Современные научные разработки
В рамках научно-исследовательской деятельности на базе
кафедры Парогенераторостроения разрабатывались и разрабатываются следующие
проекты:
• разработка компьютерных экспертно-диагностических систем паровых котлов и их элементов;
• разработка компьютерных технологий проектирования энергетического оборудования;
• оценки, обоснования и принятия технических решений при проектировании паровых котлов;
• разработка и внедрение в практику высокоэкономичных и экологически безопасных технологий сжигания органических топлив;
• разработка математических моделей и программной поддержки проектирования энергетического оборудования;
• исследование сжигания топлив с контролируемым химическим недожогом;
• исследования
работы естественной циркуляции в вертикальных котлах-утилизаторах;
• разработка
высокоэффективного энергетического оборудования малой мощности;
• исследование
контура циркуляции твёрдой фазы в котле с ЦКС;
• проектирование
котлов малой мощности для работы на нетрадиционных видах топлива;
• организация
проектной деятельности студентов в ВУЗе.
В ходе проектной деятельности было написано и опубликовано
большое количество научных статей, которые включены в различные электронные
библиотеки и справочники. Кроме того, были написаны и успешно защищены
диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук.
Для повышения эффективности научно-исследовательских работ
на кафедре имеется современное вычислительное оборудование, которое
содержит самые актуальные версии необходимого программного обеспечения. С его
помощью можно решать целый спектр разнообразных задач:
• выполнение
тепловых, гидравлических и аэродинамических расчётов котельных агрегатов и
парогенераторов АЭС (Boiler Designer, FlowVision, ANSYS);
• создание
чертежей и 3D-моделей проектируемых поверхностей и сборочных единиц (AutoCAD,
SolidWorks);
• проведение
крупных математических расчётов, сопряжённых с тепловыми расчётами
соответствующих единиц (MathCAD).
Кроме того, сотрудниками и преподавателями кафедры совместно
со студентами были созданы несколько прикладных программ, позволяющих решать
следующие задачи:
• проведение
тепловых расчётов энергетических ядерных реакторов АЭС (WWERTR);
• выполнение
расчётных работ по проектированию камер сгорания ГТУ;
• тепловой и
конструкционный расчёт поверхностей нагрева стационарных паровых котлов;
• расчёт
эмиссии вредных выбросов котельных агрегатов (EnPoll);
• тепловой
расчёт системы пылеприготовления (Stoker).
Все вышеуказанные программные компоненты дают возможность
вести непрерывную научную деятельность студентам и сотрудникам кафедры.
Использование
научных исследований при проектировании
Благодаря проведённой на кафедре исследовательской работе в
разные годы были спроектированы и запатентованы различные модели энергетического
оборудования.
Например, в 1970-х годах на базе кафедры была разработана
топочная камера со встречно-смещённым расположением горелочных устройств, в
роли которых выступали плоскофакельные прямоточные горелки. Это изобретение
позволило создать благоприятные условия для интенсификации процесса сжигания и
обеспечения бесшлаковочной работы. Кроме того, обеспечивается устойчивое
зажигание принудительной подачей горячих продуктов сгорания факелов горелок
одной стены в межструйное пространство встречных факелов. Зажиганию
способствуют умеренные вихри, образующиеся в холодной воронке и над факелом.
При этом способе зажигания горячие газы на пути своего течения изолированы от
экранных поверхностей и поступают в корень пылевоздушных струй с более высокой
температурой, а факел не балластируется избыточным количеством инертных газов.
С 1990-х годов на основе разработок сотрудников кафедры в
области оптимизации сжигания топлив для снижения выбросов вредных веществ в
атмосферу на многих тепловых станциях России и ближнего зарубежья были успешно
внедрены полученные методики, позволившие ТЭС снизить показатели эмиссии
вредных компонентов, что позволило им увеличить мощность и получать
дополнительный доход.
В настоящее время ведутся работы, связанные с
проектированием котлов-утилизаторов для ГТУ-ТЭЦ, с исследованием естественной
циркуляции в вертикальных КУ и проектированием многоконтурных вертикальных
котлов-утилизаторов с естественной циркуляцией среды в контурах испарения.