В современной энергетике большое значение играет бесперебойность и экономичность оборудования. Особенно важны эти условия в установках, используемых на АЭС. Турбины, являющиеся важнейшей частью станции, выдерживают большие скорости вращения, высокие температуры пара и огромные динамические и статические нагрузки. Статистика говорит, что до 25% всех поломок на современных АЭС в разных странах мира так или иначе связаны с турбинами. И лидируют в рейтинге наиболее проблемных узлов именно опорные подшипники. Замена и обслуживание этих деталей – трудоемкий и ответственный процесс, сопряженный с долгосрочной остановкой турбины и значительными финансовыми потерями.
К опорным подшипникам турбин выдвигают очень строгие требования. Они должны быть максимально точными, чтобы обеспечить расположение ротора по центру агрегата. Также большую роль играет правильная организация теплоотвода, так как рядом находятся нагретые до высоких температур цилиндры. Несоблюдение этих условий приводит к серьезным дорогостоящим поломкам и может стать причиной опасных аварийных ситуаций.
Чаще всего в турбинах используют подшипники скольжения, использующие принцип жидкостного трения. В них между неподвижной и подвижной частью находится тонкий слой жидкой смазки. Это опоры из прочных баббитовых сплавов с массивными вкладышами, рассчитанными на большие нагрузки. Еще одно решение – газовые опоры, в которых роль смазки выполняет газ под давлением. Но у этих узлов есть существенный недостаток – невысокая стойкость к нагрузкам. Неудачными были признаны и магнитные подшипники, использующие магнитное поле для удержания вала ротора в равновесии. Они неплохо справляются со своей задачей, но не слишком надежны и сложны в изготовлении, обслуживании и управлении.
Относительно недавно на АЭС во всем мире начали внедрять новый вид подшипников - газомагнитные опоры (ГМО). Этот вид подшипников лишен недостатков жидкостных, газовых и магнитных. Они не зависят от качества и количества смазочного материала. Кроме этого, они имеют более высокую грузоподъемность чем газовые, так как дополнительно усилены магнитным полем. ГМО устроена как обычный аэростатичный (газовый) подшипник, но дополнительно в нее встроен магнитопровод, соединенный с катушкой индуктивности. Магнитное поле, генерируемое этой частью детали, разгружает подшипник и поддерживает ось ротора в точном равновесии. По эксплуатационным характеристикам это идеальное решение, практически не имеющее недостатков.
Атомная энергетика – это не единственная отрасль, где успешно используются бесконтактные газомагнитные опоры. Их применяют в станкостроении, приборостроении, текстильной и полиграфической промышленности. Эксперты считают, что у применения ГМО большие перспективы и с каждым годом такая конструкция подшипников будет все больше востребована в разных сферах человеческой деятельности.
