Новости
Русская суперсверхкритика
Академик Георгий Георгиев предлагает селекцию не академических институтов, а лабораторий и ученых. Если сделать этот процесс максимально прозрачным, мы вскоре можем получить совершенно новую карту российской науки
Госкорпорация Роснанотех планирует начать финансирование проекта по созданию промышленного производства энергооборудования из наноструктурированных сталей, работающих при суперсверхкритических параметрах пара. Сначала за три года будет создан небольшой демонстрационный пылеугольный энергоблок мощностью 30 МВт с КПД 44%. НИОКР и его строительство оценивается примерно в 6 млрд рублей. На следующем этапе построят уже промышленный энергоблок мощностью 660 МВт с КПД 45-47%, который хотят сделать типовым угольным блоком для российского рынка. Заявителем проекта выступило ОАО "ЭМАльянс", которое на основе новых сталей создаст котельное оборудование, а "Силовые машины" изготовят из них паровые турбины. Общей концепцией будет ведать НПО ЦНИИТМАШ, Всероссийский теплотехнический институт обсчитает тепловые схемы, а разработкой и испытаниями жаропрочных сталей так называемого мартенситного класса займутся металловеды Белгородского госуниверситета. Блоки построят на производственных площадках ОАО "ИнтерРАО ЕЭС". Управлять всем проектом станет специально организованный для этого инжиниринговый центр. Создавать энергоблоки с суперсверхкритическими параметрами пара (ССКП, или USC -- на западный манер) начали еще в середине прошлого века США и СССР. Научиться работать с такими параметрами пара (300 атмосфер при температуре выше 580 градусов) было заманчиво, ведь ССКП-блоки могли бы работать с КПД, превышающим 45%. Для сравнения: средний КПД наших ТЭС, включая газовые, до сих пор составляет 36%. Для ТЭС на газе альтернативы парогазовым установкам с их бинарным циклом использования энергии голубого топлива (сначала в газовой, а потом в паровой турбине) и с уже реально существующим КПД 50-58% в плане эффективности просто нет. С углем сложнее. В балансе мировой электроэнергетики он занимает более 40%, а к 2030 году, несмотря на давление все ужесточающихся экологических нормативов, его доля все равно вырастет еще на четыре-пять процентных пункта -- из-за повсеместной доступности и относительной дешевизны этого вида топлива. Его просто много -- хватит на сотни лет. Но в стандартных установках уголь сжигается с эффективностью в лучшем случае 40%. Как сжигать его с большим КПД? Тут два пути. Первый предполагает создание чистых технологий газификации угля, с тем чтобы полученный из твердого топлива газ сжигать затем в тех же газовых турбинах. Но из-за особенностей этого газа -- у него низкая теплоемкость по сравнению с природным -- и по другим причинам КПД установок, сжигающих продукты газификации, в ближайшее время едва ли достигнет 48-50%. Второй путь -- сжигать уголь напрямую в классических пылеугольных котлах, но с параметрами ССКП, и получать почти 50−процентный КПД без всяких заморочек, связанных с предварительным многоступенчатым и непростым с точки зрения экологической защиты процессом газификации. Но чтобы и котел, и турбина, и различные паропроводы работали при суперсверхкритических режимах, для них необходимы специальные металлы. Именно из-за отсутствия возможности массового производства и чрезвычайной дороговизны их распространения эти блоки в 1960-1980−х годах не получили. В США тему задвинули, когда на нескольких блоках случились аварии из-за проблем с жаропрочными сплавами. Между тем в СССР работало по крайней мере два энергоблока с параметрами ССКП. Сведения об их КПД запрятаны в технической документации, но известно, что еще в 1949 году сотрудник Всесоюзного теплотехнического института Константин Раков разработал экспериментальный котел на суперсверхкритику на ТЭЦ, принадлежащей институту. А в 1969−м на Каширской ГРЭС была установлена турбина мощностью 100 МВт, с параметрами пара 300 атмосфер и 650 градусов. С начала 1990−х строительство подобных блоков в мире возобновилось. Около 20 котлов с такими параметрами и с КПД 45-48% работают в Дании, Японии и Германии. Теперь и в России сделана очередная попытка вернуться к этой теме. Пока трудно сказать, почему разрабатываемые для проекта стали, во-первых, называют новыми, а во-вторых, привязывают к слову "нано" -- в металлических сплавах речь и так идет о межмолекулярных структурах, где все размеры "нано", но дело, тем не менее, полезное и для нашей науки -- будем догонять убежавших вперед европейцев и японцев. |
Комментариев нет:
Отправить комментарий