Магнит за три тысячелетия - [67]

Шрифт
Интервал

система, колпаком укрывающая камеру, выполнена из медненных сверхпроводящих лент

ниобия с оловом и ниобия с титаном. Она создает поле на обмотках 11,6 и 8 Тл, а

в центре рабочей камеры — 5,5 Тл. В магнитном поле запасена энергия, равная 10

тыс. кВт-ч.

В проекте предусмотрено выделение 620 тыс. кВт термоядерной энергии в течение

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.

К энергетике XXI века

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"

1250 мм. При увеличении мощности в 12 раз диаметр ротора изменится лишь в 1,25

раза. При дальнейшем увеличении диаметра ротора его могут разорвать центробежные

силы.

В настоящее время на Костромской ГРЭС успешно работает крупный советский

двухполюсный турбогенератор ТВВ-1200-2. Его ротор цельнокованый из

высококачественной легированной стали. Охлаждение обмоток ротора производится

водородом, статора — водой. Сооружение этой машины стало для советской и мировой

техники весьма знаменательным событием. Из числа многих технических трудностей,

которые пришлось преодолеть машиностроителям, назовем лишь одну — создание


Еще от автора Владимир Петрович Карцев
Приключения великих уравнений

История познания человеком электричества полна неожиданностей и драматизма. Среди «делавших» эту историю мы найдем людей разных профессий: физика, врача, переплетчика, столяра, государственного деятеля. Различны были их судьбы.В книге читатель встретится с участниками первых кругосветных путешествий, узнает об электрических рыбах, об оживлении людей с помощью электричества… Первое и второе издания книги, вышли в издательстве «Знание» в 1970 и 1978 гг.Книга рассчитана на массового читателя.


Максвелл

Когда нескольких видных ученых попросили назвать, каковы, по их мнению, три величайших физика всех времен, мнения разделились, но ни один не забыл Максвелла.И действительно, трудно переоценить значение работ этого поистине гениального человека, чьи исследования не только легли в основу современной радио- и телевизионной техники, но и стали краеугольным камнем современного понимания материи.


Ньютон

Книга известного советского учёного и писателя В. П. Карцева представляет собой первое на русском языке научно-художественное жизнеописание одного из величайших мыслителей мира — английского математика, физика, механика и астронома Исаака Ньютона, оказавшего воздействие на всё развитие науки вплоть до нашего времени. Книга построена на обширном документальном материале, отечественном и зарубежном. Она содержит также широкое полотно общественной и научной жизни Англии конца XVII — первой половины XVIII века.Рецензенты: доктор физико-математических наук, профессор В. В. Толмачёв, кандидат филологических наук, член СП СССР Б. Н. Тарасов.


Кржижановский

Среди тех, кто рядом с Лениным прошел весь путь борьбы, ссылки и революции, был его ближайший друг Глеб Максимилианович Кржижановский. Инженер по образованию и поэт в душе, автор «Варшавянки», после победы Октября Г. М. Кржижановский весь пыл революционера, знания и талант отдал созданию единого Государственного плана развития страны. В осуществлении плана ГОЭЛРО, «второй программы партии», весь мир впервые зримо увидел социализм. Став вице-президентом Академии наук СССР, Г. М. Кржижановский активно боролся за то чтобы повернуть академию лицом к жизни, промышленности, сельскому хозяйству, к построению нового общества.


Рекомендуем почитать
Покоренный электрон

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Играют ли коты в кости? Эйнштейн и Шрёдингер в поисках единой теории мироздания

Многие физики всю свою жизнь посвящают исследованию конкретных аспектов физического мира и поэтому не видят общей картины. Эйнштейн и Шрёдингер стремились к большему. Поиски привели их к важным открытиям: Эйнштейна — к теории относительности, а Шрёдингера — к волновому уравнению. Раздразненные найденной частью решения, они надеялись завершить дело всей жизни, создав теорию, объясняющую всё.Эта книга рассказывает о двух великих физиках, о «газетной» войне 1947 года, разрушившей их многолетнюю дружбу, о хрупкой природе сотрудничества и открытий в науке.Пол Хэлперн — знаменитый физик и писатель — написал 14 научно-популярных книг.


Квантовая модель атома. Нильс Бор. Квантовый загранпаспорт

Нильс Бор — одна из ключевых фигур квантовой революции, охватившей науку в XX веке. Его модель атома предполагала трансформацию пределов знания, она вытеснила механистическую модель классической физики. Этот выдающийся сторонник новой теории защищал ее самые глубокие физические и философские следствия от скептиков вроде Альберта Эйнштейна. Он превратил родной Копенгаген в мировой центр теоретической физики, хотя с приходом к власти нацистов был вынужден покинуть Данию и обосноваться в США. В конце войны Бор активно выступал за разоружение, за интернационализацию науки и мирное использование ядерной энергии.


Магнетизм высокого напряжения. Максвелл. Электромагнитный синтез

Джеймс Клерк Максвелл был одним из самых блестящих умов XIX века. Его работы легли в основу двух революционных концепций следующего столетия — теории относительности и квантовой теории. Максвелл объединил электричество и магнетизм в коротком ряду элегантных уравнений, представляющих собой настоящую вершину физики всех времен на уровне достижений Галилея, Ньютона и Эйнштейна. Несмотря на всю революционность его идей, Максвелл, будучи очень религиозным человеком, всегда считал, что научное знание должно иметь некие пределы — пределы, которые, как ни парадоксально, он превзошел как никто другой.


Охотники за нейтрино. Захватывающая погоня за призрачной элементарной частицей

Эта книга – захватывающий триллер, где действующие лица – охотники-ученые и ускользающие нейтрино. Крошечные частички, которые мы называем нейтрино, дают ответ на глобальные вопросы: почему так сложно обнаружить антиматерию, как взрываются звезды, превращаясь в сверхновые, что происходило во Вселенной в первые секунды ее жизни и даже что происходит в недрах нашей планеты? Книга известного астрофизика Рэя Джаявардхана посвящена не только истории исследований нейтрино. Она увлекательно рассказывает о людях, которые раздвигают горизонты человеческих знаний.


Климатическая наука: наблюдения и модели

Ричард МурКлиматическая наука: наблюдения и модели.21.01.2010Источник: Richard K. Moore, Gglobal ResearchClimate Science: Observations versus ModelsПеревод: Арвид Хоглунд, специально для сайта "Война и Мир".Теория парниковых газов якобы ответственных за катастрофическое глобальное потепление не согласуется с фактами и является политической спекуляцией на реальной науке. Рассматривается фактическая картина современного климата по доступным данным.