Техника - молодёжи 1990-02, страница 33

Смелые проекты

Жизнь после смерти?

Пора реанимировать Волгу ф ЭНГЭС в роли капельницы ф Промывание русла ф Искусственные почки для гг. Куйбышева, Горького и др.

Автор этой статьи кандидат технических наук Павел Родионович ХЛОПЕНКОВ относится к редкому сейчас типу инженеров-энциклопедистов. Причем, знакомясь с его разработками, независимо от того, касаются ли они самолетостроения («ТМ» № 5 за 1989 год) или сохранности зерна, новых двигателей или гидроэнергетики, возникает искушение сказать: как все просто, почему же раньше до этого не додумались? Однако простота — в смысле «вот я тоже сейчас сяду и придумаю» — обманчива, потому что она спутница разносторонних знаний, приобретаемых не за один день. В предлагаемой публикации Павел Хлопенков знакомит читателей с двумя своими проектами, которые, будь они воплощены в комплексе, подобно двум уравновешенным чашам весов, внесут свой вклад в сохранение Волги от экологической катастрофы.

ГЭС БЕЗ ВОДОХРАНИЛИЩ

Еще недавно аплодисменты по случаю пуска новой ГЭС были тем громче и продолжительнее, а награды тем весомее, чем больше земли затапливалось искусственными морями, чем выше возводились плотины! А тем временем под зацветающей мертвой водой скрывались (но из памяти-то народной им не исчезнуть!) такие древние города, как русская Молога, известная с XIII века. Уходили на дно луга и пашни, испокон века кормившие наших предков, а вместо потерянной плодородной земли стали орошать «ди кие степи».

Так что же, запретить ГЭС? Нет, конечно. Без электроэнергии никуда не денешься, да и техника сама по себе не виновата. Просто нужно разумно ее применять — строить, допустим, две-три станции с небольшим затоплением вместо одной с морем неохватным. Тут и придумывать ничего ие надо. Но я хочу предложить разработку принципиально новую — энергонакопительную ГЭС (ЭНГЭС). Помимо создания таких гидростанций на подходящих неосвоенных местах, можно перестраивать под них и некоторые существующие.

Расскажу о конкретном проекте реконструкции Волжской ГЭС имени В. И. Ленина, образующей Куйбышевское водохранилище (см. центральный разворот журнала).

Выбор не случаен. Дело в том, что из-за нехватки источников маневренных мощностей в регионе планируется возвести два новых гидросооружения — Чебоксарскую и Ба лаковскую ГАЭС по 3,6 млн. кВт каждая, суммарной стоимостью 2,5 млрд. руб. (О том, что такое ГАЭС —см. «ТМ» № 3 за 1984 год). Электроэнергию-то получим, но состояние Волги, и без того тяжелое, ухудшим. А ЭНГЭС за те же деньги и мощность в 7,2 млн. кВт даст и Волгу оздоровит!

Суть в следующем. На Жигулевских горах, недалеко от существующей плотины ГЭС, устраивается водный бассейн площадью примерно 10 тыс. га, возвышающийся над рекой более чем на 200 м. Ценные земли при этом ие затапливаются Гидроизоляция бассейна, причем не сплошная, а частичная, не требует ни сложных технических решений, ни больших материальных затрат. Именно его водой круглогодично будут вращаться турбины заново построенной ниже по реке ГЭС Подобные станции, находящиеся на удалении от плотины, называются деривационными. Зачем такой маневр?

Мощность любой гидростанции пропорциональна произведению расхода воды на ее напор, то есть высоту, с которой она падает. Поэтому энергосодержание каждого кубометра воды в нашем бассейне на порядок больше, чем в существу

ющем верхнем бьефе с отметкой 53 м Значит, прежнее количество электроэнергии обеспечится гораздо меньшим расходом воды. Это лишь одна из причин, позволяющих сократить объем водохранилища. Другие — о них упомянем ниже -■— связаны с работой ГЭС в паводок и межень

Идея срабатывать воду из высотного бассейна очевидна. Однако ее никто не реализовывал — ведь надо же затратить энергию на подъем воды. Получалось — овчинка выделки не стоит!.. А если он будет совершаться бесплатно, естественным течением реки? Обеспечить это могут особые насосы, которыми надо заместить часть генераторов Волжской ГЭС имени В И.Ленина.

Что же представляет собой тур-бонасосный агрегат — сердцевина всей системы? Турбина из-за малого напора вращается медленно. Значит, осевой насос, сидящий с ией на общем валу, будет тихоходным. А для подачи воды в высотный бассейн ему нужны большие обороты. Выходит, насос надо делать многоступенчатым, но тогда он вытянется по оси до пугающих размеров. Однако рассмотрим проблему внимательнее.

Для создания насосом высокого напора нужны не обороты сами по себе, а большая окружная скорость рабочих лопастей. Причем речь идет не об абсолютной скорости, а об относительной к направляющему аппарату. Поэтому первое, что предлагается — вращать его в противоположную сторону по отношению к лопастям, тем самым вдвое уменьшив высоту насоса (см. рис. Б на центральном развороте). Собственно направляющий аппарат превратился во вращающийся цилиндр с дополнительным набором рабочих лопастей.

Второе — увеличить диаметр насоса. Чем дальше лопасти от оси вращения, тем больше их окружная скорость при той же угловой. Учет этих сведений позволил разработать турбонасосы для Волжской ГЭС имени В. И. Ленина высотой до 2,5 м, диаметром до 10 м (как раз чтобы они вписались в машинный зал).

Итак, турбонасосы, используя даровую энергию реки, постоянно доставляют воду в высотный бассейн (это, кстати, одно из принципиальных отличий ЭНГЭС от ГАЭС, которые перекачивают воду за счет электроэнергии, снижая

31