए एक अत्यधिक यथार्थ प्रयास प्राप्त होता है।

क्योंकि टरबाइन घूर्णी गति उत्पन्न करता है, अतः इसकी गति को विद्युत में रूपांतरित करने के लिए इसे एक जनित्र से जोड़ा जा सकता है। ऐसे टर्बोजनित्र उन ताप-विद्युत केन्द्रों के मूल हैं जिन्हें जीवाश्म-ईंधन, परमाणु ईंधन, भूतापीय या सौर ऊर्जा द्वारा ईंधन दिया जा सकता है। वर्ष 2014 में संयुक्त राज्य अमेरिका में समग्र विद्युत उत्पादन का लगभग 85% भाग वाष्प टरबाइनों के लिए उपयोग होता था।

वर्ष 2021 तक, अरबेल विश्व की सबसे बड़ी वाष्प टरबाइनों में से एक है, जो कि एक ऐसा टरबाइन है जिसे जीई एल्सटॉम द्वारा मूल संरचना के आधार पर निर्मित किया गया है। एक अरबेल टरबाइन का व्यास 7 मीटर और इसका वजन 4000 टन है और यह 1500 आरपीएम पर घूर्णन करता है। एक विशिष्ट परमाणु प्रतिष्ठान में, 4000 टन सहायक इस्पात संरचना और साथ ही 1000 टन पंप, वाल्व और पाइप की भी आवश्यकता होती है।

तकनीकी चुनौतियों में घूर्णक असंतुलन, कंपन, बियरिंग घिसाव और असमान विस्तार (ऊष्मीय आघात के विभिन्न रूप) सम्मिलित हैं। बड़े प्रतिष्ठानों में, यहाँ तक ​​कि सबसे मजबूत टरबाइन भी ट्रिम से बाहर संचालित होने पर स्वयं को अलग कर लेते हैं।

इतिहास
एक प्रतिक्रिया वाष्प टरबाइन के रूप में वर्गीकृत किया जा सकने वाला पहला उपकरण क्लासिक ऐओलिपाइल नामक एक खिलौने से थोड़ा अधिक था, जिसे रोमन मिस्र में हीरो ऑफ अलेक्जेंड्रिया द्वारा पहली शताब्दी में वर्णित किया गया था। वर्ष 1551 में, ओटोमन मिस्र में ताकी अल-दीन ने थूक के घूर्णन के व्यावहारिक अनुप्रयोग के साथ एक वाष्प टरबाइन का वर्णन किया। वाष्प टरबाइनों का वर्णन इटली के गियोवन्नी ब्रांका (1629) और इंग्लैंड में जॉन विल्किंस (1648) द्वारा भी किया गया था। ताकी अल-दीन और जॉन विल्किंस द्वारा वर्णित उपकरणों को वर्तमान में वाष्प जैक के रूप में जाना जाता है। वर्ष 1672 में फर्डिनेंड वर्बेस्ट द्वारा एक आवेग टरबाइन-चालित कार संरचित की गई थी। इस कार का एक और आधुनिक संस्करण 18वीं शताब्दी के अंत में एक अज्ञात जर्मन मैकेनिक द्वारा निर्मित किया गया था। वर्ष 1775 में जेम्स वॉट ने सोहो में एक प्रतिक्रिया टरबाइन तैयार किया जिसे वहाँ कार्य करने के लिए रखा गया था। वर्ष 1807 में पोलिकार्प ज़ालेसोव ने अग्नि पंप संचालन के लिए उपयोग करते हुए एक आवेग टरबाइन को संरचित और निर्मित किया। वर्ष 1827 में फ्रेंचमेन रियल और पिचॉन ने इसका पेटेंट कराया और एक संयुक्त आवेग टरबाइन का निर्माण किया।

आधुनिक वाष्प टरबाइन का आविष्कार वर्ष 1884 में चार्ल्स पार्सन्स द्वारा किया गया था, जिसका पहला मॉडल एक डायनेमो से जुड़ा था जो 7.5 किलोवाट (10.1 अश्वशक्ति) विद्युत उत्पन्न करता था। पार्सन्स के वाष्प टरबाइन के आविष्कार ने सस्ती और प्रचुर विद्युत को संभव बनाया और समुद्री परिवहन एवं नौसैनिक युद्ध में क्रांति ला दी। पार्सन्स की संरचना एक प्रतिक्रिया के प्रकार की थी। इनके पेटेंट को लाइसेंस दिया गया और एक अमेरिकी, जॉर्ज वेस्टिंगहाउस द्वारा शीघ्र ही इस टरबाइन को उन्नत किया गया था। पार्सन्स टरबाइन को उन्नतिकरण भी आसान प्रतीत हुआ। पार्सन्स को अपने आविष्कार के सभी प्रमुख विश्व सिद्युत-शक्ति केन्द्रों के लिए अपनाए जाने की संतुष्टि थी, और जनित्र का आकार उनके पहले 7.5 किलोवाट (10.1 अश्वशक्ति) से बढ़कर 50,000 किलोवाट (67,000 अश्वशक्ति) क्षमता की इकाइयों तक हो गया था। पार्सन्स के जीवनकाल के भीतर, एक इकाई की उत्पादन क्षमता को लगभग 10,000 गुना तक बढ़ा दिया गया था, और उनकी फर्म सीए पार्सन्स एंड कंपनी और उनके लाइसेंसधारियों द्वारा निर्मित टर्बो-जनित्रों द्वारा कुल उत्पादन, केवल भूमि उद्देश्यों के लिए तीस मिलियन अश्वशक्ति से अधिक था।

टरबाइनों के अन्य रूप भी विकसित किए गए हैं जो वाष्प के साथ प्रभावी रूप से कार्य करते हैं। डी लावल टरबाइन (गुस्ताफ डी लावल द्वारा आविष्कृत) ने इसे टरबाइन ब्लेड के विरुद्ध संचालित करने से पूर्व वाष्प को पूर्ण गति से त्वरित कर दिया। डी लावल का आवेग टरबाइन सरल और अल्पव्ययी है और इसे दाब-प्रमाण होने की आवश्यकता नहीं है। यह वाष्प के किसी भी दाब के साथ कार्य कर सकता है, लेकिन यह अत्यंत कम कुशल है। अगस्टे रेटो ने वर्ष 1896 के प्रारंभ में डी लावल सिद्धांत का उपयोग करके एक दाब मिश्रित आवेग टरबाइन विकसित किया, और वर्ष 1903 में एक अमेरिकी पेटेंट प्राप्त किया, और वर्ष 1904 में एक फ्रांसीसी टारपीडो नाव के लिए टरबाइन को प्रयुक्त किया। इन्होंने वर्ष 1897 तक एक दशक के लिए इकोले डेस माइन्स डे सेंट-एटिने में अध्यापन किया, और बाद में एक सफल कंपनी की स्थापना की जिसे इनकी मृत्यु के बाद एल्सटॉम फर्म में सम्मिलित किया गया। वाष्प और गैस टरबाइनों के आधुनिक सिद्धांत के संस्थापकों में से एक ऑरेल स्टोडोला, स्लोवाक भौतिक वैज्ञानिक और अभियंता एवं ज्यूरिख में स्विस पॉलिटेक्निकल इंस्टीट्यूट (अब ईटीएच) में प्रोफेसर थे। इनका कार्य डैम्फटर्बिनेन अंड इह्रे औसिचटेन अल्स वर्मेक्राफ्टमास्चिनेन (वाष्प टरबाइन और ऊष्मा इंजन के रूप में इसका संभावित उपयोग) वर्ष 1903 में बर्लिन में प्रकाशित हुआ था। वर्ष 1922 में एक और पुस्तक डम्फ अंड गैस-टर्बिनेन (वाष्प एवं गैस टरबाइन) प्रकाशित हुई थी।

एक आवेग प्रकार की ब्राउन-कर्टिस टरबाइन को वर्ष 1900 के दशक में जॉन ब्राउन एंड कंपनी के साथ मिलकर विकसित किया गया था, जिसे मूल रूप से अमेरिकी कंपनी इंटरनेशनल कर्टिस मरीन टरबाइन कंपनी द्वारा विकसित और पेटेंट कराया गया था। इसका उपयोग जॉन ब्राउन-इंजन वाले व्यापारिक जहाजों और युद्धपोतों में किया गया था, जिसमें लाइनर्स और रॉयल नेवी युद्धपोत सम्मिलित थे।

निर्माण
वाष्प टरबाइनों के लिए वर्तमान निर्माण उद्योगों में निम्नलिखित कंपनियाँ सम्मिलित हैं:
 * डब्ल्यूईजी (ब्राजील)
 * हार्बिन इलेक्ट्रिक, शंघाई इलेक्ट्रिक, डोंगफैंग इलेक्ट्रिक (चीन)
 * डूसन स्कोडा पावर (चेक - दक्षिण कोरिया)
 * एल्सटॉम (फ्रांस)
 * सीमेंस (जर्मनी)
 * भारत हैवी इलेक्ट्रिकल्स लिमिटेड (भेल) (भारत)
 * मैप्ना (ईरान)
 * अंसाल्डो एनर्जी (इटली)
 * मित्सुबिशी, कावासाकी हैवी इंडस्ट्रीज, तोशीबा, आईएचआई कॉर्पोरेशन (जापान)
 * सिल्मैश, यूराल टरबाइन वर्क्स, नेवस्की टर्बाइन संयंत्र (नेवस्की एनटीडब्ल्यू), कलूगा टरबाइन संयंत्र किरोव संयंत्र-एटोमेनरगो (रूस)
 * टर्बोएटम (यूक्रेन)
 * जनरल इलेक्ट्रिक (यूएसए)

प्रकार
वाष्प टरबाइन छोटे <0.75 किलोवाट (<1 अश्वशक्ति) इकाइयों (दुर्लभ) से लेकर पंपों, संपीडकों और अन्य शाफ्ट संचालित उपकरणों के लिए यांत्रिक ड्राइव के रूप में उपयोग किए जाने वाले 1,500 मेगावाट (2,000,000 अश्वशक्ति) टरबाइनों से विद्युत उत्पन्न करने के लिए विभिन्न आकारों में निर्मित किये जाते हैं। आधुनिक वाष्प टरबाइनों के लिए कई वर्गीकरण हैं।

ब्लेड और स्टेज संरचना
टरबाइन ब्लेड निम्न दो मौलिक प्रकार के होते हैं, ब्लेड और नोज़ल। ब्लेड, इन पर वाष्प के प्रभाव के कारण पूर्णतः गति करते हैं और इनके प्रोफाइल अभिसरण नहीं करते हैं। परिणामस्वरुप वाष्प के वेग में गिरावट होती है और अनिवार्य रूप से दाब में कोई गिरावट नहीं होती क्योंकि वाष्प ब्लेड के माध्यम से गति करती है। स्थिर नोजल के साथ प्रत्यावर्ती ब्लेडों से बनी टरबाइन को आवेग टरबाइन, कर्टिस टरबाइन, रेट्यू टरबाइन या ब्राउन-कर्टिस टरबाइन कहा जाता है। नोजल ब्लेड के समान दिखाई देते हैं, लेकिन इनके प्रोफाइल निकास के पास अभिसरण करते हैं। इसके परिणामस्वरुप वाष्प-दाब में गिरावट और वेग में वृद्धि होती है क्योंकि वाष्प नलिका के माध्यम से गति करती है। नोजल, इन पर वाष्प के प्रभाव और निकास पर उच्च-वेग वाष्प के कारण प्रतिक्रिया दोनों के कारण गति करते हैं। स्थिर नोज़लों के साथ प्रत्यावर्ती गतिमान नोज़लों से बना एक टरबाइन प्रतिक्रिया टरबाइन या पार्सन्स टरबाइन कहलाता है।

निम्न-शक्ति वाले अनुप्रयोगों को छोड़कर, टरबाइन ब्लेड श्रृंखला में कई चरणों में व्यवस्थित होते हैं, जिन्हें संयोजन कहा जाता है, जो कम गति पर दक्षता में अत्यधिक सुधार करता है। प्रतिक्रिया स्टेज स्थिर नोज़लों की एक पंक्ति है जिसके बाद गतिमान नोज़लों की एक पंक्ति होती है। एकाधिक प्रतिक्रिया स्टेज वाष्प के निवेश और निकास के बीच दाब-पात को कई छोटी गिरावटों में विभाजित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप दाब-संयोजित टरबाइन प्राप्त होता है। आवेग स्टेज या तो दाब-संयोजित, वेग-संयोजित, या दाब-वेग संयोजित हो सकते हैं। एक दाब-मिश्रित आवेग स्टेज निश्चित नोजलों की एक पंक्ति है जिसके बाद गतिमान ब्लेडों की एक पंक्ति होती है, जिसमें संयोजन के लिए कई स्टेज होते हैं। इसके आविष्कारक के नाम पर, इसे रेटौ टरबाइन के रूप में भी जाना जाता है। एक वेग-संयोजित आवेग स्टेज (कर्टिस द्वारा आविष्कृत, जिसे "कर्टिस व्हील" भी कहा जाता है) स्थिर नॉजेलों की एक पंक्ति है जिसके बाद स्थिर ब्लेडों की पंक्तियों के साथ गतिमान ब्लेडों की दो या दो से अधिक पंक्तियाँ होती हैं। यह स्टेज पर वेग की गिरावट को कई छोटी गिरावटों में विभाजित करता है। वेग-संयोजित आवेग स्टेजों की एक श्रृंखला को दाब-वेग संयोजित टरबाइन कहा जाता है।

वर्ष 1905 तक, जब वाष्प टरबाइन तेजी से जहाजों (जैसे HMS ड्रेडनॉट (1906)) और भूमि आधारित विद्युत अनुप्रयोगों में उपयोग में आ रहे थे, तब यह निर्धारित किया गया था कि प्रतिक्रिया स्टेजों के बाद बहु-स्टेज टरबाइन (जहाँ वाष्प का दाब उच्चतम होता है) के प्रारंभ में एक या एक से अधिक कर्टिस चक्रों का उपयोग करना वांछनीय था। टरबाइन घूर्णक और आवरण के बीच कम रिसाव के कारण यह उच्च दाब वाली वाष्प के साथ अधिक कुशल था। यह जर्मन 1905 एईजी समुद्री वाष्प टरबाइन के चित्र में दर्शाया गया है। वाष्पित्र से वाष्प एक उपरोधक (थ्रॉटल) के माध्यम से उच्च दाब में दाईं ओर से प्रवेश करती है, जिसे एक संचालक (इस स्थिति में एक नाविक, जिसे थ्रॉटलमैन के रूप में जाना जाता है) द्वारा हस्तचालित रूप से नियंत्रित किया जाता है। निम्न दाब पर बाहर निकलने से पहले यह लगभग निश्चित रूप से एक संघनक के लिए पाँच कर्टिस पहियों और कई प्रतिक्रिया स्टेजों (बीच में दो बड़े रोटार के किनारों पर छोटे ब्लेड) से गुजरता है। संघनित्र एक निर्वात प्रदान करता है जो वाष्प से निकाली गई ऊर्जा को अधिकतम करता है, और वाष्प को वाष्पित्रों में वापस जाने के लिए प्रभरण जल में संघनित करता है। बाईं ओर कई अतिरिक्त प्रतिक्रिया स्टेज (दो बड़े घूर्णकों पर) होते हैं जो टरबाइन को विपरीत संचालन के लिए उत्क्रम दिशा में घुमाते हैं, जिसमें वाष्प एक अलग उपरोधक द्वारा प्रवेश करती है। चूँकि जहाजों को संभवतः ही कभी विपरीत दिशा में संचालित किया जाता है, इसलिए अस्टर्न टरबाइनों में दक्षता प्राथमिकता नहीं है, इसलिए लागत बचाने के लिए केवल कुछ स्टेजों का उपयोग किया जाता है।

ब्लेड संरचना की चुनौतियाँ
टरबाइन संरचना के सामने एक बड़ी चुनौती ब्लेडों द्वारा अनुभव किए गए विसर्पण को कम करना था। उच्च तापमान और संचालन के उच्च तनाव के कारण, इन तंत्रों के माध्यम से वाष्प टरबाइन सामग्री क्षतिग्रस्त हो गयी। टरबाइन दक्षता में सुधार के प्रयास में तापमान बढ़ने के साथ ही विसर्पण महत्वपूर्ण हो जाता है। विसर्पण को सीमित करने के लिए, ब्लेड संरचनाओं में ठोस-विलयन प्रबलन और रेणु परिसीमा प्रबलन वाले ऊष्मीय लेपनों और अधि-मिश्रधातुओं का उपयोग किया जाता है।

ऊष्मीय क्षति को कम करने और ऑक्सीकरण को सीमित करने के लिए सुरक्षात्मक लेपनों का उपयोग किया जाता है। ये लेपन प्रायः जर्कोनियम डाइऑक्साइड-आधारित सिरेमिक (चीनी-मिट्टी) को स्थिर करते हैं। ऊष्मीय सुरक्षात्मक लेपन का उपयोग निकेल अधि-मिश्रधातु के तापमान के संपर्क को सीमित करता है। यह ब्लेड में अनुभव किये जाने वाले विसर्पण तंत्रों को कम करता है। ऑक्सीकरण लेपन ब्लेड के बाहर एक निर्माण के कारण होने वाली दक्षता हानि को सीमित करते हैं, जो उच्च तापमान वाले वातावरण में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं।

निकेल-आधारित ब्लेड क्षमता और विसर्पण प्रतिरोध को बेहतर बनाने के लिए एल्यूमीनियम और टाइटेनियम के साथ मिश्रित होते हैं। इन मिश्र धातुओं की सूक्ष्म संरचना रचना के विभिन्न क्षेत्रों से बनी है। गामा-प्राइम चरण का एक समान प्रकीर्णन (निकेल, एल्यूमीनियम और टाइटेनियम का एक संयोजन) सूक्ष्म-संरचना के कारण ब्लेड की क्षमता और विसर्पण प्रतिरोध को प्रोत्साहित करता है।

विसर्पण शक्ति में सुधार के लिए रेनियम और रूथेनियम जैसे उच्चतापसह तत्वों को मिश्र धातु में जोड़ा जा सकता है। इन तत्वों को जोड़ने से गामा प्राइम चरण का विसरण कम हो जाता है, और इस प्रकार श्रांति प्रतिरोध, क्षमता और विसर्पण प्रतिरोध को संरक्षित किया जाता है।

वाष्प की आपूर्ति और निकास की स्थिति
टरबाइन के प्रकारों में संघनन, गैर-संघनन, पुनः तापन, निष्कर्षण और प्रेरण सम्मिलित हैं।

संघनन टरबाइन
संघनन टरबाइन सर्वाधिक विद्युत ऊर्जा संयंत्रों में पाए जाते हैं। ये टरबाइन वाष्पित्र से वाष्प प्राप्त करके इसे एक संघनक तक पहुँचाते हैं। निष्कासित वाष्प वायुमंडलीय दाब से नीचे एक दाब पर होती है, और आंशिक रूप से संघनित अवस्था, सामान्यतः 90% की गुणवत्ता में होती है।

गैर-संघनन टरबाइन
गैर संघनन टरबाइनों का व्यापक रूप से उपयोग प्रक्रिया वाष्प अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है, जिसमें टरबाइन से निष्कासित होने के बाद वाष्प का उपयोग अतिरिक्त उद्देश्यों के लिए किया जाता है। प्रक्रिया वाष्प दाब की आवश्यकताओं के अनुरूप निकास दाब को एक विनियमन वाल्व द्वारा नियंत्रित किया जाता है। ये सामान्यतः रिफाइनरियों, जिला ऊष्मन इकाइयों, पल्प और पेपर संयंत्रों, और अलवणीकरण सुविधाओं में पाए जाते हैं जहाँ निम्न दाब वाली प्रक्रिया वाष्प की आवश्यकता बड़ी मात्रा में होती है।

पुनःतापन टरबाइन
पुनःतापन टरबाइन का उपयोग लगभग विशेष रूप से विद्युत ऊर्जा संयंत्रों में किया जाता है। पुनःतापन टरबाइन में, टरबाइन के एक उच्च दाब वाले खंड से वाष्प का प्रवाह निष्कासित होता है और वाष्पित्र में वापस आ जाता है जहाँ अतिरिक्त अतिताप जोड़ा जाता है। फिर वाष्प टरबाइन के एक मध्यवर्ती दाब खंड में वापस चली जाती है और इसका विस्तार जारी रहता है। एक चक्र में पुनःतापन का उपयोग करने से टरबाइन से कार्य का उत्पादन बढ़ जाता है और वाष्प के संघनित होने से पहले ही विस्तार समाप्त हो जाता है, जिससे अंतिम पंक्तियों में ब्लेड का क्षरण कम हो जाता है। अधिकतर स्थितियों में, एक चक्र में नियोजित पुन:तापनों की अधिकतम संख्या 2 होती है क्योंकि वाष्प के अति-तापन की लागत टरबाइन से कार्य के उत्पादन में वृद्धि को नकारती है।

निष्कर्षण टरबाइन
निष्कर्षण प्रकार के टरबाइन सभी अनुप्रयोगों में सामान्य हैं। एक निष्कर्षण प्रकार के टरबाइन में, वाष्प को टरबाइन के विभिन्न स्टेजों से विमुक्त किया जाता है, और इसका उपयोग औद्योगिक प्रक्रिया की आवश्यकताओं के लिए किया जाता है या समग्र चक्र दक्षता में सुधार के लिए इसे वाष्पित्र प्रभरण जल ऊष्मक में भेजा जाता है। निष्कर्षण प्रवाह को वाल्व से नियंत्रित किया जा सकता है, या अनियंत्रित छोड़ा जा सकता है। निष्कर्षित वाष्प के परिणामस्वरूप टरबाइन के अनुप्रवाह चरणों में विद्युत की हानि होती है।

प्रेरण टरबाइन अतिरिक्त शक्ति का उत्पादन करने के लिए एक मध्यवर्ती स्टेज में कम दाब वाली वाष्प प्रस्तुत करते हैं।

आवरण या शाफ्ट व्यवस्था
इन व्यवस्थाओं में एकल आवरण, अनुक्रमिक संयोजन और तिर्यक संयोजन टरबाइन सम्मिलित हैं। एकल आवरण इकाइयाँ सबसे मौलिक शैली है जहाँ एक एकल आवरण और शाफ्ट को एक जनित्र से जोड़ा जाता है। जहाँ एक जनित्र को संचालित करने के लिए दो या दो से अधिक आवरण सीधे एक साथ जोड़े जाते हैं, वहाँ अनुक्रमिक संयोजन का उपयोग किया जाता है। एक तिर्यक संयोजन टरबाइन व्यवस्था में दो या दो से अधिक शाफ्ट होते हैं जो दो या दो से अधिक ऐसे जनित्रों को एक रेखा में संचालित नहीं करते हैं जो प्रायः अलग-अलग गतियों से कार्य करते हैं। एक तिर्यक संयोजन टरबाइन सामान्यतः कई बड़े अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किया जाता है। वर्ष 1930-1960 के दशक के एक विशिष्ट नौसैनिक प्रतिष्ठान को नीचे चित्रित किया गया है; यह उच्च और निम्न दाब वाले टरबाइनों को दर्शाता है जो एक सामान्य लघुकारी गियर को संचालित करते हैं, जिसमें एक उच्च दाब वाले टरबाइन पर एक गियर वाली परिभ्रमण टरबाइन होती है।



द्वि-प्रवाह घूर्णक
गतिमान वाष्प टरबाइन शाफ्ट पर स्पर्शरेखीय और अक्षीय दोनों प्रणोद प्रदान करती है, लेकिन एक साधारण टरबाइन में अक्षीय प्रणोद निर्विरोध होता है। घूर्णक की सही स्थिति और संतुलन बनाए रखने के लिए, इस बल को एक विरोधी बल द्वारा प्रतिकारित किया जाना चाहिए। शाफ्ट बियरिंग के लिए प्रणोद बियरिंग का उपयोग किया जा सकता है, घूर्णक छद्म पिस्टन का उपयोग कर सकता है, यह दोहरा प्रवाह हो सकता है क्योंकि वाष्प शाफ्ट के मध्य में प्रवेश करती है और दोनों सिरों से या इनमें से किसी एक संयोजन से निष्कासित होती है। एक दोहरे प्रवाह वाले घूर्णक में, प्रत्येक आधे हिस्से में ब्लेड विपरीत दिशा में होते हैं, जिससे अक्षीय बल एक दूसरे को नकारते हैं लेकिन स्पर्शरेखीय बल एक साथ कार्य करते हैं। घूर्णक की इस संरचना को द्वि-प्रवाह, द्वि-अक्षीय-प्रवाह या दोहरा-निकास भी कहा जाता है। यह व्यवस्था एक संयुक्त टरबाइन के निम्न दाब वाले आवरणों में सामान्य है।

संचालन और संरचना का सिद्धांत
एक आदर्श वाष्प टरबाइन को एक समएन्ट्रॉपिक प्रक्रिया या नियत एन्ट्रापी प्रक्रिया माना जाता है, जिसमें टरबाइन में प्रवेश करने वाली वाष्प की एन्ट्रापी टरबाइन से निकलने वाली वाष्प की एन्ट्रॉपी के बराबर होती है। कोई भी वाष्प टरबाइन वास्तव में, हालाँकि, टरबाइन के अनुप्रयोग के आधार पर 20 से 90% तक की सामान्य समएन्ट्रॉपिक क्षमता के साथ समएन्ट्रॉपिक नहीं है। टरबाइन के आंतरिक भाग में ब्लेड या बाल्टियों के कई समूह होते हैं। स्थिर ब्लेड का एक समूह आवरण से और घूमने वाले ब्लेड का एक समूह शाफ्ट से जुड़ा होता है। प्रत्येक चरण में वाष्प के विस्तार का कुशलतापूर्वक समुपयोजन करने के लिए समूह के आकार और विन्यास के साथ कुछ न्यूनतम निकास वाले समूह अंतर्जालित होते हैं।

वाष्प टरबाइन की व्यावहारिक ऊष्मीय दक्षता टरबाइन के आकार, भार की स्थिति, अंतराल हानि और घर्षण हानि के साथ परिवर्तित होती रहती है। ये 1,200 मेगावाट (1,600,000 अश्वशक्ति) टरबाइन में लगभग 50% तक शीर्ष मानों तक पहुँचते हैं; छोटे टरबाइनों की दक्षता कम होती है। टरबाइन दक्षता को अधिकतम करने के लिए कई स्टेजों में कार्य करते हुए वाष्प का विस्तार किया जाता है। इन स्टेजों को ऊर्जा के निष्कर्षण के प्रकार के आधार पर वर्गीकृत किया गया है और इन्हें आवेग या प्रतिक्रिया टरबाइन के रूप में जाना जाता है। अधिकांश वाष्प टरबाइन प्रतिक्रिया और आवेग संरचना के संयोजन का उपयोग करते हैं: प्रत्येक स्टेज एक या दूसरे के रूप में व्यवहार करता है, लेकिन समग्र टरबाइन दोनों का उपयोग करता है। सामान्यतः निम्न दाब वर्ग प्रतिक्रिया प्रकार के और उच्च दाब स्टेज आवेग प्रकार के होते हैं।

आवेग टरबाइन
एक आवेग टरबाइन में स्थिर नॉज़ेल होते हैं जो वाष्प के प्रवाह को उच्च गति वाले जेटों में दिष्ट करते हैं। इन जेटों में महत्वपूर्ण गतिज ऊर्जा होती है, जो बाल्टी के आकार के घूर्णक ब्लेडों द्वारा शाफ्ट घूर्णन में परिवर्तित हो जाती है, क्योंकि वाष्प जेट दिशा में परिवर्तन करता है। पूरे स्टेज में वाष्प के वेग में शुद्ध वृद्धि के साथ, दाब में गिरावट केवल स्थिर ब्लेड पर होती है। जैसे ही वाष्प नोजल से प्रवाहित होती है, इसका दाब निवेशी दाब से निकास दाब (वायुमंडलीय दाब या सामान्यतः संघनक निर्वात) से कम हो जाता है। वाष्प विस्तार के इस उच्च अनुपात के कारण वाष्प अत्यधिक तीव्र गति से नोजल को छोड़ती है। गतिमान ब्लेड को छोड़ने वाली वाष्प में नोजल को छोड़ते समय वाष्प के अधिकतम वेग का एक बड़ा हिस्सा होता है। इस उच्च निकास वेग के कारण ऊर्जा की हानि को सामान्यतः उद्वाहित वेग या निकासी हानि कहा जाता है।

संवेग का आघूर्ण नियम कहता है कि नियंत्रण आयतन को अस्थायी रूप से अधिकृत करने वाले एक तरल पदार्थ पर कार्य करने वाले बाह्य बलों के आघूर्णों का योग, नियंत्रण आयतन के माध्यम से कोणीय संवेग प्रवाह के शुद्ध समय परिवर्तन के बराबर होता है। परिभ्रामी द्रव, नियंत्रण आयतन में स्पर्शरेखीय वेग $$V_{w1}$$ के साथ $$r_1$$ त्रिज्या पर प्रवेश करता है और स्पर्शरेखीय वेग $$V_{w2}$$ के साथ $$r_2$$ त्रिज्या पर निष्कासित होता है

एक वेग त्रिभुज विभिन्न वेगों के बीच संबंधों की बेहतर समझ का मार्ग प्रशस्त करता है। आसन्न चित्र में हमारे पास है:
 * $$V_1$$ और $$V_2$$ क्रमशः इनलेट और आउटलेट पर निरपेक्ष वेग हैं।
 * $$V_{f1}$$ और $$V_{f2}$$ क्रमशः इनलेट और आउटलेट पर प्रवाह वेग हैं।
 * $$V_{w1} $$ और $$V_{w2}$$ गतिमान संदर्भ में क्रमशः इनलेट और आउटलेट पर परिभ्रमण वेग हैं।
 * $$V_{r1}$$ और $$V_{r2}$$ क्रमशः इनलेट और आउटलेट पर सापेक्ष वेग हैं।
 * $$U_1$$ और $$U_2$$ इनलेट और आउटलेट पर क्रमशः ब्लेड के वेग हैं।
 * $$\alpha $$ निर्देश फलक कोण और $$\beta $$ ब्लेड कोण है।

तब गति के आघूर्ण के नियम से, द्रव पर बलाघूर्ण को निम्न द्वारा परिभाषित किया जाता है:
 * $$T = \dot{m} \left(r_2 V_{w2} - r_1 V_{w1}\right)$$

एक आवेग वाष्प टरबाइन के लिए: $$r_2 = r_1 = r$$। इसलिए, ब्लेड पर स्पर्शरेखीय बल $$F_u = \dot{m}\left(V_{w1} - V_{w2}\right)$$ है। प्रति इकाई समय पर किया गया कार्य या विकसित शक्ति $$W = T\omega$$ है।

जब टरबाइन का कोणीय वेग ω है, तो ब्लेड की गति $$U = \omega r$$ होती है। तब विकसित शक्ति $$W = \dot{m}U(\Delta V_w)$$ होती है।

ब्लेड दक्षता
ब्लेड दक्षता ($${\eta_b}$$) को ब्लेड पर किए गए कार्य और तरल पदार्थ को आपूर्तित गतिज ऊर्जा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, और निम्न द्वारा दिया जाता हैː
 * $$\eta_b = \frac{\mathrm{Work~Done}}{\mathrm{Kinetic~Energy~Supplied}} = \frac{U\Delta V_w}{{V_1}^2}$$

मंच दक्षता
आवेग टरबाइन के एक स्टेज में एक नोजल समूह और एक गतिमान पहिया होता है। स्टेज दक्षता, नोज़ल में एन्थैल्पी गिरावट और स्टेज में किए गए कार्य के बीच संबंध को परिभाषित करती है।
 * $${\eta_\mathrm{stage}} = \frac{\mathrm{Work~done~on~blade}}{\mathrm{Energy~supplied~per~stage}} = \frac{U\Delta V_w}{\Delta h}$$

जहाँ $$\Delta h = h_2 - h_1$$ नोज़ल में वाष्प की विशिष्ट एन्थैल्पी गिरावट है।

ऊष्मप्रवैगिकी के प्रथम नियम द्वारा:
 * $$h_1 + \frac{1}{2}{V_1}^2 = h_2 + \frac{1}{2}{V_2}^2$$

माना $$V_1$$, $$V_2$$ से काफी कम है, तब हमें $${\Delta h} \approx \frac{1}{2}{V_2}^2$$ प्राप्त होता है। इसके अतिरिक्त स्टेज दक्षता, ब्लेड दक्षता और नोजल दक्षता का गुणनफल या $$\eta_\text{stage} = \eta_b\eta_N$$ है।

नोज़ल दक्षता $$\eta_N = \frac{{V_2}^2}{2\left(h_1 - h_2\right)}$$ द्वारा दी जाती है, जहाँ नोज़ल के प्रवेश द्वार पर वाष्प की एन्थैल्पी $$h_1$$ (जूल/किग्रा में) है और नोजल के निकास पर वाष्प की एन्थैल्पी $$h_2$$ है।
 * $$\begin{align}

\Delta V_w &= V_{w1} - \left(-V_{w2}\right) \\ &= V_{w1} + V_{w2} \\ &= V_{r1}\cos\beta_1 + V_{r2}\cos\beta_2 \\ &= V_{r1}\cos\beta_1\left(1 + \frac{V_{r2}\cos\beta_2}{V_{r1}\cos\beta_1}\right) \end{align}$$ आउटलेट और इनलेट पर ब्लेड कोणों के कोज्या का अनुपात $$c = \frac{\cos\beta_2}{\cos\beta_1}$$ द्वारा लिया और निरूपित किया जा सकता है। ब्लेड के इनलेट से आउटलेट पर घूर्णक की गति के सापेक्ष वाष्प के वेग का अनुपात घर्षण गुणांक $$k = \frac{V_{r2}}{V_{r1}}$$ द्वारा परिभाषित किया जाता है।

$$k < 1$$ घर्षण के कारण सापेक्ष वेग में कमी को दर्शाता है क्योंकि वाष्प ब्लेड के चारों ओर प्रवाहित होती है (चिकने ब्लेड के लिए $$k = 1$$)।
 * $$\eta_b = \frac{2U\Delta V_w}{{V_1}^2} = \frac{2U}{V_1}\left(\cos\alpha_1 - \frac{U}{V_1}\right)(1 + kc)$$

इनलेट पर ब्लेड की गति और पूर्ण वाष्प वेग के अनुपात को ब्लेड गति अनुपात $$\rho = \frac{U}{V_1}$$ कहा जाता है।

$$\eta_b$$ अधिकतम है जब $$\frac{d\eta_b}{d\rho} = 0$$ या, $$\frac{d}{d\rho}\left(2{\cos\alpha_1 - \rho^2}(1 + kc)\right) = 0$$। इसका तात्पर्य $$\rho = \frac{1}{2}\cos\alpha_1$$ है और इसीलिए $$\frac{U}{V_1} = \frac{1}{2}\cos\alpha_1$$। अब $$\rho_{opt} = \frac{U}{V_1} = \frac{1}{2}\cos\alpha_1$$ (एकल स्टेज आवेग टरबाइन के लिए)।

इसलिए, $$\eta_b$$ के व्यंजक में $$\frac{U}{V_1} = \frac{1}{2}\cos\alpha_1$$ का मान रखकर चरण दक्षता का अधिकतम मान प्राप्त किया जाता है।

हमें प्राप्त होता है: $${\eta_b}_\text{max} = 2\left(\rho\cos\alpha_1 - \rho^2\right)(1 + kc) = \frac{1}{2}\cos^2\alpha_1 (1 + kc)$$.

समानकोणिक ब्लेड के लिए, $$\beta_1 = \beta_2$$, इसलिए $$c = 1$$, और हमें $${\eta_b}_\text{max} = \frac{1}{2}\cos^2\alpha_1(1 + k)$$ प्राप्त होता है। यदि ब्लेड की सतह के कारण घर्षण की उपेक्षा की जाती है तो $${\eta_b}_\text{max} = \cos^2\alpha_1$$.

अधिकतम दक्षता पर निष्कर्ष

 * $${\eta_b}_\text{max} = \cos^2\alpha_1$$


 * 1) किसी दिए गए वाष्प वेग के लिए प्रति किलो वाष्प में किया गया कार्य अधिकतम होता है, जब $$\cos^2\alpha_1 = 1 $$ या $$\alpha_1 = 0 $$.
 * 2) $$\alpha_1 $$ बढ़ने के साथ ही ब्लेड पर किया गया कार्य कम हो जाता है, लेकिन साथ ही ब्लेड का पृष्ठीय क्षेत्रफल कम हो जाता है, इसलिए घर्षण हानि कम होती है।

प्रतिक्रिया टरबाइन
प्रतिक्रिया टरबाइन में, घूर्णक ब्लेड स्वयं को अभिसरण नोजल बनाने के लिए व्यवस्थित होते हैं। इस प्रकार का टरबाइन उत्पादित प्रतिक्रिया बल का उपयोग करता है क्योंकि वाष्प घूर्णक द्वारा निर्मित नॉज़ेल के माध्यम से त्वरित होती है। वाष्प को घूर्णक पर स्थिरक के स्थिर फलक द्वारा निर्देशित किया जाता है। यह स्थिरक को एक ऐसे जेट के रूप में छोड़ता है जो घूर्णक की पूरी परिधि को भरता है। तब वाष्प दिशा बदलती है और ब्लेड की गति के सापेक्ष अपनी गति बढ़ा देती है। स्थिरक और घूर्णक दोनों पर एक दाब-पात होता है, जिसमें वाष्प स्थिरक के माध्यम से त्वरित और घूर्णक के माध्यम से अवमंदित होती है, पूर्ण स्टेज में वाष्प के वेग में कोई शुद्ध परिवर्तन नहीं होता है, लेकिन दाब और ताप दोनों में गिरावट के साथ घूर्णक के संचालन में किए गए कार्य को दर्शाता है।

ब्लेड दक्षता
एक स्टेज में ब्लेड के लिए ऊर्जा इनपुट:

$$E = \Delta h$$ स्थिर ब्लेड (f) को आपूर्ति की गयी गतिज ऊर्जा + गतिमान ब्लेड (m) को आपूर्ति की गई गतिज ऊर्जा के बराबर है।

या, $$E$$ = निश्चित ब्लेड पर एन्थैल्पी गिरावट, $$\Delta h_f$$ + गतिमान ब्लेडों पर एन्थैल्पी गिरावट, $$\Delta h_m$$।

गतिमान ब्लेडों पर वाष्प के विस्तार का प्रभाव निकास पर सापेक्ष वेग को बढ़ाना है। इसलिए, निकास पर सापेक्ष वेग $$V_{r2}$$, इनलेट पर सापेक्ष वेग $$V_{r1}$$ से सदैव अधिक होता है।

वेग के संदर्भ में, गतिमान ब्लेडों पर एन्थैल्पी गिरावट निम्न द्वारा दी जाती है:
 * $$\Delta h_m = \frac{V_{r2}^2 - V_{r1}^2}{2}$$

(यह स्थैतिक दाब के परिवर्तन में योगदान देता है)

स्थिर ब्लेडों में प्रवेश करने वाली वाष्प का वेग, पहले से गतिमान ब्लेडों को छोड़ने वाली वाष्प के वेग के बराबर होता है, इस धारणा के साथ स्थिर ब्लेडों में एन्थैल्पी गिरावट इस प्रकार दी जाती हैː
 * $$\Delta h_f = \frac{V_1^2 - V_0^2}{2}$$

जहाँ V0 नोजल में वाष्प का इनलेट वेग है

$$V_0$$ अत्यंत छोटा है और इसलिए उपेक्षित किया जा सकता है। अतः, $$\Delta h_f = \frac{V_1^2}{2}$$
 * $$\begin{align}

E &= \Delta h_f + \Delta h_m \\ &= \frac{V_1^2}{2} + \frac{V_{r2}^2 - V_{r1}^2}{2} \end{align}$$ एक अधिक व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली संरचना में प्रतिक्रिया की आधी कोटि या 50% प्रतिक्रिया होती है और इसे पार्सन्स टरबाइन के रूप में जाना जाता है। इसमें सममित घूर्णक और स्थिरक ब्लेड होते हैं। इस टरबाइन के लिए वेग त्रिभुज समान है और हमारे पास निम्न है:
 * $$\alpha_1 = \beta_2$$, $$\beta_1 = \alpha_2 $$
 * $$V_1 = V_{r2}$$, $$V_{r1} = V_2$$

पार्सन्स टरबाइन मानते हुए और सभी व्यंजक प्राप्त करने पर हमें प्राप्त होता है
 * $$E = V_1^2 - \frac{V_{r1}^2}{2}$$

इनलेट वेग त्रिभुज से हमारे पास $$V_{r1}^2 = V_1^2 + U^2 - 2UV_1\cos\alpha_1$$ है
 * $$\begin{align}

E &= V_1^2 - \frac{V_1^2}{2} - \frac{U^2}{2} + \frac{2UV_1\cos\alpha_1}{2} \\ &= \frac{V_1^2 - U^2 + 2UV_1\cos\alpha_1}{2} \end{align}$$ किया गया कार्य (प्रति सेकंड इकाई द्रव्यमान प्रवाह के लिए): $$W = U\Delta V_w = U\left(2V_1\cos\alpha_1 - U\right)$$

इसलिए, ब्लेड दक्षता निम्न द्वारा दी जाती है
 * $$\eta_b = \frac{2U(2V_1\cos\alpha_1 - U)}{V_1^2 - U^2 + 2V_1U\cos\alpha_1}$$

अधिकतम ब्लेड दक्षता की स्थिति
यदि $${\rho} = \frac{U}{V_1}$$, तो
 * $${\eta_b}_\text{max} = \frac{2\rho(\cos\alpha_1 - \rho)}{V_1^2 - U^2 + 2UV_1\cos\alpha_1}$$

अधिकतम दक्षता के लिए $${d\eta_b\over d\rho} = 0$$, हमें निम्न प्राप्त होता है
 * $$\left(1 - \rho^2 + 2\rho\cos\alpha_1\right)\left(4\cos\alpha_1 - 4\rho\right) - 2\rho\left(2\cos\alpha_1 - \rho\right)\left(-2\rho + 2\cos\alpha_1\right) = 0$$

और अंततः यह $$\rho_{opt} = \frac{U}{V_1} = \cos\alpha_1$$ प्रदान करता है

इसलिए, ब्लेड दक्षता के व्यंजक


 * $$\begin{align}

{\eta_b}_\text{reaction} &= \frac{2\cos^2\alpha_1}{1 + \cos^2\alpha_1} \\ {\eta_b}_\text{impulse} &= \cos^2\alpha_1 \end{align}$$

में $$\rho = \cos\alpha_1$$का मान रखकर $${\eta_b}_\text{max}$$ ज्ञात किया जाता है।

संचालन और प्रबंधन
वाष्प परिपथ में उपयोग किए जाने वाले उच्च दाबों और उपयोग की जाने वाली सामग्रियों के कारण, वाष्प टरबाइन और उनके आवरण में उच्च ऊष्मीय जड़ता होती है। उपयोग के लिए वाष्प टरबाइन को गर्म करते समय, मुख्य वाष्प अवरोधी वाल्वों (वाष्पित्र के बाद) में उपमार्गित लाइन होती है, जिससे अतितप्त वाष्प धीरे-धीरे वाल्व को उपमार्गित करती है और वाष्प टरबाइन के साथ प्रणाली में लाइनों को गर्म करने के लिए आगे बढ़ती है। इसके अतिरिक्त, एक वर्तन गियर तब लगाया जाता है जब असमान विस्तार को रोकने के लिए समान ताप सुनिश्चित करने के लिए टरबाइन को धीरे-धीरे घुमाने के लिए वाष्प नहीं होती है। पहले वर्तन गियर द्वारा टरबाइन को घुमाने के बाद, यह घूर्णक को एक सीधा तल (कोई झुकाव नहीं) मानने के लिए समय की अनुमति देता है, फिर वर्तन गियर को अलग कर दिया जाता है और टरबाइन में वाष्प का प्रवेश पहले अस्टर्न ब्लेडों में और फिर आगे के ब्लेडों में टरबाइन को धीरे-धीरे गर्म करने के लिए टरबाइन को 10–15 आरपीएम (0.17–0.25 हर्ट्ज़) पर धीरे-धीरे घुमाते हुए कराया जाता है। बड़ी वाष्प टरबाइनों के लिए वार्म-अप प्रक्रिया दस घंटे से अधिक हो सकती है।

सामान्य संचालन के दौरान, घूर्णक असंतुलन कंपन का कारण बन सकता है, जो उच्च घूर्णन वेगों के कारण, घूर्णक से और आवरण के माध्यम से एक ब्लेड को तोड़ने का कारण बन सकता है। इस जोखिम को कम करने हेतु टरबाइन को संतुलित करने के लिए काफी प्रयास किए जाते हैं। इसके अतिरिक्त, टरबाइनों को उच्च गुणवत्ता वाली वाष्पː या तो अतितप्त (शुष्क) वाष्प, या उच्च शुष्कता अंश वाली संतृप्त वाष्प से संचालित किया जाता है। यह ब्लेड के तीव्र टकराव और क्षरण को रोकता है जो तब होता है जब संघनित जल ब्लेड पर विस्फोटित होता है (अवशेष आर्द्रता)। इसके अतिरिक्त, ब्लेड में प्रवेश करने वाला तरल जल टरबाइन शाफ्ट की प्रणोद बियरिंग को हानि पहुँचा सकता है। उच्च गुणवत्ता वाली वाष्प सुनिश्चित करने के लिए वाष्पित्रों में नियंत्रण और गतिरोध के साथ इसे रोकने के लिए, टरबाइन की ओर जाने वाले वाष्प पाइपों में संघनित निकास-नलियों को स्थापित किया जाता है।

आधुनिक वाष्प टरबाइनों के प्रबंधन की आवश्यकताएँ सरल हैं और इसमें लागत कम (सामान्यतः लगभग $0.005 प्रति किलोवाट-घंटा) लगती है; इनका परिचालन जीवन प्रायः 50 वर्षों से अधिक होता है।

गति विनियमन
अधिनियंत्रक के साथ एक टरबाइन का नियंत्रण आवश्यक है, क्योंकि क्षति को रोकने के लिए टरबाइनों को धीरे-धीरे संचालित करने की आवश्यकता होती है और कुछ अनुप्रयोगों (जैसे प्रत्यावर्ती विद्युत का उत्पादन) के लिए यथार्थ गति नियंत्रण की आवश्यकता होती है। टरबाइन घूर्णक के अनियंत्रित त्वरण से अधिगति बाधा उत्पन्न हो सकती है, जिससे अधिनियंत्रक और उपरोधी वाल्व बंद हो जाते हैं जो टरबाइन में वाष्प के प्रवाह को नियंत्रित करते हैं। यदि ये वाल्व विफल हो जाते हैं तो टरबाइन तब तक गति करना जारी रख सकता है जब तक कि यह प्रायः विनाशकारी रूप से टूट न जाए। टरबाइन का निर्माण महँगा है, इसके लिए यथार्थ निर्माण और विशेष गुणवत्ता वाली सामग्री की आवश्यकता होती है।

विद्युत नेटवर्क के साथ तुल्यकालन में सामान्य संचालन के दौरान, विद्युत संयंत्रों को पाँच प्रतिशत आनत गति नियंत्रण के साथ नियंत्रित किया जाता है। इसका अर्थ है कि पूर्ण भार गति 100% और भारहीन गति 105% है। यह विद्युत संयंत्रों के डोलन और ड्रॉप-आउट के बिना नेटवर्क के स्थिर संचालन के लिए आवश्यक है। सामान्यतः गति में बदलाव सामान्य होते हैं। अपकेंद्री अधिनियंत्रक पर स्प्रिंग दाब को बढ़ाकर धीरे-धीरे आनत वक्र को बढ़ाते हुए विद्युत उत्पादन में समायोजन किये जाते हैं। सामान्यतः सभी विद्युत संयंत्रों के लिए यह एक मौलिक प्रणाली आवश्यकता है क्योंकि पुराने और नए संयंत्रों को बाह्य संचार पर निर्भर हुए बिना आवृत्ति में तात्कालिक परिवर्तनों की प्रतिक्रिया में संगत होना पड़ता है।

वाष्प टरबाइनों की ऊष्मप्रवैगिकी
वाष्प टरबाइन आसन्न आरेख में दिखाए गए रैंकिन चक्र के भाग 3-4 का उपयोग करके ऊष्मप्रवैगिकी के मौलिक सिद्धांतों पर करता करता है। अतितप्त वाष्प (या शुष्क संतृप्त वाष्प, अनुप्रयोग के आधार पर) वाष्पित्र से उच्च ताप और उच्च दाब पर निष्कासित होती है। टरबाइन में प्रवेश करते समय, वाष्प एक नोजल (आवेग प्रकार टरबाइन में एक निश्चित नोजल या प्रतिक्रिया प्रकार टरबाइन में निश्चित ब्लेड) से गुजरते हुए गतिज ऊर्जा प्राप्त करती है। जब वाष्प नोजल को छोड़ती है तो यह टरबाइन घूर्णक के ब्लेड की ओर उच्च वेग से गति करती है। ब्लेड पर वाष्प दाब के कारण ब्लेड पर एक बल उत्पन्न होता है जिससे ये गति करते हैं। एक जनित्र या इस प्रकार के अन्य उपकरणों को शाफ्ट पर रखा जा सकता है, और अब वाष्प की ऊर्जा का संग्रहण और उपयोग किया जा सकता है। वाष्प प्रवेश के ताप और दाब से कम ताप और दाब पर टरबाइन से संतृप्त वाष्प (या अनुप्रयोग के आधार पर तरल-वाष्प मिश्रण) के रूप में निष्कासित होती है और इसे ठंडा होने के लिए संघनक में भेजा जाता है। प्रथम नियम हमें उस दर के लिए एक सूत्र खोजने में सक्षम बनाता है जिस पर प्रति इकाई द्रव्यमान में कार्य विकसित होता है। परिवेशी वातावरण में कोई ऊष्मा स्थानांतरण नहीं है और विशिष्ट एन्थैल्पी में परिवर्तन की तुलना में गतिज एवं स्थितिज ऊर्जा में परिवर्तन नगण्य हैं, यह मानते हुए हम निम्नलिखित समीकरण पर पहुँचते हैं
 * $$ \frac{\dot{W}}{\dot{m}} = h_3 - h_4$$

जहाँ
 * Ẇ वह दर है जिस पर प्रति इकाई समय में कार्य विकसित होता है
 * ṁ टरबाइन के माध्यम से द्रव्यमान प्रवाह की दर है

समएन्ट्रॉपिक दक्षता
टरबाइन के प्रदर्शन की माप करने के लिए हम इसकी समएन्ट्रॉपिक दक्षता को देख सकते हैं। यह टरबाइन के वास्तविक प्रदर्शन की तुलना आदर्श, समएन्ट्रॉपिक, टरबाइन द्वारा हासिल किए जाने वाले प्रदर्शन से करता है। इस दक्षता की गणना करते समय परिवेश में ह्रासित ऊष्मा को शून्य माना जाता है। वाष्प का प्रारंभिक दाब और ताप वास्तविक और आदर्श टरबाइन दोनों के लिए समान है, लेकिन टरबाइन निकास पर, वास्तविक टरबाइन के लिए वाष्प की ऊर्जा सामग्री ('विशिष्ट एन्थैल्पी') वास्तविक टरबाइन में अपरिवर्तनीयता के कारण आदर्श टरबाइन के लिए इससे अधिक है। दोनों के बीच अच्छी तुलना करने के लिए वास्तविक और आदर्श टरबाइनों के लिए समान वाष्प दाब पर विशिष्ट एन्थैल्पी का मूल्यांकन किया जाता है।

वास्तविक कार्य को आदर्श कार्य से विभाजित करके समएन्ट्रॉपिक दक्षता प्राप्त की जाती है।
 * $$\eta_t = \frac{h_3 - h_4}{h_3 - h_{4s}} $$

जहाँ
 * h3 स्टेज तीन पर विशिष्ट एन्थैल्पी है
 * h4 वास्तविक टरबाइन के लिए स्टेज 4 में विशिष्ट एन्थैल्पी है
 * h4s समएन्ट्रॉपिक टरबाइन के लिए स्टेज 4s पर विशिष्ट एन्थैल्पी है

(लेकिन ध्यान दें कि आसन्न आरेख स्टेज 4s को नहीं दिखाता है: यह स्थिति 3 के लंबवत नीचे है)

सीधे संचालन
विद्युत शक्ति केंद्र विश्व की विद्युत का अधिकांश (लगभग 80%) उत्पादन करने के लिए विद्युत जनित्र संचालित करने वाले बड़े वाष्प टरबाइनों का उपयोग करते हैं। बड़े वाष्प टरबाइनों के आगमन ने केंद्रीय-स्टेशन विद्युत उत्पादन को व्यावहारिक बना दिया, क्योंकि बड़ी रेटिंग के प्रत्यागामी वाष्प इंजनों को बहुत भारी बना दिया गया था और इन्हें धीमी गति से संचालित किया जाता था। अधिकांश केंद्रीय स्टेशन जीवाश्म ईंधन विद्युत संयंत्र और परमाणु ऊर्जा संयंत्र हैं; कुछ प्रतिष्ठान वाष्प के निर्माण के लिए भूतापीय वाष्प या केंद्रित सौर ऊर्जा (सीएसपी) का उपयोग करते हैं। ताप विद्युत संयंत्र में प्रभरण जल पंप जैसे बड़े अपकेंद्री पंपों को संचालित करने के लिए सीधे वाष्प टरबाइनों का भी उपयोग किया जा सकता है।

विद्युत ऊर्जा उत्पादन के लिए उपयोग किये जाने वाले टरबाइनों को प्रायः सीधे उनके जनित्र से जोड़ा जाता है। क्योंकि जनित्र को विद्युत शक्ति प्रणाली की आवृत्ति के अनुसार निरंतर तुल्यकालिक गति पर घूर्णन करना चाहिए, अतः 50 हर्ट्ज प्रणाली के लिए 3,000 आरपीएम और 60 हर्ट्ज प्रणाली के लिए 3,600 आरपीएम सबसे सामान्य गति है। चूँकि परमाणु प्रतिघातकों में निम्न वाष्प गुणवत्ता वाले जीवाश्म-संचालित संयंत्रों की तुलना में निम्न तापमान सीमाएँ होती है, अतः टरबाइन जनित्र समूहों को आधी गति पर संचालित करने के लिए, लेकिन टरबाइन ब्लेड के क्षरण को कम करने के लिए चार-ध्रुव जनित्र के साथ व्यवस्थित किया जा सकता है।

समुद्री प्रणोदन
वाष्पचालित जलयानों में, छोटे आकार, कम प्रबंधन, हल्के वजन और कम कंपन प्रत्यागामी इंजनों की तुलना में वाष्प टरबाइनों के लाभ हैं। एक वाष्प टरबाइन तभी कुशल होता है जब हजारों आरपीएम में कार्य करता है, जबकि सबसे प्रभावी प्रणोदक संरचनाएँ 300 आरपीएम से कम गति के लिए होती हैं; परिणामस्वरूप, यथार्थ (इस प्रकार महँगा) लघुकारी गियर सामान्यतः आवश्यक होते हैं, हालाँकि प्रथम विश्व युद्ध तक टर्बिनिया जैसे कई प्रारंभिक जलयान वाष्प टरबाइनों से प्रणोदक शाफ्ट तक सीधे संचालित किये जाते थे। इसका एक अन्य विकल्प टर्बो-विद्युत संचरण है, जिसमें प्रणोदक शाफ्ट से जुड़े एक या एक से अधिक मंद गति वाले विद्युत मोटरों को चलाने के लिए उच्च-गति टरबाइन द्वारा संचालित विद्युत जनित्र का उपयोग किया जाता है; यथार्थ गियर कर्तन युद्ध के समय उत्पादन की बाधा हो सकता है। प्रथम विश्व युद्ध के दौरान संरचित किए गए बड़े अमेरिकी युद्धपोतों और कुछ तीव्र लाइनरों में टर्बो-विद्युत ड्राइव का सर्वाधिक उपयोग किया गया था, और द्वितीय विश्व युद्ध में कुछ सैन्य परिवहन और विध्वंसक अनुरक्षकों के बड़े पैमाने पर उत्पादन में इसका उपयोग किया गया था।

टरबाइन और संबंधित गियर या जनित्र/मोटर सेट की उच्च लागत कम प्रबंधन आवश्यकताओं और समान शक्ति के एक प्रत्यागामी इंजन की तुलना में टरबाइन के छोटे आकार से प्रतिसंतुलित होती है, हालाँकि ईंधन की लागत डीजल इंजन की तुलना में अधिक होती है क्योंकि वाष्प टरबाइनों की ऊष्मीय दक्षता कम होती है। ईंधन की लागत को कम करने के लिए दोनों प्रकार के इंजनों की ऊष्मीय दक्षता में वर्षों से सुधार किया गया है।

प्रारंभिक विकास
वर्ष 1894 से 1935 तक वाष्प टरबाइन समुद्री प्रणोदन का विकास, प्रत्यागामी इंजनों के साथ समग्र प्रतिस्पर्धी लागत पर जहाज के प्रणोदक की कम कुशल गति (300 आरपीएम से कम) वाले टरबाइन की उच्च कुशल गति को संगत करने की आवश्यकता पर हावी था। वर्ष 1894 में, जहाजों द्वारा उच्च शक्तियों के लिए आवश्यक कुशल लघुकारी गियर उपलब्ध नहीं थे, इसलिए सीधा संचालन आवश्यक था। प्रत्येक प्रणोदक शाफ्ट के लिए सीधे संचालन वालेटर्बिनिया में, प्रारंभिक परीक्षणों के बाद टरबाइन की कुशल गति श्रृंखला में सभी तीन सीधे संचालन टरबाइनों (प्रत्येक शाफ्ट पर एक) के माध्यम से वाष्प प्रवाह को निर्देशित करके कम कर दी गई थी, जिसमें संभवतः लगभग 200 टरबाइन चरणों का संचालन शृंखला में किया गया था। साथ ही, उच्च गति पर संचालन के लिए प्रत्येक शाफ्ट पर तीन प्रणोदक थे। इस युग की उच्च शाफ्ट गति पहले यूएस टरबाइन-संचालित विध्वंसक, USS स्मिथ (DD-17) द्वारा प्रस्तुत की गयी, जिसे वर्ष 1909 में प्रकाशित किया गया था, जिसमें सीधे संचालन वाले टरबाइन थे और तीन शाफ्ट 28.35 kn पर बदले गए थे।

श्रृंखला में एक-दूसरे को वाष्प निकासित करने वाले कई आवरणों में टरबाइनों का उपयोग, बाद के अधिकांश समुद्री प्रणोदन अनुप्रयोगों में मानक बन गया, और यह तिर्यक-संयोजन का एक रूप है। पहले टरबाइन को उच्च दाब (एचपी) टरबाइन कहा जाता था, अंतिम टरबाइन निम्न दाब (एलपी) टरबाइन था, और बीच में कोई भी टरबाइन एक मध्यवर्ती दाब (आईपी) टरबाइन था। टर्बिनिया की तुलना में बहुत बाद की व्यवस्था को वर्ष 1934 में लॉन्ग बीच, कैलिफोर्निया में प्रकाशित RMS क्वीन मैरी पर देखा जा सकता है, जिसमें प्रत्येक शाफ्ट को एकल-लघुकारी गियरबॉक्स के दो इनपुट शाफ्ट के सिरों से जुड़ी श्रृंखला में चार टरबाइनों द्वारा संचालित किया जाता है। ये एचपी, प्रथम आईपी, द्वितीय आईपी और एलपी टरबाइन हैं।

क्रूज़िंग मशीनरी और गियरिंग
जब परिभ्रमण गति पर विचार किया गया तो अर्थव्यवस्था की खोज और भी महत्वपूर्ण थी। क्रूज़िंग गति युद्धपोत की अधिकतम गति का लगभग 50% और इसकी अधिकतम शक्ति स्तर का 20-25% है। यह लंबी यात्राओं पर उपयोग की जाने वाली गति होगी जब ईंधन बचत की आवश्यकता होती है। हालाँकि इसने प्रणोदक की गति को एक कुशल श्रेणी में लाया, टरबाइन दक्षता बहुत कम हो गई थी, और शुरुआती टरबाइन जहाजों में खराब क्रूजिंग रेंज थी। एक समाधान जो अधिकांश वाष्प टरबाइन प्रणोदन युग के माध्यम से उपयोगी साबित हुआ, वह क्रूजिंग टरबाइन था। यह और भी चरणों को जोड़ने के लिए एक अतिरिक्त टरबाइन था, पहले सीधे एक या एक से अधिक शाफ्ट से जुड़ा हुआ था, एचपी टरबाइन के साथ एक स्टेज पार्टवे के लिए थकाऊ था, और उच्च गति पर उपयोग नहीं किया गया था। जैसे ही 1911 के आसपास रिडक्शन गियर्स उपलब्ध हुए, कुछ जहाजों, विशेष रूप से युद्धपोत USS नेवादा (BB-36), ने उन्हें सीधे ड्राइव मुख्य टरबाइनों को बनाए रखते हुए क्रूज़िंग टरबाइनों पर रखा। रिडक्शन गियर्स ने टरबाइनों को शाफ्ट की तुलना में बहुत अधिक गति से अपनी कुशल सीमा में संचालित करने की अनुमति दी, लेकिन निर्माण के लिए महंगा था।

क्रूज़िंग टरबाइनों ने पहले ईंधन अर्थव्यवस्था के लिए पारस्परिक इंजनों के साथ प्रतिस्पर्धा की। तीव्र जहाजों पर प्रत्यागामी इंजनों के प्रतिधारण का एक उदाहरण 1911 का प्रसिद्ध RMS ओलंपिक था, जिसमें उनकी बहनों RMS टाइटैनिक और एचएमएचएस ब्रिटानिक के साथ दो आउटबोर्ड शाफ्ट पर ट्रिपल-एक्सपेंशन इंजन थे, दोनों केंद्र शाफ्ट पर एक एलपी टरबाइन के लिए थकाऊ थे।. 1909 में लॉन्च किए गए डेलावेयर-श्रेणी-class युद्धपोत के युद्धपोतों के साथ टरबाइनों को अपनाने के बाद, संयुक्त राज्य अमेरिका की नौसेना 1912 के न्यूयॉर्क-श्रेणी-class युद्धपोत पर पारस्परिक मशीनरी पर वापस लौट आई, फिर 1914 में नेवादा पर टरबाइनों पर वापस चली गई। प्रथम विश्व युद्ध के बाद तक अमेरिकी नौसेना के पास 21 kn से अधिक बड़े जहाजों के लिए कोई योजना नहीं थी, इसलिए शीर्ष गति आर्थिक परिभ्रमण से कम महत्वपूर्ण थी। संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1898 में फिलीपींस और हवाई को क्षेत्रों के रूप में अधिग्रहित कर लिया था, और ब्रिटिश नौसेना के कोयला स्टेशनों के विश्वव्यापी नेटवर्क की कमी थी। इस प्रकार, 1900-1940 में अमेरिकी नौसेना को ईंधन अर्थव्यवस्था के लिए किसी भी देश की सबसे बड़ी आवश्यकता थी, विशेष रूप से प्रथम विश्व युद्ध के बाद जापान के साथ युद्ध की संभावना के रूप में। यह आवश्यकता अमेरिका द्वारा 1908-1920 में किसी भी क्रूजर को लॉन्च नहीं करने से बढ़ी थी, इसलिए सामान्यतः क्रूजर को सौंपे गए लंबी दूरी के मिशन को पूरा करने के लिए विध्वंसक की आवश्यकता होती थी। इसलिए, 1908-1916 में लॉन्च किए गए अमेरिकी विध्वंसकों पर विभिन्न परिभ्रमण समाधान लगाए गए थे। इनमें छोटे प्रत्यागामी इंजन और एक या दो शाफ्ट पर गियर वाली या बिना गियर वाली क्रूज़िंग टरबाइन सम्मिलित थीं। हालाँकि, एक बार पूरी तरह से तैयार टरबाइन प्रारंभिक लागत और ईंधन में किफायती साबित हुए, उन्हें तेजी से अपनाया गया, क्रूजिंग टरबाइन भी अधिकांश जहाजों पर सम्मिलित थे। 1915 की शुरुआत में सभी नए रॉयल नेवी विध्वंसक पूरी तरह से टरबाइनों को तैयार कर चुके थे, और संयुक्त राज्य अमेरिका ने 1917 में इसका अनुसरण किया।

रॉयल नेवी में, गति एक प्राथमिकता थी जब तक कि 1916 के मध्य में जटलैंड की लड़ाई ने यह नहीं दिखाया कि युद्धक्रीड़ा में बहुत अधिक कवच का बलिदान किया गया था। अंग्रेजों ने 1906 से विशेष रूप से टरबाइन-संचालित युद्धपोतों का इस्तेमाल किया। क्योंकि उन्होंने माना कि उनके विश्वव्यापी साम्राज्य को देखते हुए एक लंबी क्रूज़िंग रेंज वांछनीय होगी, कुछ युद्धपोतों, विशेष रूप से क्वीन एलिजाबेथ-class युद्धपोतों में, पहले के प्रायोगिक प्रतिष्ठानों के बाद 1912 के बाद से क्रूजिंग टरबाइनों को लगाया गया था।.

अमेरिकी नौसेना में, 1935-36 में लॉन्च किए गए महान-class विध्वंसकs ने डबल-रिडक्शन गियरिंग की शुरुआत की। इसने शाफ्ट की गति के ऊपर टरबाइन की गति को और बढ़ा दिया, जिससे सिंगल-रिडक्शन गियरिंग की तुलना में छोटे टरबाइनों की अनुमति मिली। वाष्प के दाब और तापमान भी उत्तरोत्तर बढ़ रहे थे, 300 psi/425 F [संतृप्त वाष्प] विश्व युद्ध I-युग विक्स-class विध्वंसक पर (615 psi/850 F [अतितापित वाष्प] द्वितीय विश्व युद्ध के कुछ फ्लेचर-श्रेणी के-class विध्वंसक और बाद के जहाजों पर।  एक अक्षीय-प्रवाह उच्च-दाब टरबाइन (कभी-कभी एक परिभ्रमण टरबाइन संलग्न के साथ) और एक डबल-अक्षीय-प्रवाह निम्न-दाब टरबाइन एक डबल-रिडक्शन गियरबॉक्स से जुड़ा एक मानक कॉन्फ़िगरेशन उभरा। यह व्यवस्था अमेरिकी नौसेना में पूरे वाष्प युग में जारी रही और रॉयल नेवी के कुछ संरचनाों में भी इसका इस्तेमाल किया गया था। इस कॉन्फ़िगरेशन की मशीनरी को कई देशों में द्वितीय विश्व युद्ध के समय के कई संरक्षित युद्धपोतों पर देखा जा सकता है।

1950 के दशक की शुरुआत में जब अमेरिकी नौसेना के युद्धपोत का निर्माण फिर से शुरू हुआ, तो अधिकांश सतह लड़ाकू और विमान वाहक 1200 psi/950 F वाष्प का उपयोग करते थे। यह 1970 के दशक की शुरुआत में नॉक्स-class फ्रिगेट के साथ अमेरिकी नौसेना के वाष्प से चलने वाले युद्धपोत युग के अंत तक जारी रहा। उभयचर और सहायक जहाजों ने द्वितीय विश्व युद्ध के बाद 600 psi वाष्प का उपयोग करना जारी रखा, USS इवो जीमा (एलएचडी-7) के साथ, 2001 में लॉन्च किया गया, संभवतः अमेरिकी नौसेना के लिए निर्मित अंतिम गैर-परमाणु वाष्प-संचालित जहाज।

टर्बो-इलेक्ट्रिक ड्राइव
टर्बो-इलेक्ट्रिक ड्राइव को युद्धपोत USS न्यू मैक्सिको (BB-40) पर पेश किया गया था, जिसे 1917 में लॉन्च किया गया था। अगले आठ वर्षों में अमेरिकी नौसेना ने पांच अतिरिक्त टर्बो-इलेक्ट्रिक-संचालित युद्धपोत और दो विमान वाहक (शुरुआत में लेक्सिंगटन-class युद्धक्रीड़ा के रूप में आदेशित) लॉन्च किए। दस और टर्बो-इलेक्ट्रिक पूंजी जहाजों की योजना बनाई गई थी, लेकिन वाशिंगटन नौसेना संधि द्वारा लगाई गई सीमाओं के कारण रद्द कर दिया गया था।

हालाँकि न्यू मैक्सिको को 1931-1933 के रिफिट में गियर टरबाइन के साथ परिष्कृत किया गया था, शेष टर्बो-इलेक्ट्रिक जहाजों ने अपने करियर के दौरान सिस्टम को बनाए रखा। इस प्रणाली ने चार शाफ्टों में से प्रत्येक पर एक इलेक्ट्रिक मोटर चलाने के लिए दो बड़े वाष्प टरबाइन जनित्र का इस्तेमाल किया। सिस्टम शुरू में कम गियर्स की तुलना में कम खर्चीला था और जहाजों को बंदरगाह में अधिक गतिशील बना दिया था, साथ ही शाफ्ट तेजी से रिवर्स करने में सक्षम थे और अधिकांश गियर सिस्टम की तुलना में अधिक रिवर्स पावर प्रदान करते थे।

कुछ महासागर लाइनर भी टर्बो-इलेक्ट्रिक ड्राइव के साथ बनाए गए थे, जैसे द्वितीय विश्व युद्ध में कुछ सैन्य परिवहन और बड़े पैमाने पर उत्पादन विध्वंसक एस्कॉर्ट्स थे। हालाँकि, जब अमेरिका ने "संधि क्रूजर" को संरचना किया, जिसकी शुरुआत 1927 में USS पेंसाकोला (CA-24) से हुई थी, वजन को बचाने के लिए गियर वाले टरबाइन का इस्तेमाल किया गया था, और उसके बाद सभी तेज वाष्प से चलने वाले जहाजों के लिए उपयोग में रहा।

वर्तमान उपयोग
वर्ष 1980 के दशक के बाद से, वाष्प टरबाइनों को तीव्र जहाजों पर गैस टरबाइनों और अन्य जहाजों पर डीजल इंजनों द्वारा प्रतिस्थापित किया गया है; परमाणु-संचालित जहाज एवं पनडुब्बियाँ और एलएनजी वाहक इसके अपवाद हैं। कुछ सहायक जहाजों में वाष्प प्रणोदन का उपयोग निरंतर हो रहा है।

अमेरिकी नौसेना में, पारंपरिक रूप से संचालित वाष्प टरबाइन अभी भी वैस्प-श्रेणी के जलस्थलीय आक्रमण के जहाजों में से एक को छोड़कर सभी पर उपयोग में है।रॉयल नेवी ने वर्ष 2002 में अपने अंतिम पारंपरिक वाष्पचालित सतह युद्धपोत श्रेणी, निडर-class लैंडिंग प्लेटफॉर्म डॉक को सेवामुक्त किया, इसके बाद वर्ष 2006 में इतालवी नौसेना ने अपने अंतिम पारंपरिक वाष्पचालित सतह युद्धपोत,ऑडेस-क्लास डेस्ट्रॉयर ऑडेस-class विध्वंसक को सेवामुक्त किया। वर्ष 2013 में, फ्रांसीसी नौसेना ने अपने अंतिम टूरविले-class फ्रिगेट की सेवामुक्ति के साथ अपने वाष्प युग को समाप्त कर दिया। अन्य नील-जल नौसेनाओं में, रूसी नौसेना वर्तमान में वाष्प से चलने वाले कुज़नेत्सोव-class विमान वाहक और सोवरमेनी-class विध्वंसक का संचालन करती है। भारतीय नौसेना वर्तमान में आईएनएस विक्रमादित्य का संचालन करती है, जो एक संशोधित कीव-class विमानवाहक पोत है; यह 2000 के दशक के प्रारंभ में प्रमाणित किए गए तीन ब्रह्मपुत्र-class फ्रिगेट भी संचालित करती है। चीनी नौसेना वर्तमान में भाप से चलने वाले कुज़नेत्सोव-class विमानवाहक, सोवरमेनी-class विध्वंसक के साथ-साथ लुडा-class विध्वंसक और एकमात्र प्रकार 051B विध्वंसक का संचालन करती है। अधिकांश अन्य नौसैनिक बलों ने अपने वाष्पचालित युद्धपोतों को या तो सेवामुक्त कर दिया है या उनमें फिर से नया इंजन लगा दिया है। वर्ष 2020 तक, मैक्सिकन नौसेना चार वाष्पचालित पूर्व यू.एस. नॉक्स-class फ्रिगेट का संचालन करती है। मिस्र की नौसेना और चीन गणराज्य की नौसेना क्रमशः दो और छह पूर्व यू.एस. नॉक्स-class फ्रिगेट संचालित करती हैं। इक्वाडोरियाई नौसेना वर्तमान में दो वाष्पचालित कॉन्डेल-class फ्रिगेट (संशोधित लिएंडर-class फ्रिगेट) संचालित करती है।

आज, प्रणोदन वाष्प टरबाइन चक्र क्षमता अभी तक 50% टूटना बाकी है, फिर भी डीजल इंजन नियमित रूप से 50% से अधिक है, विशेष रूप से समुद्री अनुप्रयोगों में। डीजल विद्युत संयंत्रों की परिचालन लागत भी कम होती है क्योंकि कम ऑपरेटरों की आवश्यकता होती है। इस प्रकार, बहुत कम नए जहाजों में पारंपरिक वाष्प शक्ति का उपयोग किया जाता है। एक अपवाद एलएनजी वाहक हैं जो प्रायः इसे फिर से द्रवित करने की तुलना में वाष्प टरबाइन के साथ बॉयल-ऑफ गैस का उपयोग करना अधिक किफायती पाते हैं।

परमाणु-संचालित जहाज और पनडुब्बियां टरबाइनों के लिए वाष्प बनाने के लिए परमाणु रिएक्टर का उपयोग करती हैं। परमाणु ऊर्जा को प्रायः वहां चुना जाता है जहां डीजल ऊर्जा अव्यावहारिक होगी (जैसा कि पनडुब्बी अनुप्रयोगों में) या ईंधन भरने की रसद महत्वपूर्ण समस्याएं पैदा करती हैं (उदाहरण के लिए, आइसब्रेकर)। यह अनुमान लगाया गया है कि रॉयल नेवी की Vanguard-class submarines के लिए रिएक्टर ईंधन दुनिया की 40 जलयात्राओं के लिए पर्याप्त है - पोत के संपूर्ण सेवा जीवन के लिए संभावित रूप से पर्याप्त है। परमाणु प्रणालियों और ईंधन चक्रों पर आवश्यक रखरखाव और नियामक नियंत्रणों के खर्च के कारण परमाणु प्रणोदन केवल बहुत कम वाणिज्यिक जहाजों पर लागू किया गया है।

रेल-इंजन
वाष्प टरबाइन रेल-इंजन एक वाष्प रेल-इंजन है जो वाष्प टरबाइन द्वारा संचालित होता है। पहला वाष्प टरबाइन रेल-इंजन वर्ष 1908 में मियानी सिल्वेस्ट्री ग्रोंडोना कोमी यांत्रिक कार्यशाला, मिलान, इटली के लिए निर्मित किया गया था। वर्ष 1924 में क्रुप ने डॉयचे रीच्सबैन के लिए वाष्प टरबाइन रेल-इंजन टी18 001 का निर्माण किया, जो वर्ष 1929 में परिचालित हुआ।

वाष्प टरबाइन रेल-इंजन का मुख्य लाभ बेहतर घूर्णी संतुलन और रेलमार्ग पर कम घनाघात है। हालाँकि, इससे एक हानि कम लचीली निर्गत शक्ति है जिससे टरबाइन रेल-इंजन एक स्थिर निर्गत विद्युत-शक्ति पर लंबी दौड़ के संचालन के लिए सबसे उपयुक्त थे।

परीक्षण
वाष्प टरबाइनों के परीक्षण के लिए प्रयुक्त प्रक्रियाओं और परिभाषाओं को मानकीकृत करने के लिए ब्रिटिश, जर्मन, अन्य राष्ट्रीय और अंतर्राष्ट्रीय परीक्षण कोड का उपयोग किया जाता है। उपयोग किए जाने वाले परीक्षण कोड का चयन क्रेता और निर्माता के बीच एक समझौता है, और टरबाइन एवं संबंधित प्रणालियों की संरचना में इसका कुछ महत्व है।

संयुक्त राज्य अमेरिका में, एएसएमई ने वाष्प टरबाइनों पर कई प्रदर्शन परीक्षण कोड तैयार किए हैं। इनमें एएसएमई पीटीसी 6–2004, वाष्प टरबाइन, एएसएमई पीटीसी 6.2-2011, संयुक्त चक्रों में वाष्प टरबाइन, पीटीसी 6एस-1988, वाष्प टरबाइन के नियमित प्रदर्शन परीक्षण की प्रक्रियाएँ सम्मिलित हैं। इन एएसएमई प्रदर्शन परीक्षण कोडों ने वाष्प टरबाइनों के परीक्षण के लिए अंतर्राष्ट्रीय मान्यता और स्वीकृति प्राप्त की है। पीटीसी 6 सहित एएसएमई प्रदर्शन परीक्षण कोड की एकमात्र सबसे महत्वपूर्ण और विभेदक विशेषता यह है कि माप की परीक्षण अनिश्चितता, परीक्षण की गुणवत्ता को इंगित करती है और इसे व्यावसायिक सहिष्णुता के रूप में उपयोग नहीं किया जाना चाहिए।

यह भी देखें

 * संतुलन मशीन
 * पारा वाष्प टरबाइन
 * वाष्प इंजन
 * टेस्ला टरबाइन

बाहरी कड़ियाँ

 * Steam Turbines: A Book of Instruction for the Adjustment and Operation of the Principal Types of this Class of Prime Movers by Hubert E Collins
 * Steam Turbine Construction at Mike's Engineering Wonders
 * Tutorial: "Superheated Steam"
 * Flow Phenomenon in Steam Turbine Disk-Stator Cavities Channeled by Balance Holes
 * Guide to the Test of a 100 K.W. De Laval Steam Turbine with an Introduction on the Principles of Design circa 1920
 * Extreme Steam- Unusual Variations on The Steam Locomotive
 * Interactive Simulation of 350MW Steam Turbine with Boiler developed by The University of Queensland, in Brisbane Australia
 * "Super-Steam...An Amazing Story of Achievement" Popular Mechanics, August 1937