Владимир Карцев - Магнит за три тысячелетия (4-е изд., перераб. и доп.)

200 с, импульсные нагрузки оборудования будут покрываться из электросети и от

генератора мощностью 1 млн. кВт. Токамак типа "Интор" еще не может быть

динамически выгодным источником энергии, он станет прообразом будущего реактора

термоядерной электростанции.

На программу токамаков делается сегодня главная ставка, но не следует забывать,

что ведутся исследования по другим вариантам термоядерных реакторов. Весьма

перспективна дочерняя ветвь токамаков — открытые магнитные ловушки. Здесь

результаты не так высоки, но еще далеко не все резервы исчерпаны.

Нет сомнений в том, что мы живем в преддверии энергетического господства ядерных

реакторов синтеза. Из многих альтернативных конструкций наверняка удастся

выбрать что-то подходящее. Конечно, "чистые" реакторы-синтезаторы, производящие

электричество из водорода, появятся не сразу. Сначала термоядерные реакторы,

видимо, будут помогать обогащать уран на нынешних АЭС. Со временем энергия

нейтронов синтеза частично пойдет на осуществление своего электрогенераторного

цикла. И уж тогда-то можно будет начать постепенный демонтаж урановых котлов.

Энергетическая Программа СССР специально предусматривает создание необходимого

научно-технического потенциала для производства электрооборудования на основе

эффекта сверхпроводимости. Чем вызвано такое внимание к вопросам

сверхпроводникового электрооборудования?

Сверхпроводники часто называют ключом к электротехнике будущего. Это объясняется

их поистине удивительными свойствами.

Вообще-то, сверхпроводников как особых материалов не существует. Это обычные

материалы из элементов таблицы Менделеева, у которых в определенных условиях

появляются необычные свойства. Алюминий, например, считается хорошим

проводником, неплохо пропускает тепло и в своей толще чуть усиливает магнитное

поле (парамагнетик). При охлаждении ниже 1,2 К электропроводность алюминия

возрастает бесконечно (сверхпроводник), теплопроводность так же сильно

ухудшается (теплоизолятор), а магнитное поле в него уже не может проникнуть

(диамагнетик).

Казалось бы, что за достижение столь полезных качеств надо платить слишком

дорого — достижение низких температур — удовольствие недешевое. Оказалось,

однако, что стоимость рефрижераторов и тепловой защиты холодных зон несравнима с

достигаемыми преимуществами. Стало возможным без чрезмерных затрат получать

огромные токи (в несколько тысяч раз большие, чем в обычных проводниках) и

огромные магнитные поля при скромных сечениях токонесущих шин: именно это

является чрезвычайно важным при создании мощных электроэнергетических устройств.

Единая энергетическая система СССР объединяет более 900 электростанций общей

мощностью почти 300 тыс. МВт, но продолжается рост числа электрогенераторов и их

единичной мощности. Выгода от создания крупных машин очевидна: при мощности 300

МВт нужен 1 кг металла на 1 кВт, а для машины мощностью 800 МВт — только 0,58

кг/кВт! Вот почему генераторы становятся все крупнее: в США созданы генераторы

на 1050 МВт, во Франции — на 660; в Англии, ФРГ — на 600…1300 и в СССР — на

1200 МВт. Работают крупнейшие в мире гидрогенераторы на Саяно-Шушенской ГЭС

мощностью 800 МВт.

Допустим, необходимо построить электростанцию мощностью 2400 МВт. Обычно такую

мощность обеспечивают восемь блоков по 300 МВт. А если взять более мощные

машины? Укрупнение мощности энергоблоков на ГРЭС общей мощностью 2400 МВт с 300

до 800 МВт уменьшает удельные капиталовложения на 10,6 %, снижает трудозатраты на

30 %, повышает производительность труда в эксплуатации на 42 % и уменьшает расход

условного топлива на 4 %.

Этим в основном и объясняется невиданный рост мощностей турбогенераторов: в 2

раза за каждые 7…10 лет. Так быстро растут мощности разве что у двигателей

ракет и самолетов. "Гигантомания" имеет, оказывается, прочную экономическую

основу.

Дальнейший рост единичной мощности турбогенераторов существенно ограничивает

техническую мощность роторов и бандажных колец. При частоте вращения 3000 об/мин

на них действуют громадные центробежные усилия, тем большие, чем больше диаметр

ротора. Так, в турбогенераторе на 100 МВт при частоте вращения 3000 об/мин

диаметр ротора составляет 1000 мм, а в генераторе мощностью 1200 МВт — "всего"