книги из ГПНТБ / Губарев В.С. Электрификация опережающая

переход на -более высоконапорные узлы в районах Сиби­ ри, Дальнего Востока, Средней Азии и Кавказа, причем на всех станциях будут установлены предельно крупные гидроагрегаты. Плотины этих ГЭС будут возводиться преимущественно из местных строительных материалов, что значительно дешевле бетонных, которые применялись раньше. Экономия цемента при этом огромная. Напри­ мер, на Чарвакской ГЭС вместо бетонной плотины будет возведена плотина из камня, который добывают рядом со стройкой. Это сэкономит 720 тысяч тонн цемента. При­ менение этого же типа плотины для условий Намахванокой ГЭС позволяет получить 30 процентов экономии да­ же по сравнению ,с ранее намечавшейся экономичной арочной плотиной.

В настоящее время из местных материалов начинают строить плотину Нурекской ГЭС на реке Вахш. Высота плотины — 300 метров. Подобное в мировой практике гидростроительства осуществляется впервые.

Венцом отечественного и мирового гидроэнергостро­ ительства станет Нижне-Ленская ГЭС. Ее мощность 20 миллионов киловатт. Она будет вырабатывать ежегодно более 100 миллиардов -киловатт-часов электроэнергии. Это уникальное сооружение по мощности будет равно

десяти таким станциям,	как Волжская ГЭС	имени
В. И. Ленина.
Пройдет двадцать лет.	Ничтожный срок в	истории

человечества, но о нем -наши далекие потомки будут вспо­ минать с величайшей гордостью, преклоняясь перед ге­ роизмом человека середины XX века, который начал строительство коммунизма.

«Коммунизм — это есть Советская власть плюс элек­ трификациявсей страны» — эту гениальную формулу сейчас знает каждый. И мы в 1980 -году сможем рапор­ товать великому Ильичу:

30

— Наша страна электрифицирована полностью! Мы переступили порог коммунизма! Сейчас мы получаем око­ ло 3000 миллиардов киловатт-часов электроэнергии. Это вдвое больше, чем вырабатывали в 1960 году все электро­ станции главных капиталистических стран — США, Анг­ лии, Франции, ФРГ, Италии, Канады и Японии,—взятых вместе!

31

ПУТИ, КОТОРЫЕ МЫ ОТКРЫВАЕМ

днажды к известному ученому обратился молодой журналист, которому редакция поручила .подготовить беседу о перспективах развития энерге­

тики:

— Скажете, а что еще надо открывать в вашей отрасли на­ уки? •

Ученый на вопрос ответил вопросом:

—А когда прекратится жизнь на Земле?

—Вероятно, никогда.

—Следовательно, мы стоим только на дороге открытий. То, что сделано человеком в энергетике за 10 тысяч лет его существования, лишь ничтожная часть то­

го, что предстоит сделать...

Чуть больше веха назад впервые по металлическому проводнику прошел электрический ток. Сейчас мы не мо­ жем представить себя без электроэнергии, а в будущем нам потребуется ее все больше и больше.

С каждым годом совершенствуются наши станции и отдельные агрегаты. За счет этого мы дополнительно по­ лучаем огромное количество электроэнергии. Однако к 1975 году, как показывают расчеты, конструкции турбин и электротехнического оборудования почти полностью «исчерпают себя», то есть ученые и инженеры найдут са-

32

мые выгодные параметры агрегатов, при которых коэф­ фициент полезного действия станет наиболее высоким. Так как потребление электроэнергии с развитием про­ мышленности по-прежнему будет стремительно расти, то мы ее сможем удовлетворить требования народного хо­ зяйства только вновь строящимися станциями. 'Понадо­ бится качественное изменение в получении электроэнер­ гии, следовательно, появятся принципиально новые спо­ собы преобразования энергии, способы, с помощью ко­ торых человек начнет использовать «кладовые приро­ ды»— нефть, уголь, газ, уран — более эффективно.

Сейчас в лабораториях исследуются новые пути в энергетике. Это прежде всего прямое преобразование тепловой энергии в электрическую и проблема управле­ ния термоядерной реакцией. Именно поэтому в Програм­ ме КПСС указывается:

«Теоретические исследования получат самое широкое развитие, в первую очередь, в таких определяющих об­

ластях технического прогресса,	как электрификация
всей страны... Сюда относятся:	топливного баланса
— изучение энергетического и

страны, изыскание путей наилучшего использования при­ родных источников энергии, разработка'научных основ единой энергетической системы, открытие новых источ­ ников энергии и способов прямого преобразования теп­ ловой, ядерной, солнечной .и химической энергии в элек­ трическую, решение проблемы управления термоядерны­ ми реакциями...»

Волшебник двадцатого века

На поверхности Солнца образовался фотон и с колос­ сальной скоростью полетел к Земле. Пробив многокило­ метровую толщу атмосферы, он попал на зеленый листик.

ЗЗак. 67

33

Атом углерода и два атома кислорода, которые секунду назад были .крепко прикованы друг к другу, распались. Молекула кислорода смешалась со своими «подружка­ ми» из окружающего воздуха, а углерод образовал слож­ ное высокомолекулярное соединение с такими же «бес­ призорными» атомами. Родилась новая живая клетка. Осенью растение завяло, его засыпал снежок, и оно по­ степенно начало гнить. Комочек земли, на котором оно лежало, обогатился различными солями, и он незамед' лительно отдал их растущему рядом дереву. Зимой де­ рево срубил человек, распилил его, и аккуратные белые чушки весело запели в русской печи. Энергия, заключен­ ная в дереве, перешла в тепло...

Можно было бы и дальше продолжить такое «путеше­

ствие» частички энергии, но вряд ли	это необходимо.
Каждому ясно, что все окружающее	нас — своеобраз­
ные «аккумуляторы» энергии.

С первого дня своего существования человек начал освобождать эту энергию. И чем выше был уровень раз­ вития науки и техники, тем все совершенней становились способы получения энергии, тем большей властью над

природой располагал человек.

Сейчас перед исследователями открываются новые пути, которые коренным образом изменят энергетическую мощь страны. Если бы мы имели столько энергии, что она полностью удовлетворила бы нужды народного хо­ зяйства, мы смогли бы развиваться во много раз быст­ рее. Если бы выработка электроэнергии на земном шаре была неограниченной, человечество практически достиг­ ло бы любого уровня материальной обеспеченности. А сейчас на одного человека в мире приходится всего 0,1 киловатта установленной мощности. Это ничтожно мало. При такой энерговооруженности избавиться от физического труда и полностью возложить его на маши­

34

ны невозможно. А между тем в толках сгорают миллио­ ны тонн горючего — |угля, нефти, газа.

В нашей стране энергетика развивается стремитель­ но. Через десять лет ее производство должно увеличить­ ся в три раза, через двадцать лет электроэнергии будет в десять раз больше, чем мы вырабатываем сегодня. Но для этого в современной энергетике необходима гранди­ озная по своим масштабам революция, главным обра­ зом в способах получения энергии, нужны качественно новые пути, и (первые успехи в этой области у нас уже

есть.

Кто же эти солдаты, которые объявляют войну прош­ лому и собираются выиграть битву за энергию?

Прежде всего — энергия атомного ядра. Она дает че­ ловеку фантастическую по своей силе власть над при­ родой, и только от человека зависит, на что употребить эту власть.

Советские ученые, стоящие на позиции высокого гу­ манизма, заставили атом быть творцом, работать на благо человека, служить делу мира.

1954 год. Недалеко от Москвы вступила в строй пер­ вая в мире атомная электростанция. Она работает на обогащенном уране, используя в качестве замедлителя графит и теплоносителя — воду. Мощность первой атом­ ной станции невелика — всего 5 тысяч киловатт. Но труд­ но переоценить ее значение.

■ Сейчас в нашей стране строится атомная электростан­ ция. Первая очередь уже вступила в работу. В стадии строительства находятся еще две АЭС: Ново-Воронеж­ ская и Белоярская. С каждым годом АЗС будет все боль­ ше и больше, так как ядерная энергетика — фундамент энергетики будущего.

Уголь, нефть и газ — прекрасное сырье для бурно развивающейся химической промышленности. А мы

3 *

35

сжигаем их в топках тепловых электростанций с очень низким коэффициентом полезного действия. Пока мы вынуждены идти на это, так как стоимость урана чрез­ вычайно высока и коэффициент полезного действия АЭС менее 10 процентов. Киловатт-час электроэнергии, выра­ батываемой на АЭС, сейчас в несколько раз дороже, чем на тепло- и гидростанциях. Некоторые ученые предпо­ лагают, что стоимость урана и тория в будущем не по­ низится, и поэтому мы вынуждены будем отказаться от строительства АЭС в массовых масштабах. С .подобным мнением согласиться нельзя. Не верить в ум, предприим­ чивость и возможности человека — это значит смотреть назад, отрицать прогресс науки и техники. Достаточно вспомнить, что сто лет назад алюминий был одним из самых ценных металлов, дороже серебра. Украше­ ния, сделанные из «белого» металла, считались признаком несметного богатства и вызывали непод­

дельную зависть		окружающих. А сейчас	самый бога­
тый человек	первой половины XIX века,		увидев, что
в столовой	мы	пользуемся алюминиевыми ложками,

чувствовал бы себя приблизительно так же, как аме­ риканский безработный рядом с Рокфеллером или Морганом...

Без сомнения, в будущем ядерная энергетика завою­ ет себе достойное место под солнцем. Но для этого необ­ ходимы новые исследования, новые открытия (мы мно­ гое знаем об «архитектуре» атомного ядра, но это лишь ничтожная часть того, что нам предстоит изучить). Только тогда атомная электростанция будет столь же обычна, как и тепловая, и она сможет соперничать с ТЭС и ГЭС по всем показателям.

Сейчас в энергетике создалось весьма любопытное положение. Например, атомная станция — это пришелец из XXI века и одновременно наследие XIX века: источ­

36

ник энергии — расщепление ядра урана— 'будущее тех­ ники, а получение энергии с малопроизводительными си­ стемами и генераторами явно осталось от прошлого.

Это противоречие сегодня обнаруживается наиболее ярко. Поэтому ,в область атомной энергетики ринутся новые способы преобразования энергии.

Могучая сила атома должна служить человеку. Дос­ таточно сказать, что один килограмм урана при расщеп­ лении дает столько энергии, сколько получается при сжигании двух тысяч тонн угля. Но, к сожалению, атом работает пока е неполной нагрузкой. Его можно сравнить с очень сильным, но ленивым человеком, которому не хо­ чется трудиться. А только заставь—-и он горы свернет!

Почему же атом — это своеобразный «лежебока» в современной энергетике? Почему получается, что более 90 процентов его энергии пока не используется?

Прежде всего потому, что до сих пор в техническом отношении АЭС очень несовершенны.

Использование атомной энергии основано на процес­ се деления тяжелых элементов: природных — тория и урана или искусственных — плутония.

В реакторе создаются очень высокие температуры. Тепловое движение молекул должно превращаться в по­ ток электронов. Так как иных способов мы не знаем, в реакторы вводятся трубы, по которым циркулирует во­ да. Эта вода и переносит энергию от реактора к турби­ нам. Принципиальная схема получения электроэнергии на АЭС не отличается от тепловых, а это и накладывает

свой отпечаток. Новому	источнику энергии — ядерному
горючему — необходима	и новая схема «переработки»

тепла в электричество.

Улучшение технико-экономических показателей атом­ ных станций должно идти по пути освоения наиболее эффективных технологических схем и максимально

37

полного использования ядерного горючего, чтобы резко повысить коэффициент полезного действия станции. Вместе с тем необходимо снизить стоимость строи­ тельства АЗС, которая неизменно влияет на стои­ мость киловатт-часа электроэнергии. Сейчас цена «ядер­ ного электричества» взвинчена главным образом из-за того, что приходится изготовлять уникальные единичные экземпляры специального оборудования. Серийный вы­ пуск такого оборудования избавит АЗС от лишнего пере­ расхода средств.

Нельзя забывать и о топливных ресурсах для атом­ ных электростанций. Это не только расширение запасов и добычи природных материалов — урана и тория,, но и широкое применение реакторов-размножителей, которые обеспечат АЭС вторичным ядерным горючим — плуто­ нием.

Таким образом, программу развития атомной энерге­ тики следует разделить на два этапа: первые несколько лет — создание атомных электростанций с новыми типа­ ми реакторов для отбора наиболее технически совершен­ ных и экономически выгодных, в дальнейшем — массовое строительство промышленных атомных электростанций.

Тайна газовой струи

Что. бы вы сказали, если бы из десяти купленных ва­ ми яблок шесть пришлось выкинуть? Вы потребовали бы жалобную книгу и гневно 'обвинили торговых работников в недобросовестности. - -

Приблизительно в положении такого покупателя, на­ ходятся и наши энергетики, только обвинять в «недобро­ совестности» им приходится самих себя. Сколько они ни бьются, чего только.не выдумывают, а повысить коэффи­ циент полезного действия существующих тепловых элек­

38

тростанций не могут. 40—45 процентов — это предел, к которому стремится инженеры. Так и получается, что «шесть яблок» обязательно приходится выбрасывать.

Сейчас iy пас четырехстадийная система получения электроэнергии. Химическую мы превращаем в тепло­ вую, тепловую — в механическую и только потом меха­ ническую— в электрическую. Это привычная для всех схема: топка— котел—паровая турбина—генератор. Но в этом привычном и кроется корень зла.

Маловероятно, что будет открыт более совершенный вид энергии, чем электрическая, так как она легко пре­ образуется в свет, тепло, механическое движение и дру­ гие виды энергии. Потери при этих преобразованиях не­ велики, и поэтому с ними можно смириться. Следова­ тельно, в схеме топка—котел—паровая турбина—генера­ тор последнее звено останется незыблемым. Изменяться должны другие...

В существующих тепловых электростанциях коэффи­ циент полезного действия достигает 30—35 процентов. Предел желания энергетиков, как уже говорилось, — по­ высить его хотя бы на 10 процентов. Почему инженеры готовы довольствоваться малым? Дело в том, что тепло­ вая энергия не может дать нам большего коэффициен­ та полезного действия, так как она качественно ниже хи­ мической, механической и электрической. Тепловая энер­ гия в данной схеме не может преобразовываться в другие виды энергии без больших потерь. Получается некий за­ колдованный круг: «лучшую», если можно так выразить­ ся, химическую энергию мы прекращаем в «худшую» тепловую, из которой вновь добиваемся «лучшей». Это напоминает незадачливого шофера-любителя, который, купив себе «Москвича», прикрепил к нему оглобли, впряг в них коня и пытается ездить со скоростью сто километ­ ров в час.

39