Техника - молодёжи 1987-11, страница 38

и частично из статора, турбогенераторы очень большой мощности могут быть созданы при вполне подходящих габаритах.

Для поддержания сверхпроводимости роторную обмотку надо погрузить в ванну с жидким гелием при температуре 4,2 К. Окружающая среда с обычной комнатной температурой — около 300 К — для него словно горячая сковорода. Ротор турбогенератора связан с паровой турбиной массивным стальным валом. Разность их температур составляет около 300 градусов, и естественно тепло должно устремиться к ротору. Как отсечь этот мощный «теплопровод»? Ведь приток тепла всего в 1 Вт — мощность лампочки от карманного фонаря — испаряет 1,5 л хладагента в час! Гелий дорог и дефицитен, испарившийся газ вновь направляют в ожижающую установку. Чтобы компенсировать действие теплопритока в 1 Вт, то есть вновь ожижить гелий, нужно 1 — 1,5 кВт мощности компрессора холодильной установки. Таким образом, сверхпроводящий турбогенератор станет работоспособным только в том случае, если тепло-притоки в холодную зону будут минимальными.

О подобной задаче известный английский ученый Джеймс Дью-ар писал: «Сохранить жидкий воздух при окружающей температуре в течение недели... немногим

легче, чем попробовать сохранить несколько литров воды на раскаленной докрасна печи». Заметим, что защищать жидкий гелий от теплопритоков из горячей среды много сложней, чем жидкий воздух, ведь температура ожижения гелия существенно ниже.

Ротор машины сделали по принципу матрешки. Он представляет собой несколько цилиндров из титанового сплава, вставленных друг в друга. Во внутреннем цилиндре расположена погруженная в кипящий гелий роторная обмотка. Сюда через полый вал протянуты трубопровод жидкого гелия и трубопроводы испарившегося газа, а также токовводы, соединяющие источник тока с обмоткой, и приводы от контролирующих работу датчиков. Утечку гелия предупреждает эффективное масляное уплотнение. А радиационный экран и полости с вакуумом ограничивают теплопритоки в холодную зону.

Крутящий момент турбины на ротор и, следовательно, сверхпроводящую обмотку возбуждения передается со стороны приводного вала через «тепловые мосты» — конструкцию, достаточно прочную механически и плохо передающую тепло. «Тепловые мосты» из титановых сплавов эффективно охлаждаются обратным потоком испарившегося гелия. (Особенности конструкции ротора, как и дру

гих частей машины, показаны на развороте.)

Предусмотрены меры Защиты при возможном переходе обмотки ротора из сверхпроводящего в нормальное состояние, способном привести к аварии из-за лавинообразного нагрева. Обмоточный провод представляет собой медную матрицу, в которую как бы вкраплены тысячи тончайших жил из сплава ниобия i титана. В случае кратковременной потери сверхпроводящего состояния от случайных причин на каком-либо участке ток вытесняется в медь, которая, как известно, отлично рассеивает тепло, и лавинообразный процесс нагрева обмотки возбуждения прерывается в самом зародыше. Вне машины параллельно цепи возбуждения включено разрядное сопротивление. При нормальном режиме ток через него не идет, так как сопротивление обмотки возбуждения в сверхпроводящем состоянии равно нулю. Но едва исчезнет сверхпроводимость, приборы защиты отключат источник питания, обмотка возбуждения окажется замкнутой на это сопротивление, большая часть тепловой энергии выделится на нем. Поднимется давление испарившегося гелия в роторе-криостате — газ будет выведен из машины.

А почему бы не применить сверхпроводящую обмотку в ста-

СТРАНИЦЫ РОДОСЛОВНОЙ

Февраль. 1917 год. В цехах «Сименс-Шуккерт» (так назывался завод) распространяются листовки Русского бюро ЦК РСДРП:

«Жить стало невозможно. Нечего есть. Не во что одеваться. Нечем топить. На фронте — кровь, увечье, смерть... Поезд за поездом, точно гурты скота, отправляются наши дети и братья на человеческую бойню. Нельзя молчать! Все на борьбу! На улицу! За себя, за детей, за братьев!»

25 октября. 1917 год. Отряд в 300 штыков с завода вместе с солдатами Измайловского и Петроградского полков занял Варшавский вокзал...

Знаменитому Волховстрою по плану ГОЭЛРО нужны гидрогенераторы мощностью 7 МВт, самые большие по тем временам электрические машины в

Европе. Рабочие и специалисты «Электросилы» (завод получил новое название в пятую годовщину Октябрьской революции) получили заказ на изготовление четырех из восьми гидрогенераторов. Началось дерзкое соревнование с известной шведской фирмой АСЕА. ...Напряжение волховского гидрогенератора 11 кВ. Такую высоковольтную изоляцию на заводе делать не умели. Электросиловцы, проведя огромную экспериментальную работу, разработали рецептуру новых лаков и изоляционных материалов. Придумали и освоили оригинальную технологию, оснастку, оборудование.

19 декабря 1926 года состоялся торжественный пуск Волховской гидроэлектростанции. Комиссия представителей «Электросилы», Волховстроя, шведской фирмы АСЕА обследовала в 1929 году генераторы станции. Результаты удивили: электросиловские машины работали безупречно, шведские — не выдержали гарантийного срока.

Новые гидрогенераторы для Днепро-строя и мощные турбогенераторы уже

невозможно изготовить в тесноте дореволюционных цехов. Сотни землекопов, каменщиков и плотников объявили себя ударниками строительства уникального цеха: 135-метровый пролет, 25 метров высоты, мощные краны, специальные станки. Турбокорпус торжественно открыли 1 мая 1930 года, на пять месяцев раньше срока. В 1937 году замечательный успех — выпущен первый в мире турбогенератор мощностью 100 МВт!

1931 год. Ударное строительство Харьковского тракторного завода остро нуждалось в электромоторах. Из-за перегрузки заводской программы руководство «Электросилы» отказалось принять этот заказ. Тогда молодежь тракторостроя обратилась непосредственно к комсомольцам «Электросилы», и те взяли все дело на себя. Своими руками в неурочное время они изготовили для харьковской стройки столь нужные ей электрические машины.

22 июня 1941 года на «Электросиле» рядом с заводскими цехами появились

36