Техника - молодёжи 1969-10, страница 15

энергетических нужд техники и быта — это можно сделать только постоянным (в геометрической прогрессии!) увеличением капиталовложений. Сейчас эта задача сложна для народного хозяйства, а через 10—15 лет станет просто неразрешимой... Второй довод носит более общий характер. Каждому объекту — техническому или биологическому — присущи свои оптимальные размеры. Каждому процессу или явлению — своя оптимальная интенсивность. Нельзя укрупнять какое-либо предприятие беспредельно — при сохранении централи-* зацни оно станет неуправляемым. Порой выгодно разделить растущее предприятие на слабо связанные, практически автономные частн. Нечто подобное произошло, например, с Мосэнерго — мощность возросла настолько, что в случае аварии оборудование уже не справлялось с резко возросшими токами. Пришлось попросту расчленить систему.

В целом картина складывается неутешительная. Во-первых, принцип «топливо—пар—электричество» исчерпан практически на две трети свойствами конструкционных материалов и рабочих веществ. Во-вторых, общий к. п. д. и надежность современного электрооборудования в комплексе с теплотехническими узлами совершенно не удовлетворяют требованиям завтрашнего дня. В-третьих, единичные параметры оборудования (давление и температура пара, вес, габариты и мощность, рабочие токи и напряжения), по существу, близки к предельным, если речь идет не об уникальных объектах, а об установках массового применения. Гигантские котлы, турбины, генераторы, трансформаторы и опоры ЛЭП обречены на вымирание, как когда-то динозавры. Одним словом, трудно рассчитывать на современные способы производства и распределения энергии, добиваясь серьезного изменения основных показателей энергетики...

МАШИННАЯ ПЛЮС БЕЗМАШИННАЯ

По сравнению с 1969 годом население планеты к концу века утроится, а нужда в электричестве возрастет в 8 раз. К 2030 и к 2050 году потребность в электроэнергии увеличится соответственно в 70 и 300 раз! Абсурдно надеяться, будто выход из положения — настроить как можно больше «обычных» станций и сетей Количество должно перейти в качество.

Какой представляется энергетика 2030 года советским и зарубежным инженерам? Без акцента на технологические тонкости прогнозы эти выглядят так.

Главные источники электроэнергии (около 50% общего производства) — атомные станции мощностью по 15 000 — 25 000 мвт (3—5 Братских ГЭС!).

10—20% — сегодняшняя доля ГЭС в общем энергобалансе страны. Цифра эта останется примерно такой же — слишком жестка зависимость от водноэнергетических ресурсов планеты. Едва ли стоит надеяться на аккумулирующие ГЭС их функции сводятся к тому, чтобы подкачивать воду в ре зервуары, потребляя энергию из системы в часы малых на гоузок, и расходовать затем запас при максимумах нагрузки Функцни регулирования нагрузки перейдут, по всей вероят ности, к энергетическим газотурбинным установкам

АТОМНЫЕ »ЛЕКТР$<ТАНииИ

ПОТ^ЕБИТЕЛИ

< ИГ ►кпюм-д.вмл^ мотка

4ЧАЛМ ДЧ п?.>кЛЧМ1

W UAK<>'« ГК»И*

< В Е 1>% п ро ВОА« UtM Е КАВВЛИ

ПЕРЕКАЧКА

По-видимому, назначение газовых турбин в 2030 году — автономное отопление, освещение и кондиционирование воздуха в отдельных зданиях.

Начиная с 2020—2030 годов прекращается постройка новых тепловых станций. Старые демонтируются, ибо скорее всего перестанут сжигать какое-либо химическое топливо. Иначе как сохранить чистоту атмосферы и сэкономить природные ископаемые, идущие для переработки в искусственные продукты питания?

Вместе с термоэлектрическими и термоионными генераторами найдут широкое применение топливные элементы. Первые шаги уже сделаны. Фирма «Вестйнгауз» выпустила такое устройство мощностью 100 квт. Сейчас создается полупромышленная установка на топливных элементах мощностью 15—20 мвт! Расчеты показывают, что киловатт, выработанный такой станцией мощностью 1000 мвт, расположенной вблизи угольной шахты, будет стоить 110 долларов. Примерно во столько же обходится энергия на обычных тепловых станциях.

Общее мнение: компактные, с высокой удельной мощностью топливные элементы наверняка вытеснят не только электростанции, но и современные двигатели внутреннего сгорания иа транспорте.

В 2030 году наша страна будет разделена на отдельные крупные участки — мощные системы, обеспечивающие себя электроэнергией. Связь между точками внутри систем осуществляется исключительно кабелями напряжением до 290— 400 кв.

Энергия от очень крупных станций отводится только по сверхпроводящим кабелям с фантастической пропускной способностью. Это прекрасно понимают сегодняшние инженеры. Не случайно английские фирмы создали опытный образец такой «артерии» на 4000 ампер. Энергокомпаиия американского штата Теннесси поручила английским ученым разработать технический проект глубокоохлаждаемого кабеля. На это отведен 1 млн. долларов. Игра стоит свеч — кабель сможет пропустить Vs (!) мощности, которую потребляет такой гигант, как Нью-Йорк...

Обмотки электромагнитных вращающихся машин (если они доживут до XXI века) тоже охлаждаются до низких температур. Омическое сопротивление проводников падает, и, если они «заморожены» очень сильно, наступает сверхпроводимость. Удельная мощность машин растет, их габариты уменьшаются.

В западной печати появилось сообщение, что на английской электростанции Фоули в будущем году вступит в строй двигатель мощностью 2500 квт, обмотка которого выполнена из сверхпроводящего сплава и охлаждается жидким гелием.

Сверхпроводящими уже делают и магниты для ионизации и создания поля возбуждения в потоке раскаленных газов магнитогидродинамических генераторов. Обычные магниты такой мощности непомерно велики и поглощают всю энергию, вырабатываемую генератором...

Электроэнергетика — единственная техническая отрасль, которая вынуждена обходиться без складов готовой продукции. Французские и японские инженеры предложили «копить» электроэнергию в огромных «баранках», обмотанных сверхпроводящим проводом и заполненных жидким гелием. Одно такое кольцо с поперечником 150 и с диаметром сечения 10—15 м сможет при разряде «насытить» в течение нескольких часов потребителей общей мощностью 20 млн. квт.

Итак, для первой половины XXI века будет характерно сочетание старых и новых способов производства и передачи электроэнергии.

<3> чл<м

К Л

®

график »»а*оти <и<темн

11