Új Szó - Vasárnap, 1978. január-június (31. évfolyam, 1-26. szám)
1978-06-18 / 25. szám
TUDOMÁNY j|jl!!!:W TECHNIKA A Szovjetunió 10. ötéves tervidőszakában —. az SZKP XXV. kongresszusán elfogadott határozatokkal összhangban — tovább tökéletesítik az energiaátalaikítás hagyományos módszereit, s új átalakítási módszereket fejlesztenek. Az egyik ilyen új módszer a magnetohidrodinamikai eljárás (MHD). Ezen a területen a Szovjetunió Tudományos Akadémiája Magashőmérsékleti Intézete végez elméleti és kísérleti kutatásokat. Az alábbi interjút Borisz Jakovlevics Sum- jackijjal, a műszaki tudományok doktorával, a Szovjetunió Állami Díjával kitüntetett intézet osztályvezetőjével készítette az Ekonomicseszkaja Ga- zeta szovjet folyóirat munkatársa. A szovjet tudósok a világon elsőkként alkották meg azt a magnetohidrodinamikai alapelven működő kísérleti-ipari áramfejlesztő berendezést, amely a jövő erőműveinek fő alapegységét képezi. Ennek az új eljárásnak nagy jövője van. A jelen Időszakban a világ villamosenergia-termelésé- nek mintegy 80 százalékát hőerőművek szolgáltatják. Ezek a legjobb esetben is maximálisan csak 40 százalékos hatásfokot érnek el. Az MHD-generátorok hatásfoka ezzel szemben, — elfogadható beruházási költségekkel és a rendelkezésre álló technológiai felszerelései — körülbelül 60 százalékot érhet el. — Borisz Jakovlevics, az MHD-generátor kifejlesztésének a gondolata tulajdonképpen nem is új. Hogyan került sor gyakorlati kivitelezésére? — önnek igaza van, hiszen Faraday már csaknem 150 évvel ezelőtt megfogalmazta az elektromágneses indukció törvényét, s ez alapozta meg a villanymotorok és az áramfejlesztők ipari gyártását. E törvény szerint a mágneses térben mozgatott vezetőben áram keletkezik. Az utóbbi 15—20 évben néhány ország tudósait az a gondolat kezdte foglalkoztatni, hogy miként lehetne áramot termelni magnetohidrodinamikai módszerrel. Ezt a plazma- fizikai kutatásban, a rendkívül magas hőfokú technológiák fejlesztésében elért eredmények teszik lehetővé. (Az ionizált állapotú, 2000—3000 Kelvin-fokú gázok jő áramvezetők, s mivel ezek mintegy „keresztülfolynak“ a mágneses téren, innen kapja ez az eljárás a. magnetohid- rodinamika nevet. A szerk. megj.) Az MHD-módszer fejlesztésére különböző utakon indultak el a világban. Külföldön, nevezetesen az Egyesült Államokban körülbelül tiz kísérleti berendezést építettek. Ezek tiszta oxigénnel és rakétaüzemanyaggal működtek, s tulajdonképpen csak égéskamrából és MHD-ge- nerátorból álltak. Kísérleti üzemeltetésük csak néhány másodpercig tartott. E berendezések segítségével a tudósok megvizsgálhatták a magnetohidrodinamikai áramtermelés alapvető sajátosságait, s a módszer gyakorlati felhasználásának lehetőségeit. A szovjet szakemberek más utat választottak. Mivel elméletileg eléggé Jól ismert a magnetohidrodinamikai áramtermelés lényege, mi inkább a minél korábbi gyakorlati felhasználást tűztük célul. Még 1964-ben elkészült egy U-02 nevű, kisméretű MHD-áramfejlesztő. Ez a berendezés magában foglalta az MHD-generátorral működő hőerőmű valamennyi alapvető részét, s így lehetővé vált az egyes részegységek megvizsgálása üzemképesség és élettartam szempontjából. Ezt kővetően 1971-ben került sor az U-25-ös kísérleti-ipari MHD- áramfejlesztő üzembe helyezésére, amely már a jövő hőerőműveinek mintapéldányát képezi. — Melyek a magnetohidrodinamikai módszer alkalmazásának sajátosságai, s hogyan működnek az ilyen erőművek? — Fizikai szempontból a magnetohidrodinamikai úton történő áramtermelés abban tér el a hagyományostól, hogy a körültekercselt forgórész, a rotor szerepét itt magas fokra hevített, ionizált gáz (plazma) veszi át. A tüzelőanyag és egy speciális kamrában 1700 °C hőfokra előmelegített levegő az égéstérben találkozik, ahol a keletkező gázok hőmérséklete eléri a 2700 Celsius-fokot. Ezeket a gázokat az MHD-generá- torba vezetik. Ez tulajdonképpen egy fokozatosan kiszélesedő, szögletes keresztmetszetű munkacsatorna, amely erős mágneses térben van elhelyezve. A 2700 Celsius-fokú égéstermékek áramvezető képessége azonban még nem kielégítő. Ezért mielőtt még a plazma a munkacsatornába lépne, alkáli fémeket tartalmazó, ionizáló keveréket adagolnak hozzá. Például egy százaléknyi hamuzsír, amely jelentős mennyiségű káliumot tartalmaz, már elegendő arra, hogy az égéstermékek jó áramvezetőkké váljanak. Az ionizált gáz másodpercenként körülbelül ezerméteres sebességgel halad át a munkacsatornán, áttöri a mágneses teret, miközben elektromos áram indukálódik a plazmában. Az áramot a csatorna falain elhelyezett elektródok veszik fel, és kivezetik a berendezésből. Amikor a gáz hőmérséklete kétezer fok alá csökken, elveszíti nélkülözhetetlen vezetőképességét, ezért kivezetik az MHD- generátorból. Innen a gáz először a levegőhevitőbe kerül, majd pedig egy hagyományos hőerőműben használják fel, amely tulajdonképpen az egész komplexumnak mintegy második fokozatát képezi. Itt ugyanolyan berendezések vannak, mint a közönséges hőerőművekben: gőzgenerátor — gőzturbina — áramfejlesztő. A gözgenerátort elhagyó gáz speciális szűrőkön halad át, s visszakerül a termelési folyamatba. Ez lényegesen megnöveli az üzemelés gazdaságosságát, s ugyanakkor a levegőbe sem kerülnek környezetet szennyező anyagok. Jelenleg az MHD-generátorok három alapvető típusát különböztethetjük meg: nyílt ciklusú plazmásakat, zárt ciklusú plaz- másakat és folyékonyfémeseket. Gyakorlati felhasználásra az első típusnak van a legnagyobb esélye. Ilyen típusú az említett U-02-es, valamint az U-25-ös berendezés is, amelyik jelenleg már elérte az előirányzott teljesítményt. Az elmúlt évben'leghosszabb ideig 250 órán át működött egyfolytában. Az elért eredmények alapján már kezd kialakulni a jövő ipari hőerőművének formája. Jelenleg intézetünk szakemberei az MHD-erőművek fő alapegységeinek működését, szerkezeti felépítését vizsgálják. Ide tartozik a munkacsatorna, az égéskamrák, a gőzgenerátor, az adalékok bevezető és kivezető rendszere, a visszatérítőmű, a levegőmelegítő. Az eddig összegyűjtött tapasztalatok már elegendők egy ipari MHD-hő- erőmű fő energetikai blokkjának megtervezéséhez. Az MHD-hőerőművek egyik legnagyobb előnye lesz a minimális környezetszennyezés. Másik nagy előnyük az, hogy a legnagyobb fogyasztás idején csúcserőművekként is üzemeltethetők, ugyanis sokkal egyszerűbben indíthatók és leállíthatók, mint a hagyományos hőerőművek. — Milyen további előnyeik vannak még az említetteken kívül? — Az előnyökkel összefüggésben nem hagyhatjuk figyelmen kívül az ország tüzelőanyag-energetikai mérlegében bekövetkezett legutóbbi változásokat. Arról van szó, hogy a földgáz még sokáig az energetikai tüzelőanyagok jelentős részét fogja képezni. Magától értetődik, hogy nagy hangsúlyt kell helyeznünk minél gazdaságosabb felhasználására. Az MHD-erőművek építésének első szakaszában célszérűnek mutatkozik a földgáz, esetleg a gázfűtőolaj keverék felhasználása. Az előbb elmondottak ellenére az MHD-erőművek legnagyobb előnyeit a szénfűtés fogja biztosítani. A magas hőmérsékletű égéskamrákban a Szovjetunióban termelt szenek döntő többsége előnyösen felhasználható, főleg a kanszki- acsinszki medencéből származó dúsított szén jöhet majd számításba. A további kísérletek egyik irányzata a szénnel való tüzelés technológiájának a kidolgozása. Az eddigi és a jelenleg folyó kutatás eredményei lehetővé teszik, hogy a kilencvenes évek kezdetén megépüljenek az első széntüzelésű MHD-blokkal működő erőművek. A földgáztüzelésű MHD-erőművek építésére a jelek szerint 5—7 évvel korábban kerülhet sor. A Szovjetunióban nemrég helyezték üzembe az amerikai szupravezető mágnesrendszerrel működő U-25B új magnetohidrodinamikai berendezést. E berendezés teljesítménye 250 ki- iovatt, megépítésére és üzembe helyezésére a Szovjetunió és az Egyesült Államok közötti tudományos-műszaki együttműködési terv alapján került sor. Az új MHD-áramfejlesztő energetikai beindítása, melynek az a célja, hogy további kísérleteket folytassanak a jövőben építendő új típusú erőművek fő részegységeivel, jelentős lépés a Szovjetunió és az Egyesült Álllamok közötti tudományosműszaki együttműködés fejlesztésében. Az új berendezéseken szerzett tapasztalatokat mindkét állam szakemberei hasznosítani fogják. — A kísérleti-ipari berendezések kifejlesztése és megépítése bizonyára számos probléma megoldását tette szükségessé. M'elyek voltak a fő problémák? — Alapjában véve az MHD- berendezésak minden egyes EGY LÉPÉSSEL KÖZELEBB A JÖVŐ ERŐMÜVÉHEZ részegységének kifejlesztése eredeti megoldást követelt, amilyen a gyakorlatban még nem fordult elő. A tudománynak és az iparnak tehát ki nem taposott utakon kellett járnia. Annak idején a problémák bonyolultsága miatt egyes iparilag fejlett tőkésállamok felfüggesztették ez irányú kutatásaikat, s későbbi időszakra halasztották. Mi nem riadtunk vissza ezektől a nehézségektől. A kísérleti-ipari komplexum egyes részeinek elkészítésében a Szovjetunió Tudományos Akadémiájának számos intézete s a Szovjetunió Energetikaügyi Minisztériumának több vállalata vett részt. Sikerült kifejleszteni a rekordhőmérsékletet (kétezer Celsius-fokot) elérő levegőmelegítőket, az égéskamrák különböző típusait, az erős árammezőkben dolgozó, a rendkívül magas hőmérsékleteket jól bíró anyagokat, valamint a szupravezető mágnesrendszerek gyártási technológiáját. A gyakorlatban sikerült megvalósítani az ionizáló adalékok bevezetését a körforgásba, s a szakemberek az égéstermékek hatékony tisztítási módszerét is kidolgozták. A magnetohidrodinamikai kísérleteket B. A. Kirillin és A. E. Seindlín akadémikus irányítja, s az ezzel összefüggő kutatások egész sora tartozik M. A. Szti- rikovics és L. A. Melentyjev akadémikus vezetése alá. A kutatási feladat megoldásában részt vevő számos szervezet koordinált törekvése meghozta azt az eredményt, ami sokaknak hihetetlennek tűnt: villamos energia született a plazmasugárban. A kutatási munka eredményeként sor kerülhet az erős és hatékony erőművek építésére, amelyek a párt irányvonalának megfelelően lehetővé teszik a tüzelőanyag-energetikai források maximálisan gazdag fel- használását. A világ energiaszükséglete 2000-ben Tizenöt ország 70 szakembere elemző munkával tanulmányt készített a világ energiaszükségletének alakulásáról a következő évtizedekben. A legfontosabb jóslat az, hogy belátható időn belül a szén és az atomenergia lesz a fő energiaellátó. A napenergia, vagy a Föld belső melegének hasznosítása a megoldatlan műszaki és gazdasági problémák miatt nem jut még jelentős részarányhoz 2000-ig a világ energiamérlegében. Az elsődleges energia- szükséglet a becslések szerint az 1972—2000 közötti időszakban évente 2,5—3,4 százalékkal növekszik. Jóllehet a kőolaj felhasználása továbbra is évi 2 százalékkal növekszik, a következő évtizedekben mégis a szén jut döntő szerephez. Folytatódik az atomerőművek hálózatának kiépítése is. Az elsődleges energia- igény kielégítésében az atomenergiának körülbelül 7 százalék lesz a részaránya 1985-ben a nyugati országokban, és 2000-ig 14—21 százalékos részarányt ér el. Ehhez sürgető gond a sűrűn lakott területeken létesítendő atomerőművek biztonsági kérdéseinek megnyugtató megoldása. (delta) A csehszlovák—szovjet gazdasági kapcsolatok fejlesztése egyrészt az 1978—1980. évi népgazdasági tervek egyeztetéséből, másrészt pedig azokból a megállapodásokból indul ki, amelyek Csehszlovákia .integrációs részvételére vonatkoznak a Szovjetunió területén megvalósuló iparfejlesztési beruházásokban. A szovjet kőolajipar fejlesztésében való részvételünk lehetővé teszi Csehszlovákia ez irányú nyersanyagszükségletének több mint 90 százalékos fedezését. Az együttműködés keretei között Csehszlovákia különböző méretű és rendeltetésű acélcsöveket is szállít a Szovjetunióba. A Chomutovi Cső- és Vasműben gyártott 530 és 720 mm-es, szélesített, varrat nélküli csöveket főleg a kőolaj- és a földgázvezetékek építésénél használják. Az idéji a chomutovi csőexport választéka tovább bővül, éspedig a 133 mm-es speciális, korróziónak ellenálló csövekkel, amelyek főleg az energetikában érvényesülnek. A chomutovi hengermű dolgozói az idén 1000 tonnát gyártanak ezekből a csövekből, s 1980-ig az exporttermelés évi 5000 tonnára növekszik. A felvételen a vastag falú acélcsövek szélesítő berendezése látható, amelyen az 1200 C°-ra hevített csövet 720 mm átmérőjűre bővítik (A CSTK felvétele) V 1978. VI. 18. 0 ÚJ SZÚ
