Лишь небольшая часть общего перепада давления, имеющегося в турбине, может быть извлечена за одну ступень, состоящую из набора неподвижных сопел или лопаток и движущихся лопаток или ковшей. В отличие от водяных турбин, где весь напор извлекается за один проход (см. выше), скорости пара, получаемые за счет перепада энтальпии между парогенератором и конденсатором, будут непомерно высокими. Кроме того, увеличение объема расширяющегося пара требует значительного увеличения площади кольцевого потока для поддержания почти постоянной осевой скорости сквозного потока. К этому следует добавить ограничения на длину лопаток и скорость их вращения, чтобы избежать чрезмерных центробежных напряжений. Поэтому на практике расширение пара разбивается на множество небольших сегментов или ступеней, каждая из которых имеет свой диапазон скоростей и соответствующий размер лопаток для эффективного преобразования тепловой энергии пара в механическую энергию. В современных турбинах применяются три типа ступеней, как по отдельности, так и в комбинации: (1) ступень давления (или импульса), (2) ступень реакции и (3) ступень скорости-компаунд.
В турбинах со ступенчатой регулировкой давления используется ряд последовательных импульсных ступеней, аналогичных показанным на рис. 1, за исключением того, что стационарные каналы также превращаются в сильно изогнутые сопла. Мощность турбин со ступенями давления может варьироваться от нескольких до более чем 1,3 миллиона киловатт. Некоторые производители предпочитают создавать установки с импульсными ступенями, просто чтобы снизить нагрузку на тягу. Такие установки могут иметь до 20 последовательных ступеней.
Реакционная схема аналогична схеме по давлению, за исключением того, что требуется большее количество реакционных ступеней. Однако первая ступень турбины часто является импульсной для управления потоком пара и быстрого снижения давления в стационарных соплах с его высокого парогенераторного значения, тем самым уменьшая давление, которое должен выдерживать корпус. Реактивные турбины требуют примерно в два раза больше ступеней, чем импульсные, для одинакового изменения энтальпии пара. Однако стоимость и размеры турбин примерно одинаковы, поскольку лопатки для ступеней давления должны выдерживать большие усилия и, следовательно, иметь более жесткую конструкцию. Реактивные турбины также обладают большим осевым усилием и требуют применения мощных упорных подшипников.
В скоростно-компаундной схеме за набором неподвижных сопел следуют два набора подвижных лопаток с неподвижным рядом импульсных лопаток между ними для перенаправления потока. В идеале это позволяет извлекать в два раза больше энергии, чем из одной импульсной ступени при заданной скорости лопаток. Это также позволяет добиться большого перепада давления через стационарные сопла. Компаундирование по скорости хорошо подходит для малых турбин; иногда оно также используется в качестве первой ступени в больших турбинах для целей регулирования. Однако присущие ему высокие скорости пара приводят к большим потерям и низкому КПД ступени.
