Александр Проценко - Энергетика сегодня и завтра
Конечно, наши проектировщики стремятся создавать ГЭС не только как энергетическое предприятие; обычно предусматривается улучшение условий для работы речного транспорта, расширение ирригационных систем и возможностей для рыбохозяйств. Одновременно решаются проблемы промышленного водоснабжения, защиты от наводнений, создания зон отдыха. Тем не менее не все отрицательные последствия гидростроительства удается преодолеть.
Возрастающую роль играют гидроаккумулирующие станции (ГАЭС). Они работают благодаря большой разнице уровней водостока, большому водонапору. Исследование возможных площадок для их строительства показало, что наиболее распространен умеренный перепад высот от 80 до 120 метров. Между тем чем больше разница по высоте, тем меньше стоимость станции.
Однако потребность в ГАЭС настолько велика, что приемлемы и умеренные перепады. Намечено в первую очередь построить около 10 «гидроаккумуляторов» мощностью от 1000 до 2500 мегаватт, работающих на обратимых гидроагрегатах мощностью 200 мегаватт.
Некоторый опыт создания и эксплуатации ГАЭС уже имеется. В 1970 году на Киевском гидроузле была сооружена первая в стране опытная гидроаккумуляторная станция с напором 70 метров. На ней были установлены гидроагрегаты мощностью 33 мегаватта. Сейчас сооружается Загорская ГАЭС под Москвой мощностью 1200 мегаватт. Запланированы Кайшадорская на 1600 мегаватт, работающая в связке с Игналинской атомной станцией, и Южно-Украинская на 1800 мегаватт. В ближайшие годы начнется строительство Ленинградской, Центральной, Днестровской и Каневской ГАЭС.
В двенадцатой и последующих пятилетках, как намечено в принятых XXVII съездом КПСС основных направлениях развития страны, будет продолжаться интенсивное освоение гидроресурсов Закавказья, Сибири, Дальнего Востока, Средней Азии и Северо-Запада европейской части. Наряду с возведением ГЭС-гигантов развертывается и сооружение малых ГЭС.
Конечно, малая энергетика не заменит большую.
Но последние достижения техники позволяют по-новому взглянуть на возможности небольших гидростанций. Оказывается, они могут быть вполне эффективными на многих водохранилищах неэнергетического назначения, на малых реках, перепадах оросительных каналов. Они рентабельны в районах, куда невыгодно прокладывать линии электропередачи от мощных электростанций, где дороже обойдутся дизельные электрогенераторы. Для того чтобы обеспечить электроэнергией территории Севера, Востока, Средней Азии и Кавказа, необходимо произвести несколько тысяч гидроагрегатов.
Опыт строительства малых ГЭС накоплен в Чехословакии, а также в Китае, где работает более 90 тысяч станций. У нас в предвоенные и особенно в послевоенные годы они тоже получили широкое распространение, но затем многие из них были законсервированы или демонтированы. Сейчас же в стране небольших ГЭС мощностью менее 30 мегаватт (их называют МГЭС) насчитывается около 300, а их суммарная мощность едва достигает 1,5 миллиона киловатт.
Просматривая список действующих МГЭС, я с удивлением обнаружил, что две были построены в 1900–1910 годах, а еще десятки — до 1930 года. Значит, они добросовестно трудятся по 70–80 лет и, видимо, вполне себя оправдывают. Конечно, для малых станций требуется оборудование, простое в обслуживании и ремонте. Ведь чем малочисленнее обслуживающий персонал, тем рентабельнее установка. Пока же доля зарплаты в стоимости электроэнергии на действующих неавтоматизированных МГЭС доходит до 60 процентов. Конструкторам и инженерам приходится ныне активизировать работу по совершенствованию нетрадиционных ГЭС.
Хочешь изобилия — будь экономным
Чтобы в доме было тепло и прохладно
Четверть энергии, производимой в стране, потребляют наши жилища и коммунально-бытовые предприятия.
Растет население, увеличиваются число и размеры квартир, высота зданий, и с ними растут расходы топлива на поддержание комфортных условий в жилищах.
О высоте упоминается не случайно. Потери тепла пропорциональны поверхности здания. Чем больше поверхность, тем больше потери тепла. Значит, самый выгодный дом должен быть в виде шара. У него наименьшее отношение поверхности к объему. Внутри можно разместить много комнат. Однако жилым такой дом делать нельзя: внутренние комнаты не будут иметь доступа к дневному свету. Поэтому архитекторы и стараются часть помещений, в которых необязателен дневной свет (коридоры, ванные, санузлы, шахты для лифтов, лестничные клетки), размещать в центральных частях зданий Через наружные стены уходит до 40 процентов тепла. Тут никаких хитростей не придумаешь; нужно просто увеличить термическое сопротивление стен. Делать это можно по-разному. В ряде стран используются трехслойные панели: между двумя железобетонными плитами располагается теплоизоляция. Потери тепла в этих панелях уменьшаются не менее чем в полтора раза.
У нас в стране пока такие панели не делают. Указываются две причины. Архитекторы и строители не удовлетворены темп решениями, которые предлагаются для соединения таких панелей между собой. Другая причина — и более простая, и более сложная — нет достаточного количества хороших теплоизоляционных материалов. Более простая потому, что организовать достаточно масштабное производство теплоизоляции можно и трудностей здесь нет. А вот сложная оттого, что теплоизоляционных материалов мало и они очень дороги, тогда как такая тепловая изоляция нужна не только домам: ждут ее трубопроводы с горячим теплоносителем, всевозможные печи, химическое и технологическое оборудование, автомашины, самолеты и зимняя одежда. Это важнейшая проблема. Решить ее дело исследователей разных специальностей. Внесли и внесут свой вклад даже биологи.
В далекой северо-восточной точке нашей страны, па реке Колыме, есть единственный в мире стационар для оленей — Рангифер. Ученые Магаданского института биологических проблем Севера изучают секреты оленя.
Каким образом он, единственная зимняя пища которого всего-навсего подснежный ягель, способен пережить суровую зиму Севера? Тайн здесь много, не все они еще раскрыты. Но вот один из выводов: у северного оленя идеальная тепловая изоляция. Его мех состоит не из сплошных волосков, а из полых. Если величину теплоизоляции у оленя принять за 10 единиц, то по сравнению с ним белка просто раздета — всего 3 единицы.
Но и это не все. Зимой кончики волосков как бы разбухают, утолщаются и не пускают холодный воздух к коже. Мех становится тепловой броней. Есть чему поучиться человеку!
Использовать хорошую тепловую изоляцию можно по-разному: наклеить на стены теплоизолирующие обои (так делают в ФРГ) пли разместить ее снаружи, закрыв защитными листами (так поступают в Англии). У нас при реконструкции домов на стены напыляют смесь асбеста, минеральной теплоизоляции и цемента.
Одни из наиболее емких потребителей теплоизоляции — теплотрассы. Таких трубопроводов у нас в стране более 200 тысяч километров. Изоляция для них должна быть прочной и не разрушаться, пока трубы везут с завода. Она должна защищать металл от коррозии и не поглощать влагу. Пока еще нет удовлетворительных решений всех этих задач. Иногда изоляцию делают многослойной: один слой теплоизоляционный, другой просто изоляционный, третий — прочный. (Такие теплотрассы очень дороги. Например, один ее километр от атомной станции теплоснабжения мощностью миллион киловатт стоит пока около миллиона рублей.)
Теплопровод укладывается в специальный гидроизолированный канал с бетонными или кирпичными стенками. Однако все же грунтовые воды довольно быстро проникают в канал, изоляция намокает и разрушается, потери тепла возрастают в несколько раз. По оценкам Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института энергетики, в промышленности только по этой причине ежегодные потери достигают 10–15 миллионов тонн условного топлива, то есть около 5 процентов тепла, требующегося для обогрева жилья и коммунально-бытовых предприятий. Неудивительно, что с этими потерями борются все и всюду. Но ведь это так и нужно: не везде оптимальные решения должны быть одинаковыми.
Вот известия из Кирова. В фенолформальдегидные смолы для вспенивания добавляют местное сырье — отходы сланцевой промышленности — гидрохлорид.
В качестве наполнителя используют мелкую щепу — отходы фанерного шпона. Получается теплоизоляция с хорошими свойствами. В Тюменской области теплоизоляция — дефицитный материал. Вязкость тюменской нефти при низкой температуре велика, и чтобы ее перекачать, нужно подогреть. Поэтому нефтепровод изолируется Необходимо изолировать и газопроводы. В общем, изоляция нужна. А минеральных ископаемых для производства изоляции в Тюмени нет. В Тюменском институте изоляционных материалов нашли выход: на основе торфа, имеющегося в избытке вокруг промыслов, научились получать теплоизоляционные материалы. Из смеси торфяной крошки, жидкого стекла, золы топок получили гранулы для изготовления теплоизоляционных материалов. Из торфяной крошки и обычных невспенивающихся глин стали производить керамзит — заполнитель легких бетонов.
