— Ну да, — улыбнулась Вера, — уверяю вас, это будет так же интересно, как и история Жени Ляпуновой и Корнея Бойцова.
— Хорошо! — решительно заявил, усаживаясь поудобней, Жан Кларетон. — Так вот, как у нас дело обстоит. На нашей электростанции каждый генератор, вырабатывающий электрический ток, вращается, как и всюду на электростанциях, от своей турбины. Турбину же, как и всякую паровую турбину, вращает струя пара, бьющая в многочисленные лопатки, которые насажены на внешнюю окружность рабочего колеса турбины. Но мы отказались пользоваться обычным водяным паром. Как я уже говорил, для этого нужно много минерального топлива, которое в Арктике трудно достать и которым слишком дорого пользоваться.
Уже давно известно, что некоторые жидкости кипят, превращаются в пар при гораздо более низкой температуре, чем та, которая необходима для превращения воды в пар. Такая жидкость, как, например, пропан, получаемый из нефти, остается в жидком состоянии лишь при температуре ниже минус шестьдесят шесть градусов Цельсия. Как только температура доходит до 66 и выше, пропан начинает кипеть и переходить в газообразное состояние.
Родственный ему бутан начинает кипеть и переходит в пар при минус десяти градусах Цельсия.
Если налить бутан в котел и погрузить этот котел в воду с температурой выше (теплее), чем минус десять градусов Цельсия, то бутан начнет превращаться в пар, и чем выше будет температура воды по сравнению с температурой жидкого бутана, тем энергичней будет происходить это парообразование. При соответствующих условиях пар получит такую упругость, что сможет производить необходимую работу: вращать турбину, двигать поршень и т. д.
Вот для превращения бутана в пар к котлу и подводится вода из-под льда, температура которой всегда держится на уровне двух-четырех градусов выше нуля: лед ведь, как хорошее одеяло, защищает воду под собою от самых трескучих морозов…
Но бутан обладает еще одним хорошим свойством: он не растворяется в воде.
Это избавляет от необходимости помещать его в особый котел отдельно от воды.
Можно его вводить в непосредственное соприкосновение с водой. В одном общем котле бутан и вода смешаются, и произойдет почти мгновенная передача тепла от воды к бутану без лишней траты тепла на согревание стенок котла. Отнимая у воды все ее тепло, бутан немедленно испаряется; в это же время, лишившись своего тепла, вода замерзает и превращается в крупинки льда. Пары бутана направляются в турбину, которую они заставляют вращаться, а ледяная крупа удаляется из котла-испарителя.
— Позвольте, — перебил Кларетона Игнат; видно было, что ему давно не терпится и что он намерен сделать какое-то сенсационное заявление. — Как же это так? Если этот самый бутан непрерывно работает, значит, он непрерывно испаряется, значит, нужно беспрерывно доставлять все новые и новые количества его… Так чем же это лучше беспрерывной доставки нефти?
Игнат даже покраснел от волнения. Жан Кларетон был подготовлен к такому вопросу. Его забавляла нетерпеливая любознательность Игната.
— Видите ли, — ответил он Игнату, — бутан, конечно, беспрерывно испаряется, но ведь я не говорил, что мы этот пар после того, как он отработает, выпускаем на воздух. Если бы мы это делали, ваше возражение было бы вполне основательно.
Но мы, наоборот, использованный, отработанный пар бутана конденсируем, возвращаем в первоначальное жидкое состояние и заставляем его опять проделывать тот же цикл. Одним словом, бутан у нас не расходуется, а постоянно циркулирует в замкнутом круге с минимальными потерями.
— Тогда, конечно, другое дело, — удовлетворенно заметил Игнат, давая понять, что он снимает свои возражения. — Очевидно, вы изложили нам только одну половину процесса…
— Вы совершенно правы, — согласился Жан Кларетон, — вторая половина процесса заключается именно в конденсации, в сжижении паров бутана. И тут на место теплой подледной воды выступает на сцену второй, очень важный фактор — атмосферный холод, мороз. Я уже говорил, что бутан при температуре ниже чем минус десять градусов Цельсия остается в жидком состоянии: поэтому, если привести пары бутана в соприкосновение с морозным воздухом, они немедленно сжижаются. Но воздух — плохой проводник тепла: кроме того, в Арктике температура атмосферного воздуха в течение суток сильно колеблется: ночью она очень понижается, а днем значительно повышается. Эти колебания скверно отражаются на работе станции.
Гораздо эффективнее применять для охлаждения паров бутана замороженный раствор поваренной соли, который в этом состоянии носит название холодильного гидрата. Этот раствор является прекрасным охлаждающим веществом, так как для своего обратного перехода в жидкое состояние он энергично и быстро поглощает большое количество тепла. Это тепло холодильный гидрат отнимает от паров бутана при соприкосновении с ними. При этом пары бутана, охлаждаясь, переходят в жидкое состояние, а холодильный гидрат, поглощая тепло из паров бутана, переходит из твердого состояния — крупинок льда — в жидкий рассол. Таким образом, при конденсации паров бутана получаются дне несмешивающиеся жидкости: бутан и соляной раствор — рассол.
Жидкий бутан отводится из конденсатора обратно в котел-испаритель для повторного превращения в пары, а рассол выводится наружу, на мороз, в специальные каналы, вырубленные в прибрежном льду. Там он вновь замерзает, и оттуда его потом вновь направляют в конденсатор. При этом для электростанций, построенных у моря, совсем нет надобности привозить соль для образования холодильного гидрата. Достаточно в этих каналах несколько раз дать замерзнуть соленой морской воде, каждый раз удаляя лед, чтобы образовался достаточно насыщенный рассол.
В зависимости от площади каналов находится и мощность электростанции. Так, например, каналы площадью в два с половиной квадратных километра, покрытые слоем замороженного соляного раствора толщиной в пятнадцать сантиметров, обеспечивают круглосуточную работу электростанции мощностью в семьдесят пять тысяч лошадиных сил. Холодильный гидрат можно запасать на случай резкого потепления, когда замерзание соляного раствора замедлится или совсем приостановится. Тогда станция сможет работать несколько дней на этих запасах.
Вот, так сказать, основные принципы работы нашей электростанции, и процесс ее работы схематически можно изобразить вот так.
Жан Кларетон выбрал около себя более или менее чистое от камней место и на ровном песке стал чертить.
— Эти принципы, — продолжал Кларетон, — были разработаны и впервые выдвинуты еще в 1930 году на второй всемирной энергетической конференции в Берлине инженером и физиком Баржо. Все сулило успех этой удачной идее, но в те годы в капиталистических странах бушевал экономический кризис, от которого трещал весь буржуазный строй и о котором уже говорил товарищ Диего. Ни о каких новых электростанциях тогда не думали. Между тем, по подсчетам, выходит, что стоимость электроэнергии на станциях по методу Баржо обходится даже в пять-восемь раз дешевле, чем на гидростанциях. Прибавьте к небольшим капитальным затратам незначительную стоимость эксплуатации, и вам сделается понятным, почему наша станция работает рентабельно даже при укороченном периоде работы.
— По-моему, — сказал Виктор, — одной этой дешевизны недостаточно, чтобы компенсировать неудобства от укороченного периода работы станции. А что же делает вся промышленность вашего района летом, в те месяцы, когда ваша станция не работает? Откуда вся эта промышленность получает необходимую энергию? Или весь район замирает до зимы? Это, конечно, чепуха, но как все же дело происходит фактически?
— Это вполне серьезный вопрос, — ответил Кларетон, — но плановые энергетические органы, конечно, учли его. В тех местностях, где возле наших электростанций имеются реки и их падение можно использовать для получения энергии, там строятся гидростанции. Зимой эти реки почти полностью вымерзают, и поэтому построенные на них гидростанции могут работать с полной эффективностью как раз лишь в те теплые месяцы, когда наши «ледяные» электростанции должны прекратить работу. Таким образом, только такое сотрудничество может обеспечить район бесперебойной подачей энергии. Если же нет подходящих условий для постройки гидростанций, то приходится, как это ни тяжело, строить тепловые станции на привозном или, в очень редких случаях, на местном минеральном топливе.
— Какая же станция кооперирована с вашей? — спросил Диего.
— Недалеко от нас, около трехсот километров к востоку, протекает бурная, порожистая река Пясина.
