Минусовых температур

В научно-технической литературе нет единого мнения о наличии КР в Канаде. Опубликованный в 1992 г. отчет о проведении переизоляции участка Трансканадского газопровода [126] не позволяет сделать однозначного заключения о наличии КР. Трещины, которые можно было интерпретировать как КР, практически не были выявлены авторами работы с помощью применяемой ими методики (снятие изоляции с отложениями, последующая дефектоскопия металла и гидравлические переиспытания). Стоимость таких работ составляет 45-62% от стоимости строительства новой нитки трубопровода [45]. Как будет показано в главе 4, примененная методика поиска очагов КР недостаточно эффективна и, соответственно, не может в полной мере обеспечить безопасность магистрального газопровода. Подтверждением вышесказанного служат продолжающиеся отказы магистральных газопроводов в Канаде. Так, в июле 1955 г. КР явилось причиной практически одновременного разрушения четырех ниток Трансканадского магистрального газопровода [160, 161]. Иллюстрацией неоднозначной идентификации отказов в Канаде может служить последнее разрушение Трансканадского газопровода вблизи г. Виннипег с возгоранием газа, произошедшее 15 апреля 1996 г. [162]. Первоначально данное разрушение было отнесено к КР, однако в дальнейших [163] сообщениях оно интерпретировалось как отказ, произошедший в результате разрушения сварного соединения. По данным-официальной статистики, в Канаде все же зарегистрировано 11 случаев крупных разрушений газопроводов и 9 случаев свищей, отнесенных к КР [163]. При этом Министерство энергетики Канады планирует выделить ассигнование на новые исследования .в области КР в размере 2,3 миллиардов канадских долларов.

Однако сегодня удельные капитальные вложения при строительстве ТЭЦ, работающих на угле, и АЭС составляют более 1000 долл/кВт (в ценах 1980 г.) и имеет смысл возвратиться к рассмотрению ветроэнергетики как альтернативного источника электроэнергии. Министерство энергетики США совместно с агентством NASA в исследовательских целях построили серию головных образцов ВЭУ. Опытная ветроустанока с горизонтальной осью вращения мощностью 200 кВт, установленная на острове Кулебра, Пуэрто-Рико, показана на рис. 5.31.

рование ядерных исследований были возложены на ERDA, a NRC определялась как организация, выдающая разрешения на строительство и эксплуатацию реакторов. В первом бюджете ERDA на 1975 г. на работы в области ядерной энергетики было выделено 56 % всех ассигнований, составивших 1,1 млрд. долл. ERDA просуществовала недолго. Общественность и конгресс выражали серьезное недовольство темпами решения энергетических проблем. Вследствие этого 1 октября 1977 г. было учреждено министерство энергетики, которое взяло на. себя все функции, ранее выполнявшиеся ERDA. NRC осталась независимой комиссией. В 1979 г. бюджет министерства энергетики США в области'ядерной энергетики составил 888,5 млн. долл. В настоящей главе рассматриваются физические основы ядерной энергетики, технический прогресс в области реакторостроения и проблемы взаимодействия АЭС с окружающей средой.

В 1974 году министерство энергетики США создало на берегу реки Рефт-Ривер, в пустынном районе штата Айдахо, испытательный полигон, на котором ученые и инженеры пытаются построить электростанцию, использующую источник геотермальных вод с температурой всего 65—150°С. В экспериментальной модели электрогенератора мощностью 5 тысяч киловатт используется так называемая двухступенчатая схема. Поступающая из-под земли вода нагревает изобутан, заключенный в замкнутую систему. При нагреве низкокипящая жидкость, изобутан, испаряется, его пары под давлением поступают на турбину, которая приводит во вращение генератор. До постройки промышленных станций подобного типа, однако, еще далеко.

Среди влиятельных лиц США до сих пор продолжается острая дискуссия о путях преодоления энергетического кризиса. Так, сенатор Билл утверждает, что США еще обладают большими энергетическими ресурсами, но обременительные юридические и законодательные барьеры и нежелание частных компаний проводить поисковые работы препятствуют их использованию. Член палаты представителей Мак-Клори видит единственный путь выхода из энергетического кризиса в ликвидации ограничения цен на нефть и газ. Уходя со своего поста, бывший президент США Дж. Форд заявил, что США не удалось добиться прогресса в достижении самообеспеченности в области энергетики. Дж. Картер дал следующую оценку законопроекту по энергетике, принятому в декабре 1976 г.: «Новый законопроект не ликвидирует нехватку энергетических ресурсов». Даже снятие ограничения цен на нефть и газ до июля 1977 г., по мнению президента, не смягчает энергетического кризиса и ведет к дальнейшему росту цен на топливо. В 1977 г. в США создано Министерство энергетики вместо 50 организаций, занимавшихся в различных штатах энергетическими ресурсами. В апреле 1977 г. правительство Дж. Картера выдвинуло свою энергетическую программу. В ней предусмотрено снизить к 1985 г. общий темп роста потребления энергии до 2% и менее, сократить расходы бензина на 10%, стабилизировать импорт нефти на уровне не более 300 млн. т в год, развить угольную промышленность и ядерную энергетику, увеличить объем работ по освоению новых источников энергии.

Министерство энергетики и электрификации СССР совместно с Академией наук СССР разрабатывает технико-экономическое обоснование сооружения на базе Тарумовского месторождения геотермальной электростанции мощностью 300—500 тыс. кВт.

Метод «Хайгэс» был разработан в 70-х годах чикагским институтом Institute of Gas Technology при финансовой поддержке газовой ассоциации American Gas Association, института Gas Research Institute и министерства энергетики (бывшего Управления по энергетическим исследованиям и разработкам — ERDA). Опытная установка производительностью по углю до 4 т/ч довольно долго работала как на восточных, так и на западных углях. В настоящее время компания Ргосоп ведет проектную проработку конструкции крупномасштабной демонстрационной установки; министерство энергетики США финансирует эту тему.

На Национальной энергетической конференции в июне 1976 г. обсуждались также и другие точки зрения, которые значительно варьировали. Энергетическая исследовательская группа Кембриджского университета и по повышенному, и по пониженному вариантам освоения собственных энергетических ресурсов оценила добычу газа в 2000 г. в размере 33 млн. т у. т. (22 млн. т нефтяного эквивалента) при условии низкого спроса на энергию и в размере 37,5 млн. т у. т. — при повышенном спросе на нее. Комитет по топливу и электроэнергетике Совета тред-юнионов рекомендовал добывать 60 млн. т у. т. в 1985 г. Для сравнения приведем следующие оценки добычи "газа на эту же дату: Британская газовая корпорация — 90 млн. т у. т. (в начале 80-х годов), Кембриджский доклад — 72—66 млн. т у. т., Министерство энергетики — 65—95 млн. т у. т. Большие различия в оценках добычи на перспективу только ближайших 9 лет вызывают некоторое удивление. Однако с уточнением величины вновь открытых запасов и возможных дебитов прогнозные оценки сблизятся. Возможно, гораздо большее влияние на размеры перспективной добычи окажут решения по сооружению предполагаемых подводных газопроводных систем. Эти решения должны быть приняты очень скоро, чтобы не допустить больших потерь углеводородных ресурсов с вводом в эксплуатацию нефтяных месторождений.

Температурный градиент океана. Для получения энергии можно использовать разность в температурах между нагретой солнцем поверхностью океана и холодными слоями воды в глубине. В тропиках эта разница может достигать 25° между поверхностью и глубиной в 600 м. Франция эксплуатирует установку по использованию температурного градиента океана у западного побережья Африки. Обсуждаются другие крупные проекты подобных установок. В 1977 г. Министерство энергетики США финансировало разработку одного из проектов в Тихом океане у Гавайских островов. Но следует отметить, что для получения энергии необходимо использование очень крупных конструкций, которые стоят дорого, а их теоретический к. п. д. составит 5—7 % или даже ниже.

Развитие централизованного отопления считается важным направлением во всех странах. Министерство энергетики Швейцарии выпустило специальный доклад по этому вопросу, В одной из советских работ указывается, что в СССР экономия топлива для отопления помещений за счет использования централизованных отопительных систем достигает 15—17%. Применение ТЭЦ в СССР дает экономию 0,6—0,7 т у. т./кВт установленной мощности ТЭЦ и до 1 т у. т./кВт с учетом эффекта от концентрации производства тепла. 80 % опускаемого тепла в СССР приходится на урбанизированные населенные пункты и только 20 % — на сельские местности. В 1973 г. на выработку тепла использовалось 470 млн. т у. т., на 1985 г. прогнозировалось 700 млн. т у. т. На крупные районные теплофикационные системы приходился 21 % всего отпускаемого тепла в стране и 27% тепла — в населенных пунктах городского типа. Эти данные отражают размах строительства, которое ведется в виде групп крупных многоэтажных зданий. Подобный тип застройки является идеальным для развития централизованных отопительных систем с расположением ТЭЦ за пределами городских территорий. В одной из финских работ, посвященной выбору схемы энергоснабжения Хельсинки и его пригородов, рекомендуется сооружение ядерной ТЭЦ, но при этом указывается на быстрый рост затрат на централизованное теплоснабжение при увеличении расстояний подачи тепла.

Положительное влияние эксплуатации собственных ресурсов углеводородного сырья на экономику Великобритании не подлежит сомнению. Согласно одной из оценок, сделанной в середине сентября 1979 г., чистый выигрыш от поступлений нефти достигал в 1978 г. 2,7 млрд. ф. ст., а от природного газа — 2,6 млрд. ф. ст. По состоянию на 1980 г. выигрыш британской экономики только за счет нефти оценивался в 5 млрд. ф. ст., на 1985 г.— 10— 13 млрд. ф. ст., на 1990 г.— 13—20 млрд. ф. ст. Однако Министерство энергетики в 1979 г. пересмотрело (в сторону снижения) свои прогнозы 1978 г. в части потребления и производства энергии на 20 лет вперед, причем на 2000 г. стал прогнозироваться дефицит баланса. Этот прогноз приводится в табл. 70.

Возможны три случая: 1. ос2 > о^ (стяжка деталей из алюминиевых, магниевых и медных сплавов стальными болтами и болтами из титановых сплавов). При нагреве в таких соединениях возникает натяг, пропорщкь налвный фактору t (ос2 — о^). При охлаждении до минусовых температур этот фактор становится отрицательным. Следовательно, первоначальный сборочный натяг уменьшается, т. е. соединение ухудшается. ^

2. «! > ос2 (стяжка стальных и чугунных деталей болтами из йустенит-ных сталей; стяжка деталей из титановых сплавов стальными болтами). При нагреве фактор t («2 — «j) отрицателен, т. е. соединение ухудшается, а при охлаждении до минусовых температур положителен, т. е. первоначальный натяг увеличивается. •-- •'.'

При охлаждении до минусовых температур термическая сила становится отрицательной и силы РЗЦ1; Ррас1 и Рсж уменьшаются, т. е. соединение становится слабым.

Таким образом, установка элементов достаточной упругости позволяет почти полностью устранить влияние термических сил и сделать соединение практически температуронезависимым в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур. .

Электрохимическими исследованиями было установлено (рис. 9.25), что потенциал металла под кубовыми остатками без ингибитора находится в области отрицательных значений. После термо- и светостарения, а также после воздействия минусовых температур (около —40 °С) наблюдается резкое смещение потенциала металла под этими пленками в сторону отрицательных величин, в то время как потенциал металла под ингибиро-ванными покрытиями до и после воздействия указанных факторов продолжает оставаться в области положительных значений,

В большинстве случаев пневмогидравлические системы машин должны обеспечивать выполнение назначенных операций независимо от окружающих температурных условий; последние для транспортноподъемных машин в процессе эксплуатации могут изменяться в весьма широких пределах от минусовых температур до плюсовых.

Возможны три случая: 1. <х2 > «! (стяжка деталей из алюминиевых, магниевых и медных еялавов стальными болтами и болтами из титановых сплавов). При нагреве в таких соединениях возникает натяг, пропорциональный фактору ?(а2 —otj). При охлаждении до' минусовых температур этот фактор становится отрицательным. Следовательно, первоначальный сборочный натяг уменьшается, т. е. соединение ухудшается,

2. aj > ос2 (стяжка стальных и чугунных деталей болтами из аустенит-ных сталей; стяжка деталей из титановых сплавов стальными болтами). При нагреве фактор t (<х2 - at) отрицателен, т. е. соединение ухудшается, а при охлаждении до минусовых температур положителен, т.е. первоначальный натяг увеличивается. *

При охлаждении до минусовых температур термическая сила становится отрицательной и силы Рза1; Рраст и Рсж уменьшаются, т. е. соединение становится слабым.

Таким образом, установка элементов достаточной упругости позволяет почти полностью устранить влияние термических сил и сделать соединение практически температуронезависимым в широком диапазоне плюсовых и минусовых температур.

Обогрев импульсных линий к контрольно-измерительным приборам осуществляется от постороннего источника тепла, что исключает необходимость дренирования импульсных линий и снятия датчиков при останове и ремонте котла в условиях минусовых температур воздуха.