На вопросы электронного периодического издания AtomInfo.Ru отвечает д.т.н. Владимир ФЁДОРОВ, генеральный директор ЗАО "Научно-производственное внедренческое предприятие "Турбокон" (Калуга).

Прорыва не будет

Владимир Алексеевич, начнём с того, насколько давно Вы и ваше предприятие связаны с атомной отраслью?

НПВП "Турбокон" существует с мая 1991 года, но наши ведущие специалисты как выходцы с Калужского турбинного завода (КТЗ) работают с атомной отраслью очень давно. Это уже не секрет, об этом неоднократно говорилось в прессе, что на КТЗ создают турбинные установки для подводных лодок. Отсюда у нас возникла связь с атомной промышленностью страны, и сейчас наши отношения только углубляются.

Последний по времени проект, который делался на КТЗ для атомной отрасли - две турбины по 37 МВт для плавучей АЭС. Турбины сделаны на базе современных российских технологий, прошли испытания и, насколько я знаю, сданы госкомиссии. И работа была завершена в короткие сроки - за 1,5-2 года.

Сразу же вопрос к Вам как к турбинисту. Ждут ли нас прорывы в этой области?

Сразу же и отвечу. Чем определяется к.п.д. турбины для АЭС? Двумя факторами. Первый - это температура и давление пара, который выходит из реактора, а второй связан с совершенством проточной части и влажностью на выходе из турбины.

Температуру пара пытаются всё время увеличивать. Насколько я знаю, делаются попытки увеличить в проектах жидкометаллических реакторов. А проточная часть доведена до достаточно высоких уровней совершенства. В качестве примера скажу, что в российском ЦИАМ умеют считать не только то, что происходит на лопатках, но и на входе в них. Фактически, мы имеем дело с четырехмёрной моделью обсчета газодинамических характеристик.

Поэтому говорить о том, что будут какие-то крупные прорывы в области турбиностроения, не приходится. Внутренний относительный к.п.д. турбины давно превысил 0,9, и дальнейшее его повышение ничего принципиального не изменит. Говорить теперь нужно о надёжности реакторов и турбин, о повышении температуры на выходе из реактора.

А вот известный давний спор между быстроходными и тихоходными турбинами?

Я ещё раз говорю, что всё определяется внутренним относительным к.п.д. Он превысил величину 0,9, и его дальнейший рост существенной роли играть не будет. Точно также ведутся споры о том, что лучше, реактивные или активные турбины. На мой взгляд, обсуждать сейчас нужно другое - на какие модели у нас ориентированы все технологии, каков у нас накопленный опыт внедрения, и так далее.

Но в определённый момент было мнение, что именно для атомной энергетики в связи с низкими параметрами пара тихоходные подходят лучше.

Может быть, если сепарирующая система на последних ступенях для тихоходных турбин будет более эффективной. Но даже не собираюсь это всерьёз обсуждать. Мы достигли уровня, когда вся газодинамика находится на стадии совершенства, и прорыва не будет. Конечно, всё будет обстоять по-другому, если атомная энергетика когда-нибудь пойдёт на высокие температуры, на 800-1700°С. Там резко меняется термический к.п.д., и там придётся основательно поработать.

Наши проблемы сейчас не в науке, а в производственных мощностях. И, естественно, нужно готовиться к конкуренции с западными и китайскими турбиностроителями, которые пока в Россию, можно сказать, не проникают в атомной энергетике.

А "Alstom" и его СП с "Росатомом"?

Да, идут такие разговоры, что "Alstom" в Подольске будет когда-то выпускать тихоходные машины. Что я могу сказать? Это переход на новую технологию, которая не особенно характерна для России. Нужно ли это, вот в чём вопрос.

Приведу простой пример. Когда-то мы занимались очень маленькими турбинами. Так вот, чтобы выйти на серию с нуля, у нас уходило примерно 5-6 лет при наличии готовой производственно технологической базы. Теперь представьте, какие трудности могут ожидать СП с "Alstom"!

Может быть, иностранцы умеют внедрять серии быстрее и лучше, чем мы. Но это вопрос весьма и весьма дискуссионный. Компания "Alstom", о которой мы заговорили, участвовала в строительстве ПГУ в Москве. Всего было построено 4 ПГУ примерно одинаковых мощностей от 300 до 450 МВт, работали как российские предприятия, так и "Alstom".

Французы обещали построить в более короткие сроки и дешевле, чем россияне, по 700-800 долларов за кВт установленной мощности против наших 900. Вот ни того, ни другого не произошло - ни по деньгам, ни по срокам. Была там, наверное, своя специфика, но факт остаётся фактом.

Поэтому говорить о том, что турбинное СП с "Alstom" для атомной промышленности войдёт в строй быстро, не приходится.

А если сравнить по ценам? Отечественное турбинное оборудование намного дешевле, чем западное?

Это другая сторона медали. Стоимость турбинного оборудования у нас практически сравнялась с западным. Разница составляет буквально единицы процентов. Цены растут, и получается, что по этому показателю нет большого отличия, где покупать турбины.

В чём причина роста цен?

Вопрос этот, как говорится, "на засыпку". Между прочим, он определяет, почему у Китая темпы развития выше, чем у России. У китайцев зарплаты зажаты. Мы же в России хотим получать европейские зарплаты и старательно этого добиваемся. А стоимость оборудования складывается из трёх составляющих - технологии, которая едина по всему миру, сырья, цены на которое также сравнялись после открытия рынков, и зарплаты.

Из этого и надо исходить. От СП с "Alstom" никакой "супертурбины" мы не получим, и единственное, что здесь полезное - это возможное появление дополнительных производственных мощностей, в которых возникнет нужда вследствие грандиозных планов "Росатома".

Китайцы - другое дело. Они, зажав у себя дома зарплаты, готовы взорвать рынок. Они уже предлагают России покупать у них турбины и электросиловое оборудование. Но остаётся вопрос, насколько их продукция надёжна.

Работает? Не трогай!

Владимир Алексеевич, каково Ваше отношение к форсированию мощности турбин?

Такие попытки делаются, но, по-моему, это не то направление, которому нужно уделять большое внимание.

Видите ли, я против ревизии существующих конструкций. Есть главный конструктор, он разрабатывает своё детище, закладывает в него свои идеи и технические решения. Аппарат сделан, работает как положено. И вдруг приходят новые люди, пересчитывают газодинамику с прочностью и предлагают внести в конструкцию изменения, повысить мощность. Но нужно ли это?

Какой выигрыш вы можете получить? На одном блоке не более 5-10 МВт. А если на такой форсированной установке произойдёт авария с лопатками? Вылетит и простоит турбина? Если мы посчитаем убытки от такого простоя и сравним их с потенциальным выигрышем от роста мощности, то, на мой взгляд, мы придём к однозначному выводу - не стоит этим заниматься.

Конечно, искушение остаётся. Любой конструктор закладывает в свои изделия большой запас прочности, и всегда есть желание его сократить. На КТЗ, когда мы работали для подводного флота, мы всегда шли на запасы больше нормативных. Теперь представьте себе, что есть у вас турбина с нашими большими запасами. Она работает, и с ней ничего не происходит. И вы предлагаете модернизировать её за счёт снижения запасов до нормы.

А если, не дай Бог, у вас трещина в металле? Вы её не обнаружите. Диагностики в ходе эксплуатации, способной обнаружить трещину в валу, у нас как таковой, ещё нет. Она только-только зарождается. Я имею в виду такие диагностические системы, которые могли бы предупредить вас об опасности заранее, а не в тот момент, когда у нас пошло разрушение турбины.

Говорят о всевозможных методиках эксплуатационного контроля…

Согласен, есть такие методики, основанные на вибродиагностике. Они активно развиваются во всём мире и в России, но они находятся на начальных этапах освоения. Появились компьютерные программы, которые обрабатывают диагностические сигналы. Дело это непростое, потому что требуется рассматривать очень большой спектр частот. И пока нельзя говорить, что мы располагаем отлаженным механизмом раннего обнаружения проблем.

Другая связанная проблема - продление ресурса. Возьмём турбину на АЭС. Она простояла 30 лет, можно ли продлить срок её работы? Скорее всего, можно. А потом ещё продлить? И ещё продлить, а то с работы уволят?

При такой постановке вопроса ответ будет "не только можно, но и нужно".

Фактически при этом мы опять снижаем коэффициенты запаса. Вмешиваемся в область ответственности генерального конструктора. Не надо этого делать категорически!

Я всегда выступаю против любых модернизаций старых турбин. Атомная промышленность - достаточно серьёзная вещь и для природы, и для населения. Хотите улучшать, так сделайте лучше новую турбину.

Ещё одно новшество, которое может коснуться турбин - перевод АЭС на манёвренные режимы работы. Об этом, в частности, в прошлом году много говорилось на Украине.

Для транспортных установок это естественный режим работы. Но надо понимать, что там в проекте специально предусматривались системы, которых реактор не чувствовал. Переходит в переменный режим турбина, а реактор при этом работает как работал.

Конечно, турбина менее инерционная система, чем реактор. Но переменный режим работы связан с циклическими термическими напряжениями, а это плохо с точки зрения прочности. И я не уверен, что на атомной станции, создававшейся генеральным конструктором для эксплуатации в базовом режиме, турбина безболезненно перенесёт переход на манёвренный режим.

Влезать в отработанную систему, к тому же созданную несколько десятилетий назад, нельзя. Вот вам пример из соседней отрасли. Многие наши котельные имеют низкий к.п.д. Почему? Потому что раньше они работали на угле, а теперь их перевели на газ. Это другие рабочие среды, другие технологии, но перевели, потому что газ дешёвый. В результате получили проигрыш в к.п.д. В данном случае мы теряем только деньги, но если мы начнём экспериментировать в атомной энергетике, то можем получить неприятные последствия и по безопасности.

Недавно я дал отрицательный отзыв на статью для одного из журналов Академии наук. В ней авторы предлагали концепцию атомной станции с водородным нагревателем. То есть, там из реактора выходит пар с температурой от 320 до 400°C, после чего он нагревается за счёт водородного нагревателя. Знаете, даже мы, люди, занимавшиеся и военной, и космической тематиками, понимаем, что предложено жуткое сочетание. А ведь это предлагается для гражданских целей!

Можно ли сделать необслуживаемую турбину?

Давайте рассмотрим по порядку. При запуске турбины её нужно вывести на 50 Гц. Если сеть очень большая, то формально можно сказать, что мы сможем дальше работать без системы регулирования. Вывели на заданную частоту, и она её будет держать, грузиться по расходу пара.

Идея - сделать турбину без клапанов. Турбина вышла на обороты, вошла в сеть и работает. Снизился расход пара, она стала поменьше мощности вырабатывать, увеличился - наоборот, побольше.

Такие идеи были, но реализовать их не удаётся. Это не уровень гражданской техники с точки зрения надёжности.

Представьте, что с сетью что-то случилось. Например, повторилось 25 мая. И что тогда будет? Сети нет, она лопнула, и турбина наша пошла вразнос. Произошёл ли разрыв муфты, произошли сбои в электрогенераторе - в этих и других подобных ситуациях для удержания турбины требуется вводить систему регулирования аварийного останова. Но как только это будет сделано, у вас появляется система регулирования, и никуда от неё не деться.

А такой вариант, при котором реактор и турбина будут работать вообще без человека? Без оперативного персонала?

Мечтать-то можно, но ни один настоящий конструктор на такое не отважится. Разве что экономисты из маргиналов такое могут поддерживать. На ЭВМ можно посчитать всё, что угодно. Но я попрошу вас не забывать о печальных уроках прошлого.

Самыми надёжными у нас считаются гидротурбины. И что мы с ними имеем? Не только ведь в России были на них аварии. В Китае тоже были проблемы, когда затапливало огромные площади и населённые пункты. Казалось бы, гидростанции - самые подходящие установки для реализации автоматического режима работы. Но после всего, что было, вы сами-то могли бы решиться на такое?

Не забывать о надёжности

По мощностному ряду турбин есть какие-то ограничения? Если брать малую энергетику, то там нужны мощности 20-30 МВт. Есть ли такие турбины?

Есть и меньше. Их мощностной ряд начинается со 100 кВт.

Для полёта в космос собираются сделать энергоустановку мощностью около 1 МВт. Мы не спрашиваем, насколько реален этот проект. Но какой-то комментарий всё равно получить хотелось бы.

Отвечу так - это сейчас находится в рамках поиска. О технологии я тоже говорить не буду. Неприятность поджидает с другого фланга. Появляется сейчас информация о том, что все ФЦП с 2011 года будут резко сокращены из-за нехватки финансирования. Буду рад ошибиться, но космическая ядерная программа может при этом сильно пострадать.

Всё-таки, будут ли сложности с точки зрения турбинного оборудования, если будут запускаться реакторы на десятки мегаватт?

Это прямо и непосредственно турбины Калужского турбинного завода. Я не хочу приводить всю номенклатуру, но назову верхний предел по этой нише - 60 МВт. Вот ответ на ваш вопрос. КТЗ в состоянии удовлетворять потребности заказчиков по малой энергетике в пределах от 500 кВт до 60 МВт.

Вот по стомегаваттной машине есть тонкости…

СВБР?!

Да. КТЗ пока достиг только 60 МВт, поставляет также турбины для парогазовых циклов.

А что всё-таки делать с СВБР? Ставить две турбины по 50 МВт?

Нет, зачем же? Во-первых, сейчас на КТЗ смотрят новую лопатку, которая позволит заводу выйти на 100 МВт. Турбины нужной мощности умеют делать на ЛМЗ, но у них, если не ошибаюсь, размеры побольше. С другой стороны, есть импортные турбины, и создатели свинцово-висмутового реактора от них заранее не отказываются.

Мы касались уже вопроса о ценах. Стоимость наших и западных турбин примерно одинаковая. Следовательно, собственнику становится важно, у кого турбины надёжнее и у кого дешевле сервисное обслуживание.

В самом начале я вспоминал про турбины для плавучих АЭС. Безусловно, наши атомщики правы, что не пошли с этим заказом на Запад. Я думаю, что и на стомегаваттную турбину мы их уговорим. У КТЗ возможности в этом плане очень хорошие, тем более, что с заводом сотрудничают многие ведущие российские учёные-турбинисты.

Это наукоёмкий рынок, и отдавать его на сторону не стоит. Ничего там сверхъестественного для нас нет, сделаем. Плавучие АЭС тому пример. Появился у завода заказ, от завода пришёл отклик. Фактически, турбина для плавучей станции была близка к турбине для транспортной установки, а их в Калуге умеют делать прекрасно.

Продолжая тему из первой части нашей беседы, что можно сказать по поводу обслуживания и инжиниринга? Если покупать турбины у импортного поставщика…

… то нас, извините за прямоту, разденут. Будет высокая стоимость серийного обслуживания и капремонта, окупаемости у энергоустановки не настанет никогда.

То есть, если мы будем покупать турбины у зарубежных поставщиков, то на подводные камни мы всё-таки натолкнёмся? Или на дорогой ЗиП, или на дорогое обслуживание?

Конечно. А если предположить, что будет война или просто сворачивание экономических связей со страной, продавшей нам оборудование? В этом случае у нас все турбины просто остановятся.

Подписывали мы когда-то лицензионное соглашение с "Сименсом". Так вот, на первые ступени, наиболее напряжённые и высокотемпературные, лицензию нам они не продали. При подготовке соглашения бывает трудно определить, что именно покупаешь, потому что требуется быстро просмотреть множество томов конструкторской документации. А потом всё, ошибку не исправить, соглашение уже подписано.

Если немного отойти от темы, то больше всего интеллектуальной собственности в наше время оседает в Китае. Из личных впечатлений от посещения китайских ядерных центров: меня поразило, когда мне сказали - вот эта комната работает с Россией, а соседняя с ней - с Америкой. Непрерывным потоком собирают к себе технологии отовсюду, откуда можно.

Но технологии же везде одинаковые?

Технологии-то схожие, но не забывайте о надёжности! По этому параметру наши турбины для АЭС, наша техника нисколько не хуже, а в гражданском секторе лучше, чем западные. Сроки действия наших роторов и лопаток превосходят импортные аналоги.

За рубежом начали прибегать к такой практике - вместе с турбиной поставляют два или три ротора. Их конструкторы сейчас повышают эффективность за счёт снижения надёжности. Если в каком-то месте нормативы требуют использовать коэффициент запаса 3, то они и будут использовать 3, а наш конструктор выберет коэффициент 5.

К чему это приводит? У нас после 20 лет работы привозят ротор для обслуживания, его буквально надо чуть-чуть подчистить и можно отправлять обратно. А у них меняют ротор.

И последний вопрос. Есть ли в турбостроении направления, где Россия отстаёт от конкурентов?

Есть одно направление, по которому мы отстали, и очень сильно. Это газовые турбины. Возможно, отстали навсегда. Ситуация очень плохая. У нас более-менее умеют делать турбины для перекачки газа, но не турбины для электроэнергетики. По лицензии такие машины делают "Силовые машины", точнее, ЛМЗ. Но владелец технологий "Сименс" при подписании лицензионного соглашения наиболее сложные технологии не отдал. Вот ситуация - если "Сименс" вдруг перестанет поставлять запасные части, то производство встанет.

У меня есть предложение ко всем желающим что-либо модернизировать. Давайте вместо того, чтобы трогать работающее годами и десятилетиями, займёмся газовыми турбинами. Освоим их выпуск и будем ставить их для гибкости в работе рядом с большими станциями - АЭС, ГЭС… Представьте, если бы небольшая газовая турбина в качестве резервного источника энергии стояла бы рядом с Саяно-Шушенской ГЭС. Возможно, в этом случае и последствия аварии могли быть существенно меньше.

Спасибо, Владимир Алексеевич, за интервью для электронного издания AtomInfo.Ru.

ИСТОЧНИК: AtomInfo.Ru

ДАТА: 07.04.2010

Темы: Турбины, Россия, Интервью