Создатели двигателей
Шрифт:
Эта чикагская установка, пущенная в ход в 1925 году, представляет турбогенератор, работающий паром высокого давления, состоящий, как обычно у Парсонса, из трех турбин.
Пар подводится к турбинам под давлением в сорок атмосфер. Сначала он проходит через турбину высокого давления, которая вращает генератор электрического тока в 16 000 киловатт. Отсюда пар выходит с давлением около восьми атмосфер и подвергается подогреву, после чего переходит в промежуточную турбину среднего давления.
Вторая турбина вращает генератор в 29 000 киловатт. Здесь давление пара падает до давления гораздо более низкого, чем имеет отработавший пар обычной поршневой паровой
Таким образом, 6000 киловатт, или 8000 лошадиных сил, получаются от пара, который в поршневой машине не имел бы никакого применения.
При таком чрезвычайно низком давлении пара он имеет колоссальный объем. Поэтому турбина низкого давления должна быть громадного размера: длина лопатки в последнем венце более метра, и весит она около девяти килограммов. Ротор этой турбины весит 54 тонны, что равняется весу паровоза. Скорость пара в этой турбине составляет 640 километров в час. При всем том турбина вращается спокойно и плавно, делая 750 оборотов в минуту.
Интересным в этой установке является ее конденсатор вертикального типа, так как трубки с охлаждающей водой расположены здесь вертикально.
Корпус турбины низкого давления и паропровод конденсатора снабжены ребрами, повышающими их прочность, так как иначе вследствие вакуума внутри конденсатора наружное давление воздуха могло бы их раздавить. Конденсатор требует около 160 кубических метров воды в минуту. Вода озера Мичиган, которая проходит через конденсатор, отличается низкой температурой, благодаря чему вакуум в конденсаторе получается очень глубокий.
Эта самая крупная из турбин Парсонса недолго радовала сердце изобретателя. Уже в следующем году немцы Блом и Фосс по чертежам Аугсбургского завода построили для гамбургской электростанции дизель мощностью в 15 000 лошадиных сил, а через десять лет на электростанции в Копенгагене завод Бурмейстера и Вайнса установил дизель мощностью в 22 500 лошадиных сил.
Если раньше думали, что мощности меньше 25 лошадиных сил для дизелей являются конструктивно трудновыполнимыми, а большие мощности мало выгодными по сравнению с паровыми установками, то с течением времени пришлось убедиться в том, что обе границы мощностей дизеля оказались стертыми. Двигателями Дизеля смогли заменяться с успехом и легкие бензиновые двигатели и тяжелые паровые установки. Вопрос о целесообразности установки того или иного типа двигателя стал решаться в зависимости от целого ряда эксплуатационных условий, среди которых тип самой машины уже не имел решающего значения.
Впрочем, Парсонс был прав, считая, что на электростанциях будут господствовать турбины, несмотря на более низкий коэффициент их полезного действия, нежели у дизелей. Преимуществом паровой машины оставалась возможность питать котлы любым топливом, начиная от угля и нефти и кончая торфом, дровами, отходами производства. Если раньше запасы высокосортного минерального топлива казались неограниченными и считалось, что нефть и уголь ни на что другое, как на топливо, не годны, то постепенно этот взгляд изменился, и вопрос о топливе приобрел решающее значение. Нефть и уголь стали сырьем для химической промышленности. Паровые котлы поэтому начали питать дешевым топливом: торфом, низкосортным углем, отходами.
В процессе борьбы паровых машин с двигателями внутреннего сгорания паровые котлы достигли высокого совершенства. Мало-помалу паровой котел превратился в очень сложную установку с автоматической подачей топлива, автоматическим регулированием притока питательной воды, с целым рядом аппаратов, контролирующих его работу. Выросший из первого котла-автомата, построенного Лавалем, такой котел, разумеется, ничем и нигде не напоминает собой того, что обычно называется у нас котлом.
Высокие давления пара оказались в центре внимания послевоенной паровой техники. Лаваль и вслед за ним Парсонс повысили экономичность паровых машин и вернули углю многие, казалось, навсегда утраченные позиции.
Идя по пути, указанному Парсонсом, американский трест «Дженерал электрик компани» осуществил паротурбинную установку на предприятиях «Гаммонд» в Чикаго мощностью в 208 000 киловатт. Однако эта рекордная установка, как и другая установка того же треста, в 160000 киловатт, остались единичными. Установки мощнее 50000 киловатт не сразу привились в капиталистическом хозяйстве. Для частных предприятий такие установки не требовались, а объединить несколько предприятий в одно частным собственникам не удается. Освоить крупнейшие мощности турбин, как мы увидим дальше, может только плановое социалистическое хозяйство.
Отстаивая интересы угля, Парсонс боролся за утверждение своих турбин не только на суше, но и на воде. До конца жизни он возглавлял свои огромные турбостроительные предприятия. За два года до смерти Парсонс спустил на воду пароход «Король Георг V», оборудованный турбинами и котлами высокого давления.
Этот пароход должен был доказать возможность и выгодность применения пара высокого давления в судовых установках.
Надо заметить, что двигатели Дизеля ни в одной области не завоевали себе такого прочного положения, как в судостроении. Английский союз судостроителей, произведший незадолго до того обследование мирового судостроения, нашел, что в 1927 году по всем странам находилось в постройке 356 паровых машин, 324 дизельных двигателя и только 35 паровых турбин, причем общая мощность строившихся паровых машин и турбин была меньше общей мощности строившихся судовых дизелей.
Эти данные свидетельствовали об угрожающем росте теплоходостроения, и спуск «Короля Георга V» был прямым ответом на эту угрозу. Однако, несмотря на то что пароход вполне оправдал ожидания Парсонса, он ничем не мог помочь ни углю, ни турбинам.
Этому способствовало еще одно обстоятельство. Важнейшим достоинством паротурбинных судов была скорость хода. «Мавритания», двадцать лет не уступавшая никому «голубой ленты» — символа первенства по скорости хода на Атлантическом океане, — в том же, 1929 году оказалась побитой германским «Бременом», прошедшим расстояние между Плимутом и Нью-Йорком на два часа сорок минут быстрее «Мавритании». Победитель был, однако, простым пароходом, котлы которого отапливались нефтью. «Бремен» владел «голубой лентой» до 1935 года, когда вынужден был уступить первенство французскому пароходу «Нормандия». Основным достоинством «Нормандии» является рекордная скорость хода, достигающая тридцати узлов при мощности механизмов в 160000 лошадиных сил. «Нормандия», сгоревшая в Нью-Йоркском порту, была оборудована турбинами, но они работали не на винты, а на генераторы электрического тока. Винты же приводились в движение электродвигателями мощностью по 40000 лошадиных сил на каждый из четырех винтов. Турбогенераторы доставляли им ток. «Нормандия» относится, таким образом, к турбинным пароходам с электрической передачей на винт. В настоящее время «голубой лентой» владеет «Куин Мэри».