На острове Диксон работает новейшая электростанция, использующая для получения электроэнергии, разницу температур между морской водой и зимним морозным воздухом. Однажды, ее работу нарушает пурга необычайной силы и свирепости. В результате аварии значительная часть территории крайнего Севера СССР может остаться без электроэнергии…
Наша электростанция, — начал Жан Кларетон, — стоит на острове Диксон, на берегу Карского моря. Станция не маленькая — 150 тысяч лошадиных сил. Здесь все необычно: топливом служит вода, а турбины вертит не водяной пар, а пар «бутана» — жидкого углеводорода.
В Арктике не везде имеется собственное минеральное топливо. Если оно и есть, скрытое в недрах, то, чтобы добыть его, нужно произвести массу затрат: заложить шахты, доставить машины, завезти людей, продукты, товары, построить жилища, больницы, школы, телеграф, склады, провести железную дорогу, — словом, заселить район.
Электростанцию острова Диксон обслуживают всего лишь двадцать два человека. Станция работает, пока стоят морозы, вырабатывает электроэнергию и посылает ее по проводам огромному району. Она дает свет и тепло. На ее энергии работают лесопильные, консервные, графитные предприятия Игарки, медные и цинковые рудники острова, железные рудники на полуострове Таймыр.
Мы живем уединенно. Недалеко от нас находится знаменитая Диксоновская радиостанция, там же порт, который летом очень оживлен. Приходят морские гиганты из Архангельска, Мурманска, Ленинграда, Западной Европы. Они привозят грузы для Игарки и всего бассейна Енисея. Здесь они останавливаются и догружаются перед тем, как начать обратный путь в Европу.
На нашей станции почти все процессы автоматизированы; однако, работы для каждого из нас достаточно.
Среди персонала станции работает лаборантка Женя Ляпунова, тунгуска, молодая девушка лет двадцати, — удивительно жизнерадостная и заразительно веселая. Работает она превосходно. Если займется исследованием какой-нибудь новой, интересной реакции бутана или холодильного гидрата, не выходит из лаборатории по двенадцать — пятнадцать часов подряд. Она, конечно, права: от ее зоркости, внимательности и добросовестности зависит многое. Ведь электростанция наша не тепловая и не гидравлическая, а скорее химическая.
Уже давно известно, что некоторые жидкости кипят и обращаются в пар при гораздо более низкой температуре, чем та, которая необходима для превращения в пар воды. Такая жидкость, как, например, пропан, получаемый из нефти, остается в жидком состоянии лишь при морозе ниже 66° Цельсия. Как только температура достигает 65° ниже нуля, пропан начинает кипеть и переходит в газообразное состояние. Родственный ему бутан начинает кипеть и обращаться в пар при температуре минус 10° Цельсия.
Если погрузить котел с бутаном в воду с температурой минус 10° Ц, бутан начнет обращаться в пар, и чем выше будет температура воды, тем энергичнее будет происходить парообразование. При большой разнице температуры бутана и воды пар бутана получит такую упругость, что сможет производить необходимую работу: вращать турбину, двигать поршень.
Для превращения бутана в пар к котлу подводится вода из-подо льда. Температура этой воды всегда равна 4° выше нуля: лед, как одеяло, хорошо защищает воду от самых сильных морозов.
Бутан обладает еще одним важным свойством: он не растворяется в воде. Это избавляет от необходимости помещать его отдельно от воды. В одном котле-испарителе бутан и вода смешиваются, и происходит почти мгновенная передача тепла воды бутану. Отнимая у воды тепло, бутан немедленно испаряется, а вода замерзает и превращается в крупинки льда. Пары бутана направляются в турбину, ледяная крупа удаляется из котла-испарителя. Отработавший пар бутана охлаждается, возвращается в жидкое состояние и снова проделывает тот же цикл. Таким образом, бутан совсем не расходуется, а постоянно циркулирует в замкнутом цикле. Лучше всего применять для охлаждения паров бутана не просто морозный воздух, температура которого в течение дня иногда сильно колеблется, а замороженный раствор поваренной соли, который в этом состоянии носит название холодильного гидрата. Этот раствор является прекрасным охлаждающим веществом, так как для 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, и крупинки льда холодильного гидрата, нагреваясь парами бутана, тоже обращаются в жидкость — рассол.
Таким образом, при конденсации паров бутана получаются две не смешивающиеся жидкости — бутан и соляной раствор. Жидкий бутан отводится из конденсатора обратно в котел-испаритель для повторного превращения в пар, а рассол выводится наружу, на мороз, в специальные каналы, вырубленные в прибрежном льду. Там рассол снова замерзает и оттуда опять направляется в конденсатор.
Для электростанций, построенных у моря, совсем нет надобности привозить соль для образования холодильного гидрата. Достаточно несколько раз дать замерзнуть соленой морской воде в каналах, каждый раз удаляя лед, чтобы образовался достаточно насыщенный рассол.
