Юрий Чирков - Занимательно об энергетике

Эти и другие доводы и вынуждают энергетиков строить все более и более мощные фабрики энергии. Но есть ли пределы гигантизма?

Недавно в ленинградском объединении «Электросила» был изготовлен самый мощный в мире двухполюсный турбогенератор на 1200 мегаватт со скоростью вращения ротора 3000 оборотов в минуту.

Специалисты считают: видимо, предельные мощности турбогенератора — 2500 мегаватт (3000 оборотов в минуту).

Напряженность механических конструкций возрастет настолько, что центробежные силы разорвут узлы даже из самой прочной стали. Понадобятся непомерно большие роторы.

Но, прибавляют те же специалисты (ведущий среди них академик И. Глебов), более мощные машины все же возможны, но они будут работать уже на других физических принципах. С использованием сверхпроводимости.

Специалисты обещают создать промышленные криотурбогенераторы мощностью в 3000 мегаватт на рубеже нового века.

Так что соревнование исполинов энергетики в силе и размерах продолжается!

Баллада о паровозе и ящере

Жил-был паровоз. Когда-то он был маленький и только еще учился ходить.

Изобретатели пытались поставить его на ноги в буквальном смысле слова. История техники знает несколько моделей паровозов, снабженных ногами. Ведь паровоз вроде бы должен был заменить лошадь...

Паровоз рос, мужал, вошел в моду. Но и тогда, когда он был в зените славы, находились люди, скептически смотревшие на могучего красавца. Они говорили:

— Со странным чувством смотрю я на эту машину. Испытываю такие же ощущения, как если бы мне пришлось видеть мамонтов и знать, что скоро они все до единого вымрут. И только в слоях вечной мерзлоты (читай: в музеях истории техники) будут изредка встречаться их поросшие рыжим волосом огромные туши (огромные железные тела, в которых давно погас огонь)...

Ученые еще спорят, кто извел мамонтов, но почему исчез паровоз, тут нет разногласий. Он, оказывается, ел за десятерых, а работал вполсилы. И человек отказался от него.

Из каждого килограмма угля, что поедал бедолага-паровоз, на пользу ему шло всего-навсего 70—80 граммов. Другими словами, лишь 7—8 процентов энергии топлива шло в дело, остальное вместе с дымом вылетало в трубу.

Паровоз сменили тепловозы, вооруженные уже не паровой машиной, а двигателем внутреннего сгорания. Главным достоинством тепловоза был его КПД — 28 процентов

История паровоза (нынешние дети его совсем не знают, путают с тепловозом) печальна и поучительна. Особенно в наш век всепроникающей экономии, пользы и эффективности... А мощь Тепловых электростанций или действующих во многом по тем же рецептам атомных все растет.

Тепловая мощность реакторов двух блоков крупиейшей в мире (видимо, и сегодня) АЭС «Библис» (ФРГ) составляет 7800 мегаватт, крупнейшей в нашей стране Нововоронежской АЭС — порядка 5000 мегаватт. Для реакторов РБМК, преобладающих в ядерно-энергетической программе десятой пятилетки, характерна величина от 3,2 до 6,3 тысячи мегаватт.

Гигантизм (мы убедились в этом выше) ведет к экономии, если исходить из существующих, пока еще далеких от совершенства приемов расчета экономических показателей или экономического эффекта при энергетическом производстве.

Однако в этих показателях не заложен (конечно, это очень трудно сделать!) экологический коэффициент. Строго говоря, надо было бы действовать не так. Следовало бы рассматривать современное энергетическое производство как функционирование единой и сложной эколого-экономической системы.

Надо было бы оценить рублем, скажем, тепловые сбросы. К примеру, на АЭС.

На первый взгляд проблема тепловых сбросов с АЭС внимания не заслуживает. Широкую общественность по чисто психологическим мотивам («синдром атомной бомбы») больше беспокоят проблемы радиации. Однако на деле биосфера надежно защищена от радиационного воздействия АЭС: их дозы на фоне естественного облучения, выражаясь языком Лескова, и «в мелкоскоп не увидишь».

А вот реки тепла, которые ежесекундно извергают фабрики электричества, — это уже дело более серьезное!

Для борьбы со сбросовым теплом сооружаются пруды-охладители с большой поверхностью зеркала. К примеру, только для создания пруда-охладителя станции нынешней типовой мощности 4 миллиона киловатт (типа, скажем, Ленинградской АЭС, состоящей из 4 блоков) требуется водоем с акваторией примерно 20—25 квадратных километров. При этом, как правило, используется пойма реки, то есть наиболее плодородные земли.

Если учесть, что только к началу следующего века потребуется освоить или начать осваивать под станции десятки площадок, в сумме получится территория более чем внушительная.

Но есть еще и другая сторона этой же проблемы. Уже сегодня тепловые и атомные электростанции ежегодно потребляют на охлаждение сотни кубических километров воды. Эти цифры близки к среднегодовому стоку такой крупной реки, как, скажем, Днепр.

Где взять столько воды? И какие это будет иметь экологические последствия?

Но главное все же в другом. В том, что в соответствии с законом, установленным Карно, из каждых трех калорий, полученных при сгорании топлива (или ядерного «горючего»), в дело идет только одна: две остальные безвозвратно теряются.

Факт этот ненов, известен давно. Однако прежде, когда энергетика земля и была еще не столь могуча, когда о проблемах экологии никто не подозревал, а топлива было вдоволь, с этим мирились как с неизбежным злом.

Но теперь при наступившем энергетическом похолодании, когда экономить стало дешевле, чем строить новые электростанции, вряд ли человечество будет долго терпеть подобное положение вещей.

Вот и напрашивается гипотеза: не «вымрут» ли скоро гиганты теплоэнергетики, как некогда вымерли динозавры? Слишком уж прямолинейно, негибко происходит их приспособление к быстро изменяющемуся энергетическому климату!

Динозавры исчезли 70 миллионов лет назад. Сначала погибли растительноядные формы (пищи стало мало для столь крупных тел), а потом и динозавры-хищники.

Воображение рисует пустынный берег моря. Вечер. Закат солнца. К прибрежным скалам вышел и застыл уродливый неуклюжий великан.

Длинные черные тени побежали по земле. Тревожно-красными стали камни на берегу лагуны. Красные лучи отразились в глазах великана. Ожили, задвигались огромные, как ветви мертвого дерева, лапы. Резкий тоскливый клекот одиноко полетел над водой и смолк в тишине прозрачного вечера.

Никто не откликнулся, никто не пришел. Только маленькие проворные зверьки вылезли из-под камня и забегали в поисках добычи. Им не было дела до одинокого ящера, который каждый день приходил сюда на закате и безнадежно ждал ответа на свой призыв. Они привыкли к нему, как привыкли к шершавым камням и запаху водорослей.