ХРОНИКА

В июле 2003 г. во Всероссийском теплотехниче- ском институте прошла научно-техническая конференция “Московские турбинисты-энергетики: Щегляев А. В., Рубинштейн Я. М., Берман Л. Д. – их наследие и продолжатели”.

Более 75% электроэнергии в мире вырабатывается на турбинных электростанциях, реализующих термодинамические циклы преобразования тепла, полученного сжиганием органических или ядерных топлив, в механическую работу.

В перспективе на многие десятилетия, несмотря на развитие возобновляемых источников энергии и распределенной энергетики, эта их доля сохранится или даже увеличится. Причиной являются очевидные экономические преимущества крупных электростанций и сетевого электроснабжения.

Современные теплоэнергетические и атомные технологии и оборудование электростанций принадлежат к числу крупнейших достижений человеческого ума, науки и техники.

Они основаны на результатах фундаментальных наук: термодинамики, гидрогазодинамики, теории горения и тепло- и массообмена, химии, механики, материаловедения и др.

На крупных электростанциях, сжигающих органи- ческое топливо, используются, в основном, паротурбинные блоки. Их максимальная мощность достигает 1,2 – 1,3 млн. кВт при давлениях сжатого пара 24 – 25 МПа и температурах 540 – 565°С. КПД угольных энергоблоков сверхкритического давления, выпущенных 20 – 30 лет назад, составляли 38 – 40%, в последние годы – 42 – 44%.

Паровым турбинам сейчас немногим более 100 лет. Андрей Владимирович Щегляев, Яков Моисеевич Рубинштейн и Лев Давидович Берман, в память которых проводилась конференция, были им почти ровесники. Работы этих ученых относились не столько к конструированию, сколько к решению принципиальных вопросов (циклы, схемы, параметры), к исследованию паровых турбин, их узлов и схем и совершенствованию эксплуатации. Их жизнь и работа были тесно связаны с ведущими московскими организациями в области теплоэнергетики: научно-исследовательской (ВТИ) и на- учно-образовательной (МЭИ). Они тесно сотруднича- ли между собой: советовались, спорили. Созданная ими школа активно работает до сих пор, сохраняя, по возможности, стиль, традиции и добрую память об Учителях.

Редакция предлагает вашему вниманию очерки о жизни и работе этих замечательных специалистов и удивительных людей. Также в этом номере журнала мы начинаем публикацию наиболее интересных работ, с которыми их последователи выступили на конференции.

Андрей Владимирович Щегляев (1902 – 1970) Деятельность

выдающегося инженера и ученого нашей страны Андрея Владимировича Щегляева, доктора технических наук, члена-корреспон- дента АН СССР,

профессора Московского энергети- ческого института началась в 1924 г. во Всесоюзном теплотехническом на- учно-исследовате- льском институте, в котором он продолжал работать всю

жизнь. Последующая работа А. В. Щегляева была неразрывно связана с созданием совершенных турбинных установок, с повышением надежности и экономичности электростанций и их автоматизацией.

Более 30 лет Андрей Владимирович руководил кафедрой паровых и газовых турбин Московского энергетического института, которая под его руководством выросла в крупнейший учебный и научный центр и продолжает оставаться таковым до настоящего времени. Он – организатор и первый декан энергомашиностроительного факультета МЭИ, основанного в трудное время в 1943 г.

À.В. Щегляев создал научную школу турбинистов, многие представители которой работают на турбостроительных заводах, в энергетических системах, в науч- ных учреждениях России и за рубежом. Он хорошо известен как автор большого числа научных трудов и учебников по паровым турбинам, по которым училось

èучится не одно поколение студентов-турбинистов.

À.В. Щегляев со своими коллегами в лаборатории

регулирования ВТИ (В. Н. Веллер, И. И. Гальперин, Г. А. Киракосянц и др.) определил облик современных гидродинамических систем регулирования паровых

турбин. Под его руководством был разработан упругий мембранно-ленточный регулятор давления, применяемый и в настоящее время, по прошествии полувека, в системах регулирования всех теплофикационных турбин Турбомоторного завода. Эта работа А. В. Щегляева и его сподвижников была отмечена Государственной премией.

Андрей Владимирович был одним из выдающихся инженеров-энергетиков, в результате влияния и деятельности которых стало возможным бурное развитие отечественной теплоэнергетики. В период с конца 50-х по 70-е годы прошлого столетия осуществлялся быстрый переход от параметров пара 90 кгс/см2, 480°С (1945 – 1948 гг.) при единичной мощности турбин 100 МВт к параметрам пара 130 кгс/см2 и затем (в на- чале 60-х годов) к сверхкритическому давлению (СКД) 240 кгс/см2 и температуре 565°С свежего пара при такой же температуре после промежуточного перегрева.

Â60-õ годах в СССР широко внедрялись блоки СКД с промперегревом мощностью 300 МВт, а в конце этого периода были созданы первые блоки 500 и 800 МВт.

К 1993 г. в России работало 126 энергоблоков СКД отечественного производства мощностью от 300 до 1200 МВт, больше, чем в любой другой стране мира. По настоящее время свыше 60% мощности в России вырабатывается конденсационными блоками СКД.

Руководствуясь идеями А. В. Щегляева, в 1971 г. Турбомоторный завод (г. Екатеринбург) изготовил первую теплофикационную турбину Т-250/300-240, рас-

считанную на сверхкритические параметры пара: нача- льное давление 240 кгс/см2, начальная температура и температура промперегрева 540°С. Длительное время она имела среди теплофикационных турбин самые высокие в мире тепловую мощность, параметры пара и экономичность. К настоящему времени в России установлено 20 таких турбин, причем большинство из них

âМосэнерго.

Â1966 г. на Каширской ГРЭС Мосэнерго был введен в эксплуатацию блок, в состав которого входили

уникальная паровая турбина СКР-100 и котел, рассчи- танные на начальные давление 300 кгс/см2 и температуру 650°С. Научным руководителем работы по освоению блока с турбиной СКР-100 был А. В. Щегляев, под руководством которого выполнялся комплекс эксплуатационных исследований. Блок длительное время успешно работал на расчетных параметрах пара. К сожалению, затем работы на блоке СКР были прекращены, вследствие чего отечественное котло- и турбостроение отстало от западных производителей оборудования на ССКП.

Андрей Владимирович был неизменным председателем экспертных комиссий паровых и газовых турбин министерств (Минэнерго и Минэнергомаша). Эти комиссии под его руководством проводили экспертизу новых проектов паровых турбин и в значительной степени определяли стратегию развития теплоэнергетики. Неоднократно А. В. Щегляев участвовал, как правило,

âкачестве руководителя в правительственных комиссиях по расследованию причин крупных аварий.

Правильность выбранной стратегии развития – ориентация на широкое использование установок СКД

большой единичной мощности – была подтверждена развитием мировой энергетики, в частности, тем, что как в Европе, так и в Японии с определенного периода для вновь вводимого оборудования на ТЭС стали преимущественно применять сверхкритические (СК) параметры пара. Ряд западноевропейских фирм разработал

èвнедрил теплофикационные блоки большой мощности на СК-параметрах.

Âнастоящее время результаты его деятельности продолжают оказывать огромное положительное влияние на развитие отечественной энергетики. Ученики и последователи созданной им научной школы успешно работают на турбиностроительных заводах, в учебных

èнаучных институтах, энергетических предприятиях, продолжая дело своего великого учителя.

Яков Моисеевич Рубинштейн (1902 – 1978)

ским энергетическим институтом.

Первые работы Я. М. Рубинштейна были направлены на исследования регенеративного процесса в паротурбинных установках. И уже в 1929 г. в четко обоснованных статьях проведено определение наивыгоднейших мест отбора пара на подогреватели, разработана трехмерная диаграмма регенеративного процесса для насыщенного пара, определены зависимости экономии тепла от начальных параметров пара и вакуума. Были изучены факторы, влияющие на перерасход тепла при отклонении от оптимальных условий, выполнены детальные расчеты вариантов тепловой схемы с выделением коэффициентов ценности тепла, затрачиваемого на подогрев питательной воды.

В этих статьях во многом были сформулированы пути выбора эффективных процессов и оборудования паротурбинных установок, что и предопределило направление деятельности молодого инженера в области теплоэнергетики на долгие годы.

Участвуя в разработке отечественной методики тепловых испытаний паровых турбин, Яков Моисеевич выполнил теоретические исследования, которые легли в основу составленных им в 1933 г. “Правил измерения расхода жидкости, газа и пара”. Затем были проведены теоретические и экспериментальные исследования теплопередачи в элементах теплообменников паротурбинных установок с использованием методики иссле-

дования теплообмена в вынужденном потоке, основывающейся на методе аналогии с диффузией.

Был использован принцип подобия полей температур по дифференциальному уравнению теплопередачи

èполей концентраций или парциальных давлений перемешанного вещества по дифференциальному уравнению диффузии, т.е. равенства отношений двух разностей температур в каких-либо двух парах точек поля температур и разности концентраций в сходственных точках поля концентраций.

Нельзя не отметить важную и для настоящего времени (совместную с Л. Д. Берманом) работу 1935 г. по применению смешивающих подогревателей в системах регенерации паротурбинных установок. В этой работе рассмотрены типы смешивающих подогревателей, схемы, режимы работы подогревателей и насосов, требование к оборудованию и компенсирующим емкостям. В настоящее время мы не задумываемся, что во всех схемах регенерации энергоблоков работают смешивающие подогреватели. Работы по схемам со смешивающими подогревателями и по бездеаэраторным схемам уже отмечены в наше время премией правительства. А ведь начало этим работам было положено еще тогда в 1935 г.

ß.М. Рубинштейн являлся одним из основоположников отечественных исследований циклов паротурбинных установок, он внес большой вклад в термодинамические исследования и практическую разработку циклов и тепловых схем современных ТЭС и ТЭЦ. Обоснованное им в теории циклов паротурбинных установок понятие коэффициента ценности тепла или коэффициента изменения мощности позволило разработать весьма простую и наглядную методику расчета влияния различных изменений в тепловой схеме установки и ТЭС в целом на их экономичность.

Эта методика изложена в совместной с Н. И. Щепетильниковым монографии “Расчет влияния изменений в тепловой схеме на экономичность электростанции” (М., 1969).

Во втором издании этой монографии рассмотрены

èсхемы атомных электростанций. Значение этой монографии было особенно велико в то время, когда не было современных вычислительных машин.

Теоретические исследования Яков Моисеевич совмещал с непосредственным участием в тепловых испытаниях паротурбинных установок, в руководстве работами ВТИ по обоснованию перехода отечественных

электростанций на более высокие ступени параметров (90, 130, 240 кгс/см2 и суперкритические параметры блока СКР-100 Каширской ГРЭС) и на большие единичные мощности энергоблоков.

Возглавляя в течение многих лет лабораторию ВТИ, Я. М. Рубинштейн организовал и руководил большим числом важных работ, направленных на повышение экономичности, надежности и маневренности паротурбинных установок. К этим работам относятся тепловые испытания головных образцов отечественных турбин, исследования и разработка рациональных режимов пуска паровых турбин, работы по повышению надежности упорных подшипников и др.

Яков Моисеевич многие годы был авторитетным членом научно-технических советов Минэнерго и

Минтяжмаша СССР, активно участвовал в решении вопросов технической политики в области тепловых электростанций и паротурбостроения. Наряду с исследовательской работой в ВТИ он заведовал по совместительству кафедрой во Всесоюзном заочном политехни- ческом институте (1938 – 1948 гг.), читал курсы лекций в Энергетической академии и в Московском энергетическом институте. Под его руководством защищено значительное число кандидатских диссертаций. Им и при его участии написано восемь учебников и учебных пособий, среди которых – капитальный курс “Общая теплотехника”. За работы в области теплоэнергетики Я. М. Рубинштейн награжден орденом Трудового Красного Знамени.

Яков Моисеевич твердо шел своей дорогой, выстраивая свое мировоззрение ученого и практика. Он использовал моральные, интеллектуальные и государственные традиции отечественной инженерии и науки.

Лев Давидович Берман (1903 – 1991) Доктор тех-

нических наук, профессор

Ë.Д. Берман был и остается одним из выдающихся ученых, теоретиков и практиков отечественной энергетики.

Еще учась в Ленинградском электротехниче- ском институте, он опубликовал свои первые работы о выборе наивыгоднейшего давления пара

и подсушке угля в пылеугольных установках (1928 г.), о влиянии вторичного перегрева на экономичность установки, о выборе системы пылеприготовительного устройства для котельной ЛГЭС и о теплофикации (1929 г.). С этого времени теплотехника и теплофикация стали приоритетными направлениями его научной и практической деятельности, которая была связана с ВТИ.

Затем произошло то, что отложило отпечаток на всю его остальную жизнь. Он был арестован по ложному обвинению, связанному с известным делом Промпартии. Лев Давидович очень не любил вспоминать об этом времени. После окончания определенного ему срока он вернулся в ВТИ и активно занимался теорией и расчетами водо-водяных струйных насосов, вопросами регулирования отпуска тепла в водяных тепловых сетях, анализом влияния режимов сети на работу местных отопительных систем, вопросами регулировочной арматуры, резервными связями в тепловых сетях и др.

Ë.Д. Берман провел детальный анализ характеристик первого поколения отечественных теплофикационных турбин и разработал метод оценки эффективности комбинированной выработки электрической и тепловой энергии при использовании этих турбин с различной