Научная работа

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.​ 

​​