Уральский следопыт, 1958-06

МЕЧТА КОНСТРУКТОРА

Конструктор К. КОСТИН

Рис. Э. Иодыниса

Гидро – вода. Генератор – преобразователь. Значит, гидрогенератор – преобразователь механической энергии воды в электрическую. На гидростанции поток воды поступает на лопасти рабочего колеса турбины, вращает ее. Вал турбины соединен с валом электрической машины – гидрогенератором, который и вырабатывает электрический ток.

Самый маленький гидрогенератор был установлен в 1940 году на плавучей микроГЭС. Она испытывалась на Неве около Ленинграда и была совсем не похожа на обычные гидростанции.

На реке, где скорость течения полтора-два метра в секунду, на якоре укреплен плот из металлических поплавков, между ними в воде – гидравлическая турбина, Колесо турбины, похожее на гребной винт корабля, – в конической трубе. Вал турбины цепной передачей и зубчатым редуктором от мотоцикла соединен с валом генератора. Течение вращает колесо турбины, и генератор вырабатывает электрический ток. Мощность такой микроГЭС была всего 3 киловатта, а вес ее вместе с поплавками около 800 килограммов…

Плавучей гидростанции не нужна плотина, ее можно переправлять по реке или перевезти на автомашине. Она дешевая: стоит всего 4 – 5 тысяч рублей. Правда, мощность ее при современных потребностях в электроэнергии далеко не достаточна, даже для самого маленького колхоза. С помощью такой станции можно лишь осветить дом, животноводческую ферму, обеспечить питание радиоприемника.

Трудности вызывают значительные колебания в скорости воды в реке, отчего изменяется число оборотов колеса турбины и ее мощность. Кроме того, плавучая микрогэс не хможет быть использована во время ледохода, а иногда и зимой.

На крупных реках со скоростью течения воды 3 – 4 метра в секунду возможны установки плавучих гидростанций с большей мощностью – до 30 – 50 киловатт, но таких рек сравнительно немного.

Самые мощные гидрогенераторы в наше время работают на Куйбышевской ГЭС. Там сооружена огромная плотина, создающая напор воды 27 метров. На гидростанции установлены и работают 20 гидрогенераторов, мощностью по 105 тысяч киловатт каждый.

Что же представляют из себя эти гидрогенераторы?

Вес каждой машины… – 1600 тонн. Вертикально расположенный вал гидрогенератора, на котором закреплен ротор с полюсами, имеет диаметр 1400 мм. Диаметр самого ротора – 14,25 метра. Высота всей машины около 14 метров, то есть равна четырехэтажному дому. Конечно, такая машина собирается уже на месте установки. 150 вагонов – два полных железнодорожных состава – везут ее от завода до стройки.

Эти гидрогенераторы спроектированы конструкторами заводов «Электросила» и «Уралэлектроаппарат». Электроэнергии, которую вырабатывает один из них, достаточно для освещения миллиона колхозных дворов или для работы 25 таких крупных предприятий, как тот же «Уралэлектроаппарат».

Сейчас на заводе «Уралэлектроаппарат» проектируются гидрогенераторы невиданной в истории мощности – по 300 000 киловатт каждый. А ведь еще недавно виднейшие зарубежные специалисты считали, что такие машины нереальны.

Новая машина будет весить около 2000 тонн, и для ее отправки потребуются уже 200 железнодорожных вагонов. Чтобы смонтировать ее, нужен кран грузоподъемностью 1100 тонн.

Несмотря на то, что материалов для новых гидрогенераторов в расчете на единицу мощности идет меньше, все же расход отдельных наименований их составляет внушительные цифры. Так, например, общий расход обмоточной меди будет около 100 тонн, а слюдяной изоляции для обмотки статора – 13 тонн на машину. Чтобы собрать сердечник статора, в пазах которого уложена обмотка, потребуется вырубить из специальной электротехнической стали 500 000 сегментов толщиной 0,5 миллиметра. Для охлаждения работающего генератора необходимо будет прогонять через него в одну секунду 300 кубических метров воздуха.

Конструкции новых гидрогенераторов во многом отличаются от прежних. Благодаря этим изменениям и улучшениям на каждой машине сэкономится столько материалов, что из них можно сделать 50 новых гидрогенераторов для сельских ГЭС, мощностью по 300 – 400 киловатт.

Управление электрическими гигантами будет полностью автоматизировано. Специальная аппаратура, которая делится на аппаратуру управления и защиты, заменит труд квалифицированного персонала. Весь сложный комплекс операций при запуске, остановке и поддерживании режимов станут производить специальные аппараты управления. В случае каких-либо неполадок тот или другой аппарат защиты даст команду аппаратам управления остановить агрегат. При этом дежурный инженер на пульте управления сразу узнает, по какой причине агрегат остановился.

Новые гидрогенераторы предполагается изготовлять в ближайшие годы.

То, что было вчера фантазией, сегодня – действительность. А что будет завтра?

Конструкторы много думают над этим. Мечтают они, например, об агрегате мощностью в миллион киловатт.

Миллион киловатт в одной машине!

Мощность такой машины больше мощности целого Днепрогэса. Но вот как создать такую машину?

Если строить ее похожей на существующие машины, то это будет нереально. Значит, нужно отрешиться от проторенных путей. Такая задача и стоит сейчас перед нашими конструкторами, учеными и рабочими. Она должна быть и будет решена. Ведь и спутник Земли вчера был мечтой, фантазией…

А сегодня? Специалисты-энергетики мечтают создать свой «спутник» – гидрогенератор мощностью в миллион киловатт. И не так уж далек тот день, когда они сделают его.