Только в области малых и средних мощностей, да в автономной энергетике и в так называемой децентрализованной энергетике, оставалась ниша, уверенно занимаемая тепловыми электростанциями с двигателями внутреннего сгорания.
В середине столетия возник принципиально новый вид тепловых электростанций – атомные электростанции, но и на них также стали использовать паротурбинные установки для привода электрогенераторов.
За сто лет паротурбинные установки достигли высокого уровня технического совершенства и надежности; их к.п.д. увеличился с 20 % примерно до 42–44 %; единичная мощность серийных ПТУ возросла от 1 МВт (в 1900 году) до 500–800 МВт, а мощность отдельных образцов превысила 1500 МВт.
«Ситуация резко меняется в конце XX века, когда также, практически за одно десятилетие, происходит смена приоритетов. В наращивании энергетических мощностей электростанций главенствующая роль переходит к газотурбинным установкам (ГТУ) и, главное, к созданным в результате прогресса ГТУ парогазовым установкам (ПГУ), – пишет Л. В. Зысин. – Так, на электростанциях США с начала 90-х годов XX века более 60 % вводимых и модернизируемых мощностей уже составляют ПГУ, а в некоторых странах в отдельные годы их доля достигала 90 %».
Уже в ту пору стало ясно: генеральный путь развития теплоэнергетики связан именно с парогазовыми технологиями.
Однако для их успешной реализации потребовались надежные и высокоэффективные газотурбинные установки. Именно существенный прогресс газотурбостроения определил качественный скачок теплоэнергетики, свидетелями которого мы являемся.
Одним из тех, благодаря кому это произошло, был Клаус Ридле, долгое время работавший в знаменитом концерне «Siemens». Учёный, инженер и управленец в одном лице, в 2005 году был награждён премией «Глобальная энергия» «за разработку мощных высокотемпературных газовых турбин для парогазовых энергетических установок».
Именно под его руководством были разработаны последние поколения высокоэффективных газовых турбин фирмы Siemens. Технология машин серии 3А Siemens уже на протяжении десяти лет считается ведущей в мире, с 99 %-ной степенью надежности. Академик Владимир Фортов, объявлявший имена лауреатов премии «Глобальная энергия» в 2005 году, назвал эти машины «самыми совершенными на Земле устройствами преобразования паровой энергии в механическую работу».
Ученый принимал участие в проектах разработки систем Вестингауз W 501FD и W 501G, на основе которых в 1999 году на электростанции во Флориде, США была запущена самая крупная в мире машина на 60 Гц 501G.
Клаус Ридле внедрил в производство турбин новые материалы и технологии, среди которых монокристаллические суперсплавы, системы охлаждения с помощью пленочного слоя и термические изоляционные покрытия для направляющих и рабочих лопаток энергетических газовых турбин.
Лопатка, или другими словами, лопасть – это самый критичный элемент турбины. Работая в компании «Siemens», Клаус Ридле и его коллеги сначала обсуждали вариант изготовления лопаток из керамики, однако этот материал плохо выдерживает температурные удары. При выключении газовой турбины, температура лопаток может снизиться с 1400 до 300 °C за считанные секунды. И керамика просто треснет. Изобретения профессора Ридле сняли эту проблему.
Ну, и, наконец, он стал создателем усовершенствованных высокотемпературных газовых турбин большой мощности серии 8000H.
Эти турбины опробованы во всем мире, испытаны, надежны, имеют массу преимуществ. Более того – выступают законодателями экологически чистой технологии, о чем свидетельствует ежегодное снижение выбросов СO2 на 40 000 тонн по сравнению со станциями, работающими на другом оборудовании.