Техника - молодёжи 1969-10, страница 14

Не нужно быть оракулом, чтобы предсказать: основные идеи, которыми ученые заняты в наше время, практики освоят примерно к 2000 году. Речь идет об атомных реакторах на быстрых нейтронах, магнитогидродинами-ческих генераторах, топливных элементах, сверхпроводящих кабелях, полупроводниковых выключателях... Действительно, на их научную «доводку» уйдет около десяти лет; еще одно десятилетие понадобится на техническую разработку установок, и, наконец, в течение последующих десяти лет промышленность освоит их выпуск, монтаж и эксплуатацию.

Между тем совершенно невероятно, чтобы к рубежу веков вступили в строй какие-либо устройства, принцип действия которых сегодня еще неизвестен или ждет интенсивных разработок!

Вот почему так важно выяснить, удовлетворят ли энергетику завтрашнего дня современные способы получения энергии, а если нет, то насколько быстро придется внедрять новые, более эффективные.

Работа нынешних тепловых электростанций — превращение в дым угля, торфа или газа. Электроэнергия вырабатывается, можно сказать, попутно1 И это несмотря на то, что по отдельности котлы, турбины, генераторы, трансформаторы и ЛЭП имеют весьма высокую экономичность. Их к. п. д. — 90—98%. Основная причина «прожорливости» (к. п. д. всего 41—45%) тепловых электростанций, дающих 80% всей мировой электроэнергии, — температурный предел современных конструкционных материалов. А что делать, если превращение энергии топлива — единственный освоенный промышленный способ?

НУЖНО ЛИ ДЕЛАТЬ ТОПОРЫ ВЕСОМ В ТОННУ?

...Потребление электроэнергии удваивается каждое десятилетие. Избежать дефицита можно, лишь резко увеличив единичную мощность каждого элемента системы. Удельные

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ АНСАМБЛИ XXI ВЕКА

А КОНКУРС „МИР ЗАВТРА

ЕГО ДНЯ"

Рис. Р. Авотина

В. СТЕПАНОВ

«СТАРОСТЬ» СЕГОДНЯШНЕЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Возраст энергетики — около ста лет. Вряд ли это старость. Высокоразвитое общество никогда не обойдется без «энергодобывающей» промышленности, срок ее «жизни» — вечность. Прожитый век — всего лишь годы младенчества. И все же «малыш» стареет еще в пеленках и едва ли поддастся воспитанию — сомнительно, чтобы параметры оборудования и энергосистем можно было серьезно улучшить. Кроме того, киты современной энергетики громоздки, малоэкономичны и отнюдь не блещут надежностью.

Паровые котлы уже сейчас весят 2000—2500 т, достигают высоты 50—60 м при поперечных размерах 25—30 м. 80—100 тыс. — число сварных соединений паропроводов в труднодоступных зонах высокотемпературного котла. Вполне понятно, надежность таких генераторов пара относительно невелика. Каждый крупный котел останавливается для аварийных ремонтов ежегодно на 3—4 недели. Срок этот в общем невелик, да и ремонт несложен. Страшно другое — оборудование приходится до 20 раз в году останавливать, а потом снова выводить на режим. Машины быстро изнашиваются. Примерно так же дело обстоит с крупными паровыми турбинами и электрическими генераторами.

С учетом генераторов, турбин, котлов, повышающих трансформаторов и всего вспомогательного оборудования энергоблоки на 150—300 мвт ежемесячно простаивают в среднем от 3 до 8 дней. Мало того что для ремонта нужен целый штат специалистов, — даже при проектировании приходится дублировать основные механизмы. Но и это еще не все! Поскольку из каждого десятка электростанций одна аварийно простаивает, энергосистеме необходим аварийный резерв мощности.

Узкое место энергетики — линии электропередачи, сплошной паутиной покрывшие территории высокоразвитых стран. Например, во Франции 540 гидростанций, 60 тепловых станций, 700 трансформаторных подстанций и примерно 20^ тыс. км высоковольтных ЛЭП. За год около 5 тыс. аварий. Чтобы предприятия не обесточивались и не выходили из технологического ритма, приходится прокладывать параллельные линии электропередачи, дублировать трансформаторы, монтировать резервные комплекты защиты и автоматики.

Далеки от идеальных и экономические показатели сегодняшней энергетики. Примерно одна шестая или седьмая часть «продукции» электростанций теряется на пути от источника к потребителю, а ведь это только одно звено в цепи превращения энергии топлива.

капиталовложения при этом снижаются, а экономичность установок возрастает. Но вообще говоря увеличение энергетических объектов маловероятно — близок физический или технический предел.

Действительно, котлы крупных станций — чудовищные сооружения, спрятанные под крыши. К тому же 3500—4000 т пара в час, по всем подсчетам, — предел их производительности.

Вряд ли удастся иа испытанных принципах создать гидрогенератор мощнее 1000 мвт, а для паротурбинных станций — 1600—1800 мвт. Этому помешает не только недостаток пара. Ведь водные ресурсы планеты тоже не бесконечны. Прочность конструкционных материалов, надежность электрической изоляции, виброустойчивость громадных машин — вот что уже сейчас беспокоит проектировщиков. И совсем не к месту восторги некоторых журналистов по поводу монументальности новой турбины, которую нельзя ни поднять, ни перевезти по железной дороге, ни вытащить из цеха без того, чтобы не разломать стены.

Совсем не безопасно обслуживать линии и оборудование мощных подстанций. Инженеры западных стран бьют тревогу: длительная работа в очень сильных электрических полях, при напряжении 750—800 кв сказывается на здоровье. Подходить с инструментом в руках, в одежде с металлическими пуговицами к токопроводам в электролизном или электротермическом цехе ближе чем на 3—4 м не рекомендуется.

Если электроэнергия будет передаваться в европейскую часть страны из Сибири по обычным линиям сверхвысокого напряжения, к 1980 году придется соорудить несколько параллельных ЛЭП. Они помешают строительству новых городов и дорог, транспорту, сельскому хозяйству, радиосвязи.

Но во всем этом нет ничего парадоксального. Энергетика, пребывавшая еще в эмбриональном состоянии, была призвана удовлетворить сравнительно скромные потребности начального этапа технического прогресса. Однако расход электричества рос в геометрической прогрессии. Перед инженерами все резче и недвусмысленнее встает дилемма: или, выжимая из существующего оборудования все резервы и укрупняя его размеры и мощность, лихорадочно увеличивать количество электростанций и линий электропередачи, или найти и реализовать новые, более эффективные принципы производства электроэнергии, некоторые из которых получили условное наименование «безмашинных».

Первый путь явно порочен как минимум по двум соображениям Даже организационно трудно поспеть за развитием

ю