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
цельной поковки ротора значительных габаритов. Инженеры и рабочие Ижорского
завода имени А.А.Жданова с честью вышли из этого затруднения: металл для
заготовки массой 230 т варили одновременно в мартеновской и двух электрических
печах; сталеваром удалось обеспечить синхронность плавок. Так был создан самый
крупный слиток в истории отечественной металлургии.
Технические данные советских турбогенераторов находятся сегодня на уровне
характеристик лучших зарубежных машин, а зачастую и превосходят их. Одно из
наиболее значительных зарубежных достижений — построенный в последние годы
фирмой "Броун-Бовери" (ФРГ) турбогенератор мощностью 1300 МВт для АЭС "Библис".
В отличие от большинства советских турбогенераторов у него невысокая частота
вращения (1500 об/ /мин), что позволяет резко увеличить диаметр ротора
(уменьшились центробежные усилия!), сделать его составным и увеличить объем
машины. Вот некоторые данные этого крупнейшего в мире турбогенератора: мощность
его 1300 МВт, КПД = 98,65 %, статор и ротор охлаждаются водой, масса ротора 204
т, статора 371 т, диаметр ротора 1,8 м, длина 7,5 м.
Разобравшись в наиболее современных конструкциях турбогенераторов, можно
заметить, что увеличение их мощности (повышающее экономичность электростанции и
темпы, ввода мощностей) наталкивается на серьезные трудности. Одна из них —
необходимость конструировать роторы диаметром, не превышающим 1350 мм. Такое
требование обусловлено, во-первых, возможностями металлургической