Создание криогенного генератора, в котором за счет охлаждения ротора жидким гелием достигается эффект сверхпроводимости, знаменует начало нового этапа в энергетике. Используя это явление, удалось значительно повысить коэффициент полезного действия (КПД) электрической машины и снизить ее материалоемкость.
Работы были начаты в 1976 г. одновременно советскими и американскими специалистами. Вскоре к ним приступили и в других странах.
Наши ученые намного опередили коллег из США, а также находящихся примерно на полпути к цели специалистов Франции, Японии и ФРГ.
Журналист В. ЭРЛИХМАН попросил ответить на ряд вопросов научного руководителя работ, директора Всесоюзного научно- исследовательского института электромашиностроения в Ленинграде академика ИГОРЯ АЛЕКСЕЕВИЧА ГЛЕБОВА.
- Историки техники утверждают, что принципиально новые машины всякий раз появляются в ответ на требования времени. Так ли это в применении к криогенному генератору?
ГЛЕБОВ: В связи с ограниченностью запасов полезных ископаемых во всем мире в последние годы резко возросли роль и значение экономии топливно-энергетических ресурсов. Поэтому создание энергетического оборудования с повышенным КПД и минимальной массой отвечает требованиям уже сегодняшнего дня, не говоря о завтрашнем. Причем, это касается не только электрогенераторов, но и линий передач, термоядерных реакторов и других установок.
- Работы по созданию криогенераторов шли одновременно в СССР, США, Японии, других странах. Однако вам удалось опередить своих коллег. Чем вы это можете объяснить?
ГЛЕБОВ: Прежде всего возможностью широко развернуть научно- исследовательские работы на средства, выделенные нам государством. И, кроме того, вероятно, самим подходом к конструкции. Мы, например, убедились, что создание сверхпроводникового ротора еще ничего не решает, если оставить в традиционном виде статор и тоже не обеспечить его мощное охлаждение. Вот и получилось, что, хотя наши американские коллеги создали свой ротор быстрее всех, мы все-таки в конечном счете лидируем в этой области.
Естественно, пришлось провести фундаментальные исследования в термодинамике, теплофизике, механике, металловедении, других науках. При создании машины сделано несколько десятков изобретений, конструкция защищена патентами в ряде стран, в том числе и в США.
- У криогенного генератора мощность 20 тыс. кВт. Казалось бы, немного, ведь в Советском Союзе при участии специалистов вашего института создан генератор на 1 млн. 200 тыс. кВт...
ГЛЕБОВ: Мы выбрали именно такую мощность для первой машины потому, что это не лабораторная установка, а опытно- промышленный образец, который станет трудиться в электросети Ленинграда как компенсатор. Но уже начато изготовление нового криогенного генератора мощностью 300 тыс. кВт.
- Впервые в истории мирового электромашиностроения вы сумели поставить на службу энергетики жидкий гелий. Что это дало?
ГЛЕБОВ: Прежде всего нам удалось довести КПД новинки до 98,2%, повысив его по сравнению с обычными машинами на 0,6%. При этом вес установки снизился примерно в 2,5 раза. Подобный парадокс в технике - явление уникальное. Следует заметить, что по экономическому эффекту в энергетике повышение КПД на десятую часть процента эквивалентно увеличению стоимости машины на 1/3. Вот и прикиньте, что мы выигрываем, если без турбогенераторов не обойтись ни одной ТЭЦ, ГРЭС или АЭС.
- Вы возглавляете научный Совет Академии наук СССР по комплексной проблеме "Научные основы использования сверхпроводимости в энергетике". Хотелось бы с этих позиций заглянуть в завтрашний день. Ведь, насколько я знаю, единичная мощность порядка 2,5 млн. кВт может стать предельной для генераторов обычного типа.
ГЛЕБОВ: Я думаю, что к концу XX - началу XXI века можно будет создавать сверхпроводниковые турбогенераторы мощностью 3 - 5 и более млн. кВт. Кроме того, появится возможность принципиально нового подхода к вводу криогенных машин в эксплуатацию. Многие, наверное, представляют, как это происходит сегодня во всем мире. После изготовления генератора на заводе и его испытания установку разбирают, упаковывают, перевозят на место монтажа. Здесь, далеко не в идеальных условиях, все начинается по- новому: сборка, наладка, опять испытания. Процесс длительный, да и дорогой. Особенно если генератор будет иметь мощность порядка миллиона кВт.
Тот же "миллионник" новой конструкции можно будет испытывать и отлаживать на заводе, а затем, в силу его относительно небольших габаритов и веса, на железнодорожной платформе или трейлере доставлять туда, где он необходим.
ИТАК, первый в мире турбогенератор с использованием явления сверхпроводимости создан. Уже к концу нынешней пятилетки будет изготовлен головной образец криогенератора мощностью 300 тыс. кВт. Работа над ним идет полным ходом как в лабораториях института, так и в объединении "Электросила", где начнется серийное производство таких машин.
ПЛАТФОРМА НА ВОЗДУШНОЙ ПОДУШКЕ
Впервые в мировой практике у нас в стране построена универсальная платформа на воздушной подушке грузоподъемностью 40 т. Ее завершающие испытания прошли на Баренцевом море. На платформу был уложен груз с теплохода "Беломорсклес", и буксир-вездеход повел ее по мелководью к берегу и, не останавливаясь, далее по тундре. Таким образом на складскую площадку нового вахтового участка Амдерминской нефтегазоразведочной станции были доставлены буровое оборудование, жилые домики, строительные материалы.
Платформа на воздушной подушке и буксир-амфибия позволят теперь морякам переправлять грузы в самые отдаленные точки на побережье арктических морей без береговых перевалок, отнимающих много времени.
КОММЕНТАРИЙ СПЕЦИАЛИСТОВ. ПС-22 остаются в строю