«Ты едешь на Конаковскую ГРЭС? — спрашивают меня в редакции. — Там какая-нибудь большая плотина, водохранилище?». «Это ГРЭС, а не ГЭС, — отвечаю, — огромная тепловая электростанция». «А что же такое ГРЭС?», — задают мне вопрос. Этого уже почти никто не помнит. «ГРЭС» расшифровывается как «государственная районная электростанция», это старинная советская аббревиатура, за которой скрывается в данном случае энергетическое предприятие вовсе не районного масштаба. И кстати, есть там и водохранилище, и плотина.

Оборудование Конаковской ГРЭС представляет собой сложнейшую систему, состоящую не только из турбин и генераторов, но и из котлов, газо- и паропроводов, разнообразной контрольной и регулирующей аппаратуры. Во время работы энергоблока обходчик под руководством машиниста турбины постоянно контролирует состояние оборудования.

Без Волги-матушки не вышло бы ничего. Говорят, место для Конаковской ГРЭС выбирал в конце 1950-х лично Алексей Косыгин, будущий премьер, а в те времена — председатель Госплана. Место интересно тем, что здесь, в районе Конаково, Волга делает крутой поворот. ГРЭС потребляет большое количество воды для охлаждения, затем сбрасывает ее ниже по течению, и естественный изгиб реки позволил сэкономить на длине сбросных каналов. Это сразу вызывает вопросы: а что за воду станция возвращает Волге? «Вода абсолютно чистая, — отвечает Николай Базеев (заместитель главного инженера станции по эксплуатации до 2019 года). — Ведь мы находимся на берегу водоохранной зоны. Из Иваньковского водохранилища происходит забор воды в канал Москва-Волга, главный источник питьевой воды для столицы России. Можете себе представить, какой тут жесткий контроль за содержанием сбросов».

Действительно, Волга здесь (да и почти везде дальше по течению) — это не совсем Волга, а водохранилище, созданное в годы первых пятилеток. До строительства канала Москва-Волга великая река имела в этих местах вполне умеренную ширину — все-таки это верховья. На берегу располагался уездный центр — город Корчева. Когда началось строительство плотины в районе Дубны, городу подписали приговор, как и многим другим верхневолжским малым и большим населенным пунктам в эпоху довоенного гидростроительства. Жителей Корчевы переселили в поселок Конаково, бывшее село Кузнецово. С момента переселения поселок стал городом и новым районным центром. Запруженная плотиной река разлилась почти на 2 км, поэтому, когда с Конаковской ГРЭС понадобилось протянуть ЛЭП на ту сторону Волги, пришлось выстроить опоры высотой 174 м.

Станцию начали строить в 1961 году, и уже и 1969-м были введены в строй все восемь энергоблоков по 300 МВт. Общая установленная мощность станции на сегодня (после модернизации) — 2520 МВт. Чтобы понять, как это много, достаточно вспомнить, что установленная мощность главного энергетического гиганта страны Саяно-Шушенской ГЭС составляет 6 ГВт, то есть лишь в 2,4 раза больше. Станция дала огромный импульс развитию самого города Конаково, здесь стали строиться разнообразные промышленные предприятия, но даже в «лучшие времена» вся местная промышленность потребляла 17 МВт мощности, так что ее запросы с лихвой перекрывались одним энергоблоком. ГРЭС явно строилась не для «района», а для нужд большой страны, где партия и правительство постановили развивать электроэнергетику опережающими темпами. Сегодня станция, входящая в структуру итальянского энергетического концерна Enel, через комплекс трансформаторных подстанций и ЛЭП поставляет электроэнергию в Единую энергосистему России.

Как это работает?

На рисунке представлена принципиальная схема работы конденсационной электростанции. Именно к такому типу принадлежит Конаковская ГРЭС.

Масштаб сооружения предполагает и масштабность всех его систем. «Одним из наиболее сложных моментов проектирования и возведения станции было создание системы водоотводных каналов, — говорит Николай Базеев. — Необходимо было выкопать котлован глубиной 6 и шириной 40 м, уложить в него бетонные короба для четырех ниток канала и заизолировать стыки между бетонными деталями, чтобы вода не просачивалась в грунт». Эти каналы исправно работают до сих пор, а чтобы они не зарастали, необходимый уровень воды в них поддерживается плотиной. Сброс воды в реку происходит через регулируемый водослив. Гид­ро­хо­зяй­ство ГРЭС включает в себя и систему защитных сооружений в месте забора воды из Волги — не только разнообразные сетки и решетки, но и специальное размещенное на дне устройство, выставляющее плотный заслон из воздушных пузырьков. Эта «стена», как и сетки, защищает от проникновения мусора, но главная ее функция — не пропускать рыбу: станция должна беречь биоресурсы Волги.

Впечатляющий вид Конаковской ГРЭС придают ее дымовые трубы. Первоначально планировалось, что одна труба будет обслуживать по два энергоблока, и две 180-метровые трубы как раз были возведены именно с таким расчетом. Но затем при временном переходе на мазут, дающий при сгорании более тяжелые выбросы, третью трубу решено было построить 250-метровой для более высокого подъема и рассеивания дыма. Этой третьей трубы оказалось достаточно для обслуживания оставшихся четырех вводимых в строй энергоблоков, и Конаковская ГРЭС так и осталась трехтрубной. Еще одна фирменная фишка ГРЭС, рубиновая звезда над зданием, — точная копия кремлевских, которая еще и светится во время работы станции на пиковой мощности.

Конаковская ГРЭС строилась под два вида топлива — газ и мазут, причем мазут рассматривался как резервное топливо. Однако в 1974 году было принято решение перевести станцию полностью на мазут, и так продолжалось до 1982 года, когда постановили вернуться к газу.

Электричество на Конаковской ГРЭС вырабатывается с помощью паровых турбин. Сначала насосы перекачивают воду в деаэратор, одна из функций которой — очищение воды от газовых примесей. Далее с помощью подпорных и питательных насосов давление воды поднимается до 320 кгс/см², и она заходит в котел, где и превращается в пар. Давление перегретого (острого) пара на входе в турбину составляет 255 кгс/см². 300-мегаваттная турбина производства «Ленинградского металлического завода» (ЛМЗ) состоит из трех цилиндров — низкого, среднего и высокого давления. При прохождении цилиндров давление пара преобразуется в механическую работу — приводятся во вращение лопатки турбинных роторов. Турбина служит приводом для электрогенератора, который и вырабатывает электроэнергию.

Так выглядит пункт управления энергоблоком Конаковской ГРЭС. С начала работы станции системы управления были существенно модернизированы. И в настоящее время используются цифровые технологии.

Правильнее было бы назвать Конаковскую электростанцию не ГРЭС, а КЭС — «конденсационная». Так называют станции с паровыми турбинами, работающими почти исключительно на выработку электроэнергии. Все остаточное тепло отводится с помощью конденсаторов — теплообменников, в которых отработанный пар охлаждается и конденсируется, а получившаяся вода отправляется снова на подогрев (замкнутый цикл). Конденсатор одного энергоблока потребляет несколько тонн волжской воды ежесекундно. Правда, небольшой отбор горячего пара все же происходит — с его помощью в бойлере подогревается артезианская вода, питающая систему отопления города Конаково.

«Пять наших энергоблоков из восьми участвуют в нормированном первичном регулировании частоты в энергосистеме России, — говорит Николай Базеев. — Всего по России таких блоков 53, и очень важно поддерживать требуемое число оборотов турбины, а значит, давление пара на входе в турбину. В 2010-м на нашем предприятии в ходе модернизации установлены новые контрольные клапаны, реагирующие на изменение частоты в системе на всего лишь 10 мГц, что позволяет моментально восстановить заданную скорость вращения турбины».

Модернизация коснулась и других важных узлов. С помощью специалистов ЛМЗ модернизированы цилиндры высокого и среднего давления турбин, что позволило повысить мощность энергоблоков. Станция, возведенная в период бурной индустриализации 1960-х, остается важнейшим энергетическим предприятием России.