2. Промышленный шпионаж
2. Промышленный шпионаж
После окончания Харьковского электротехнического института я был направлен на Харьковский электромеханический и турбогенераторный завод и попал в конструкторский отдел крупных электрических машин, в котором я делал свой дипломный проект. Первой моей не студенческой работой была разработка комплекта рабочих чертежей обмотки статора крупного синхронного генератора, начиная со схемы обмотки, затем транспонированного стержня обмотки, изолированного стержня, соединительных и выводных шин обмотки.
В отделе было 3 бюро: турбогенераторов, гидрогенераторов и механических расчетов. Из крупных электрических машин, кроме турбо- и гидрогенераторов, завод изготавливал небольшие синхронные компенсаторы по проектам ликвидированного «бюро Шредера», итальянского специалиста из фирмы Ансальдо, к тому моменту уже уехавшего в Италию.
Через некоторое время после разработки мною по отдельным заданиям ряда узлов электромашин было создано четвертое бюро «синхронных компенсаторов», и главный конструктор Альберт Иосифович Бертинов, позже - доктор, профессор, заведующий кафедрой электромашин МАИ, предложил мне быть начальником этого бюро. Я дал согласие при условии, что все механические расчеты по синхронным компенсаторам будет делать мое бюро.
Было достигнуто компромиссное решение. Расчеты делает мое бюро, но их визирует «бюро механических расчетов».
Кстати, возглавлял это бюро Петр Андреевич Гуров, и я считал, что в сопромате он разбирается не хуже Тимошенко, убывшего после революции в США и издавшего там ряд фундаментальных работ по сопротивлению материалов и теории упругости, кроме изданных у нас до революции.
Первой разработкой, начатой бюро, был синхронный компенсатор мощностью 12 500 кВА, 6,3 кВ, 750 об/мин с водородным охлаждением (СКВ-12,5-8).
Машина с водородным охлаждением в то время была в мире единственная - в США, фирмы «Дженерал электрик». Синхронный компенсатор мощностью 10 000 кВА. Об этой машине мы знали из коротенькой, в одну страничку, статьи в американском журнале.
При разработке нашего СКВ основными были, конечно, специфические вопросы, связанные с применением водорода для охлаждения машины. Оболочка (корпус) компенсатора должен быть газоплотным. Но если внутрь попадет все-таки воздух, может произойти взрыв - значит, оболочка должна быть рассчитана на давление взрыва. Надо было разработать систему автоматической подпитки машины водородом и систему контроля, чтобы давление водорода внутри машины всегда было немного больше, чем фактическое атмосферное давление. Пусть лучше водорода немного уходит, чем воздух будет заходить внутрь. Необходимо было также разработать систему заполнения машины водородом, а именно, чтобы сначала вытеснять воздух углекислым газом, а затем углекислый газ водородом и наоборот, если надо, скажем, вскрыть машину. На всей системе газопроводов должны быть вентили, не пропускающие наружу водород. Ну, и много других проблем надо было решить, с которыми мы еще не сталкивались.
Пришлось заняться «промышленным шпионажем».
В упомянутой выше статье была фотография компенсатора перед сборкой на испытательном стенде. На переднем плане стоял обычный стол, на заднем плане ротор компенсатора и статор, пол из метлахских плиток. По существу - отличная изометрия.
В библиотеке очень много американских журналов, у всех в конце реклама разнообразных фирм, в том числе выпускающих керамические плитки, и большинство указывает размеры выпускаемых плиток. Все фирмы выпускают плитки 3" x 3", 4" x 4", 5" x 5" (1" = 25,4 мм).
Принимаю, что высота стола у «Дженерал электрик» такая же, как и у нас в Союзе - около 750 мм. Определяю, исходя из этого, что применена плитка 5»х5». Прекрасно. Сокращение размеров на фото в результате изометрии одинаково, что для плитки, что для машины, и я выясняю с достаточной точностью размеры машины и ее узлов и деталей, которые видны на фото.
Чем не «промышленный шпионаж»?
Серьезно стоит вопрос вентилей, их в системе много, и они не должны пропускать водород, когда закрыты, и не травить его наружу, когда открыты, то есть сальник должен быть длительно надежен после многих операций, при этом условный проход вентилей должен быть не меньше 25 мм, иначе операции займут много времени.
Обращаюсь в бывший тогда «Главармалит», а они - это конец 30-х годов - отправляют меня к каталогу дореволюционной фирмы «Лангензипен»: «Там все, что мы делаем, есть». Но того, что нам надо, там не оказалось.
Опять беру кучу американских журналов. Реклама фирм, выпускающих арматуру, еще более обильна, чем изготовителей керамики. Очень многие вентили показаны в разрезе на 1/2 или 1/4. Некоторые делают оригинальный вентиль, у которого уплотняющая деталь с двух сторон клапана, то есть открыв полностью вентиль, ты исключаешь утечку водорода через сальник штока вентиля, как бы сальник ни был изношен. Отлично, делаем опытную партию. Прекрасно работает.
Чем не «промышленный шпионаж»?
Обычно синхронные компенсаторы с воздушным охлаждением раскручиваются и доводятся до подсинхронной скорости асинхронным двигателем и, если оставить эту схему для компенсатора с водородным охлаждением, то надо либо из газоплотной оболочки выводить конец вала - и возникает сложная система уплотнения вращающегося вала, либо увеличить объем оболочки компенсатора, поставив разгонный двигатель внутри. Оба решения нежелательны.
В то же время все синхронные компенсаторы на полюсах ротора имеют демпферные клетки, то есть по существу, то, что в асинхронном двигателе называется «беличьей клеткой». Но она не может рассеять ту энергию, которая в нее поступит за время пуска. Что, кстати, и произошло через много лет у компенсатора мощностью 50 000 кВА завода «Уралэлектротяжмаш» при первом пуске на Ногинской подстанции Москвы системы 400(500) кВ. Когда, потеряв прочность от высокой температуры, часть клетки между полюсами от центробежной силы выгнулась и прорезала изоляцию обмотки статора.
В синхронных компенсаторах стоят подшипники скольжения, и если уменьшить потери трения при пуске, клетке будет легче. Значит, надо полусухое трение заменить на жидкое, и мы решаем перед пуском подавать масло под высоким давлением в нижнюю точку вкладыша подшипника. Это мы сами придумали, но - смотрим внимательно на фото в журнале и видим, что в стойке подшипника отверстия с боков стойки, из них идут в масляные ванны трубы для пополнения смазки, а среднее отверстие может быть предназначено только для подачи масла под давлением в нижнюю точку вкладыша.
Совершенно особой частью проектирования машины с водородным охлаждением является разработка системы газового хозяйства. Надо наполнить оболочку водородом, причем через промежуточное заполнение углекислым газом, чтобы не образовалась взрывоопасная смесь. При удалении водорода процедура должна производиться в обратном порядке. Надо автоматически поддерживать избыточное давление водорода в оболочке, надо непрерывно контролировать чистоту водорода.
Пришлось разработать схему газопровода, разработать ТЗ на аппаратуру, которую взялся спроектировать и изготовить «ЛенКИП». Система газового хозяйства и аппаратура описаны в моей статье «Газовое хозяйство синхронных компенсаторов с водородным охлаждением», опубликованной в журналах «Вестник электропромышленности» NN6,7 и 8 за 1941 год. Позже эта система была усовершенствована, и описана в моей статье в том же журнале, в N9 за 1956 год.
В статье в американском журнале о функциях газового хозяйства и аппаратуре было указано, что применен газоанализатор фирмы такой-то. Беру гору журналов и в одном, в разделе рекламы, нахожу эту фирму. Направляем в фирму письмо с просьбой выслать каталоги.
Получаем каталоги. Подбираем подходящий для анализа водорода в нужном нам интервале процентного содержания в воздухе, воздуха в углекислом газе и водорода и углекислого газа в воздухе. Пишем фирме и без стеснения указываем, что нам нужен газоанализатор для той же цели, что и «Дженерал электрик». Заказываем, и на первой машине с водородные охлаждением в аппаратуре применяем единственный импортный прибор.