Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)

У доповіді розглянуто основні результати досліджень, виконаних в Інституті проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, які свідчать про високу ефективність і перспективність використання розроблених методів розрахунку й реалізації запропонованих технічних рішень для створення сучасних т...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2019
Автор:	Русанов, А.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2019
Назва видання:	Вісник НАН України
Теми:	З кафедри Президії НАН України
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160446
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.) / А.В. Русанов // Вісник Національної академії наук України. — 2019. — № 9. — С. 43-49. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-160446
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1604462025-02-10T00:12:02Z Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.) Scientific and technical developments of the Pidgorny Institute for Mechanical Engineer ing Problems of the National Academy of Sciences of Ukraine in the field of modern energy and high-tech engineering (transcript of scientific report at the meeting of the Presidium of NAS of Ukraine, July 3, 2019) Научно-технические разработки Института проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАН Украины в области современной энергетики и высокотехнологичного машиностроения (cтенограмма научного доклада на заседании Президиума НАН Украины 3 июля 2019 года) Русанов, А.В. З кафедри Президії НАН України У доповіді розглянуто основні результати досліджень, виконаних в Інституті проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, які свідчать про високу ефективність і перспективність використання розроблених методів розрахунку й реалізації запропонованих технічних рішень для створення сучасних турбомашин та іншого машинобудівного обладнання нового покоління. 2019 Article Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.) / А.В. Русанов // Вісник Національної академії наук України. — 2019. — № 9. — С. 43-49. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160446 uk Вісник НАН України application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	З кафедри Президії НАН України З кафедри Президії НАН України
spellingShingle	З кафедри Президії НАН України З кафедри Президії НАН України Русанов, А.В. Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.) Вісник НАН України
description	У доповіді розглянуто основні результати досліджень, виконаних в Інституті проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, які свідчать про високу ефективність і перспективність використання розроблених методів розрахунку й реалізації запропонованих технічних рішень для створення сучасних турбомашин та іншого машинобудівного обладнання нового покоління.
format	Article
author	Русанов, А.В.
author_facet	Русанов, А.В.
author_sort	Русанов, А.В.
title	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)
title_short	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)
title_full	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)
title_fullStr	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)
title_full_unstemmed	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.)
title_sort	науково-технічні розробки інституту проблем машинобудування ім. а.м. підгорного нан україни в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні президії нан україни 3 липня 2019 р.)
publisher	Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
publishDate	2019
topic_facet	З кафедри Президії НАН України
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/160446
citation_txt	Науково-технічні розробки Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України в галузі сучасної енергетики та високотехнологічного машинобудування (стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 р.) / А.В. Русанов // Вісник Національної академії наук України. — 2019. — № 9. — С. 43-49. — укр.
series	Вісник НАН України
work_keys_str_mv	AT rusanovav naukovotehníčnírozrobkiínstitutuproblemmašinobuduvannâímampídgornogonanukraínivgaluzísučasnoíenergetikitavisokotehnologíčnogomašinobuduvannâstenogramanaukovoídopovídínazasídanníprezidíínanukraíni3lipnâ2019r AT rusanovav scientificandtechnicaldevelopmentsofthepidgornyinstituteformechanicalengineeringproblemsofthenationalacademyofsciencesofukraineinthefieldofmodernenergyandhightechengineeringtranscriptofscientificreportatthemeetingofthepresidiumofnasofukrainejuly32019 AT rusanovav naučnotehničeskierazrabotkiinstitutaproblemmašinostroeniâimanpodgornogonanukrainyvoblastisovremennoiénergetikiivysokotehnologičnogomašinostroeniâctenogrammanaučnogodokladanazasedaniiprezidiumananukrainy3iûlâ2019goda
first_indexed	2025-12-02T01:27:59Z
last_indexed	2025-12-02T01:27:59Z
_version_	1850357977699057664
fulltext	ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2019, № 9 43 З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИНАН УКРАЇНИ НАУКОВО-ТЕХНІЧНІ РОЗРОБКИ ІНСТИТУТУ ПРОБЛЕМ МАШИНОБУДУВАННЯ ім. А.М. ПІДГОРНОГО НАН УКРАЇНИ В ГАЛУЗІ СУЧАСНОЇ ЕНЕРГЕТИКИ ТА ВИСОКОТЕХНОЛОГІЧНОГО МАШИНОБУДУВАННЯ Стенограма наукової доповіді на засіданні Президії НАН України 3 липня 2019 року У доповіді розглянуто основні результати досліджень, виконаних в Інсти- туті проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України, які свід- чать про високу ефективність і перспективність використання розробле- них методів розрахунку й реалізації запропонованих технічних рішень для створення сучасних турбомашин та іншого машинобудівного обладнання нового покоління. Вельмишановний Борисе Євгеновичу! Шановні члени Президії та запрошені! Цього року виповнюється 80 років від часу, коли з ініціативи академіків Василя Михайловича Хрущова та Георгія Федоро- вича Проскури в Харкові було створено Інститут енергетики АН УРСР. Згодом з цього інституту виокремилося багато на- укових установ нашої Академії, в тому числі й Інститут про- блем машинобудування. Академік Г.Ф. Проскура заклав один з основних напрямів наукових досліджень нашого Інституту — енергетичне турбобудування. Його улюблений вислів: «Немає нічого більш практичного, ніж досконала теорія», став голо- вним принципом організації досліджень в Інституті проблем машинобудування — всім прикладним роботам і впроваджен- ням завжди передують глибокі фундаментальні дослідження. У галузі енергетичного турбобудування Інститут має значні досягнення, а його розробки стали науковим підґрунтям для розвитку великої енергетики на території колишнього Радян- ського Союзу та багатьох інших країн. Однак, з огляду на обме- РУСАНОВ Андрій Вікторович — член-кореспондент НАН України, директор Інституту проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України 44 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2019. (9) З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ женість часу для виступу, я зупинюся лише на отриманих останнім часом результатах і здо- бутках Інституту як за цим, так і за деякими іншими напрямами діяльності. В Інституті сформувалася дуже потужна школа обчислювальної гідрогазодинаміки. Розроблено метод і програмний комплекс для моделювання просторових в’язких турбулент- них течій рідини й газу на основі чисельного інтегрування осереднених рівнянь Нав’є– Стокса (Рейнольдса) з урахуванням реальних властивостей робочих тіл. Багато із застосованих у цих моделях під- ходів та методів було запропоновано вперше у світі. Зокрема, узагальнений метод розще- плення для побудови неявних схем на випадок повністю неструктурованих різницевих сіток із задовільною формою елементарних об’ємів. Крім того, ми вперше запропонували і реалізу- вали інтерполяційно-аналітичний метод вра- хування реальних властивостей рідин і газів при дослідженні тривимірних течій. Ці методи, з одного боку, забезпечують високу точність результатів моделювання, а з іншого, на від- міну від відомих наявних методів, потребують набагато менших витрат комп’ютерного часу. Зазначені вищі методи та моделі, створе- ні в Інституті, дали можливість проводити як фундаментальні дослідження з вивчення за- кономірностей перебігу гідрогазодинамічних процесів, так і прикладні дослідження, в тому числі з підвищення ефективності турбомашин різних типів. Слід зауважити, що розроблене нами програмне забезпечення було впрова- джено в Україні, Росії та Польщі на більшості провідних підприємств, що спеціалізуються на проектуванні турбомашин. Серед них — ДП «Запорізьке машинобудівне конструкторське бюро «Прогрес» імені академіка О.Г. Івчен- ка» (м. Запоріжжя, Україна), ДП «Науково- виробничий комплекс газотурбобудування «Зоря»–«Машпроект» (м. Миколаїв, Україна), Акціонерне товариство «Мотор Січ» (м. Запо- ріжжя, Україна), Alstom Power Elblag (м. Ель- блонг, Польща), ПрАТ «Турбогаз» (м. Харків, Україна), Акціонерне товариство «Турбоатом» (м. Харків, Україна). Наступним кроком у розвитку теорії роз- рахунку та проектування турбомашин було створення нових методів побудови тривимір- ної геометрії проточних частин турбомашин різних типів на основі обмеженої кількості параметризованих величин. Було розроблено методологію проектування проточних частин турбомашин з використанням методів різних рівнів складності — від одномірних до просто- рових. Завдяки цьому лише в останні роки ми брали участь у багатьох проектах з модерніза- ції і розроблення турбомашин. Наведу кілька прикладів. Фахівці Інституту розробили проточну час- тину циліндра середнього тиску 9-ї модифі- кації теплофікаційної турбіни серії Т-100 ви- робництва Уральського турбінного заводу. Ці турбіни є найпоширенішими на території ко- лишнього Радянського Союзу, загалом їх було виготовлено понад 300 одиниць. Призначені вони для роботи у великих і середніх містах. Основна мета проекту полягала в підвищенні внутрішнього ККД циліндра середнього тис- ку щонайменше на 2,5 % порівняно з попере- дньою 8-ю модифікацією. В результаті нам вдалося збільшити внутрішній ККД на 2,9 %, тобто ціль проекту було досягнуто. У великій енергетиці шлях від розроблення до впровадження досить тривалий. Хоча цю Рис. 1. Парова турбіна Т-120/130-12,8 виробництва ЗАТ «Уральський турбінний завод» з розробленою в Інституті проблем машинобудування ім. А.М. Під- горного НАН України проточною частиною циліндра середнього тиску. Турбіну встановлено на Мінській ТЕЦ-3 (Республіка Білорусь) ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2019, № 9 45 З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ шити відриви потоку на виході з проточної частини і збільшити ККД на 5–10 %. Активно розвивається наша співпраця з під- приємством і за напрямом «гідромашини». З використанням технології складного про- сторового навалу вдосконалено лопатеву сис- тему робочих коліс гідротурбін типу ПЛ-20, призначених для модернізації Кременчуцької ГЕС (рис. 3). Впровадження цієї розробки від- бувається саме в цей час. Спільно з АТ «Турбоатом» продовжується створення швидкохідної насос-турбіни по- тужністю 200 МВт. На сьогодні ми завершили теоретичні дослідження і розробили ескіз про- точної частини. Зазначу, що на відміну від зви- чайних гідротурбін, для насос-турбін до 80-х років минулого століття не було методів про- ектування. Наш Інститут зіткнувся з цією проблемою при розробленні гідроагрегатів для Дністров- ської ГАЕС. Тоді ми фактично побудували свою теорію проектування насос-турбін. В Інституті проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України існує і по- стійно розвивається експериментальна база, зокрема гідродинамічні стенди, які мають ста- Рис. 2. Циліндри високого і середнього тисків надпо- тужної (1250 МВт) парової турбіни для АЕС виробни- цтва АТ «Турбоатом» роботу ми завершили ще у 2013 р., поставку першої турбіни на Мінську ТЕЦ-3 у Республі- ці Білорусь було здійснено тільки наприкінці минулого року (рис. 1). У галузі енергетичного турбобудування стратегічним партнером нашого Інституту є АТ «Турбоатом». Особливо наша співпраця інтенсифікувалася після підписання Генераль- ної угоди про науково-технічне співробітни- цтво між Національною академією наук Укра- їни та АТ «Турбоатом» у галузі енергетичного турбобудування. На підставі цієї угоди Ін- ститут спільно з АТ «Турбоатом» затвердили перспективний план співпраці, згідно з яким ми сьогодні активно працюємо. Назву лише окремі роботи, виконані в рамках цього спів- ро бітництва. Співробітники Інституту розробили про- точну частину циліндрів високого і середньо- го тисків нової надпотужної турбіни для АЕС виробництва АТ «Турбоатом». Її проектна по- тужність становить 1250 МВт. Завдяки засто- суванню створених нами методів розрахунку і проектування вдалося досягти унікальних ха- рактеристик, зокрема внутрішнього ККД по- над 96 % (рис. 2). Розроблено систему соплового регулюван- ня нового типу для парових турбін серії К-300. У запропонованій конструкції, на відміну від наявних систем, відсутня радіальна камера ви- рівнювання тиску. Замість неї встановлено до- датковий ступінь, а весь регулюючий відсік ви- конано діагональним зі спеціальною формою профілів лопаток. Це забезпечило можливість підвищення ККД залежно від режиму роботи на 5–10 %. Парк турбін цього типу тільки в Україні становить більш як 40 одиниць. У НАЕК «Енергоатом» на 2020–2021 рр. заплановано модернізацію кількох циліндрів низького тиску потужних парових турбін. З ме- тою економії коштів цю модернізацію викону- ватимуть з використанням резервних роторів. У цьому разі найбільший ефект можна отри- мати в останніх ступенях. Ми вже здійснюємо роботи з розроблення ступенів зі складними навалами лопаток напрямного апарату і новим робочим колесом, що дасть можливість змен- 46 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2019. (9) З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ тус національного надбання. Слід зазначити, що подібних лабораторій у світі налічується не більш як 15, причому дві з них знаходяться у Харкові — в нашому Інституті й на підпри- ємстві «Турбоатом». Однак ми не конкуруємо між собою, а знайшли шляхи для розвитку вза- ємовигідної співпраці. Зараз ми виконуємо роботи з підготовки модельних випробувань нової насос-турбіни. Завдяки застосуванню технології 3D-друку вдалося значно зменшити вартість і скороти- ти час виготовлення вузлів модельного блока. Так, вартість виготовлення модельного робо- чого колеса з металу становить у середньому 10 тис. дол. США, а з пластику на 3D-прин- тері — 4 тис. грн. Це дало змогу суттєво збіль- шити кількість досліджуваних варіантів. На рис. 4 показано, як виглядає спіральна камера, виготовлена за допомогою 3D-друку, і перший варіант робочого колеса. Співпраця з АТ «Турбоатом» не обмежуєть- ся лише гідрогазодинамікою проточних час- тин. Наші методи широко застосовуються при розрахунку на міцність і ресурс різних елемен- тів турбомашин: корпусів, роторів, лопаток із замками, кришок гідротурбін тощо. Крім того, ці методи використовуються і для термоеко- номічного аналізу, зокрема при створенні кон- денсаторів нового покоління потужних енер- гоблоків АЕС. На завершення теми про співробітництво з АТ «Турбоатом» скажу, що ми ретельно від- стежуємо світові тенденції в енергетичному турбобудуванні. Зокрема, наш Інститут ви- конував експертизу одного з проектів фірми Toshiba, у процесі якої ми мали змогу ознайо- митися з останніми досягненнями цієї компа- нії. Спираючись на цю інформацію, з повною відповідальністю можу стверджувати, що про- дукція АТ «Турбоатом» не лише відповідає сві- товому рівню, а й у багатьох напрямах сьогодні саме вона визначає світовий тренд розробок у цій галузі. Це стало можливим завдяки плідній співпраці з установами НАН України та закла- дами вищої освіти. Яскравим прикладом тому є зварні ротори, технологію виробництва яких було розроблено в Інституті електрозварюван- ня ім. Є.О. Патона НАН України. Приблизно 10 років тому в нашому Інституті було започатковано новий напрям, пов’язаний з турбомашинами, — розроблення проточних частин турбодетандерних агрегатів (рис. 5). Ці роботи виконуються у співпраці з нашим партнером — харківською компанією ПрАТ «Турбогаз». Ми адаптували й розвинули наші методи розрахунку і проектування проточних частин згідно з вимогами до цих об’єктів. Рис. 3. Нова лопатева система робочого колеса типу ПЛ-20, розроблена в Інституті проблем машинобуду- вання ім. А.М. Підгорного НАН України з використан- ням методів просторового профілювання для модерні- зації гідротурбін Кременчуцької ГЕС Рис. 4. Спіральна камера, виготовлена за допомогою 3D-друку, і перший варіант робочого колеса швидко- хідної насос-турбіни для ГАЕС потужністю 200 МВт ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2019, № 9 47 З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ Спочатку було розроблено методи побудови радіально-осьових робочих коліс турбін. Варто зазначити, що у світі застосовують радіально- осьові турбінні колеса виключно з «тонкими» лопатками з гострими вхідними кромками. Фа- хівці нашого Інституту довели, що для таких об’єктів доцільно використовувати спеціально спрофільовані лопатки з «товстими» вхідними кромками. Це дає низку переваг: ефективність, міцність, відсутність потреби в проміжних ло- патках. ПрАТ «Турбогаз» став першим у світі підприємством з виготовлення радіально- осьових робочих коліс турбін турбодетандерів з подібними лопатками. Далі ми навчилися проектувати осе-ра ді аль- ні робочі колеса компресорів, як з проміжними лопатками, так і без них, у тому числі колеса зі складними навалами лопаток. У результаті в нас склалася дуже тісна і плідна співпраця з ПрАТ «Турбогаз». Щороку ми виконуємо кілька спільних проектів. На- приклад, минулого року було започатковано 4 проекти для Узбекистану та Ірану. До речі, за- раз триває випробування однієї з розроблених минулоріч турбодетандерних установок. Отже, на сьогодні, завдяки багаторічним дослідженням, Інститут має у своєму розпо- рядженні методи, методології, а також знання про фізичні процеси та закономірності їх пе- ребігу, достатні для розроблення турбомашин будь-яких типів, технічні характеристики яких повністю відповідатимуть або навіть перевер- шуватимуть найкращі світові зразки. Інститут проблем машинобудування ім. А.М. Підгорного НАН України займається не тільки турбінною тематикою. Історично у нас склалася потужна школа з міцності щодо різних об’єктів, зокрема, як було вже сказано, і турбома- шин. Ми розробили різні методи моделювання напружено-деформованого стану, в тому числі на базі методу скінченних елементів з ураху- ванням пошкоджень матеріалу. Результати цих досліджень сьогодні широко використовуються на практиці, наприклад, у ДП «Конструкторське бюро «Південне» ім. М.К. Янгеля». Значних успіхів було досягнуто в дослі- дженнях різного типу багатошарового скління авіаційної та військової техніки і розробленні на цій основі методів його розрахунку. Фахівці Інституту створили методологію проектуван- ня скління техніки на задані характеристики. Отримані результати відповідають або навіть перевершують найкращі світові зразки. Так, було розроблено, випробувано і зараз експлу- атується на літаках Ан-148, Ан-158 і Ан-178 композиція полегшеного скління ТСК 008, за- вдяки якій вдалося зменшити масу літака на 21 %. Є й інші приклади успішного застосуван- ня таких підходів. Подальшим розвитком зазначених методів стало їх узагальнення для досліджень, спрямо- ваних на підвищення птахостійкості авіацій- них двигунів. Разом з ДП «Івченко–Прогрес» розроблено і затверджено технічне завдання на виконання програми досліджень за цією те- матикою. Понад 40 років в Інституті проблем маши- нобудування ім. А.М. Підгорного НАН Укра- Рис. 5. Турбодетандерна установка комплексної підго- товки газу і серія проточних частин турбін радіально- осьового типу, розроблених в Інституті проблем маши- нобудування ім. А.М. Підгорного НАН України 48 ISSN 1027-3239. Visn. Nac. Acad. Nauk Ukr. 2019. (9) З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ їни проводяться дослідження за напрямом «Водневі технології». Ще у 1970-х роках Хар- ковом їздили автомобілі з написом «воднева енергетика». Сьогодні цей напрям продовжує розвиватися, хоча акценти дещо змістилися. Так, на основі багаторічних досліджень розро- блено технологію, а згодом і діючі лаборатор- ні та напівпромислові зразки безмембранних електролізерів для генерації водню і кисню під високим тиском. Ці електролізери є унікаль- ними і мають низку переваг над світовими ана- логами: високу ефективність, тиск до 700 бар, відсутність коштовних матеріалів, зокрема металів платинової групи. Такі електролізери мають великий потенціал для застосування, що пов’язано насамперед з високим тиском, оскільки в такому стані водень і кисень як па- ливо мають якісно інші можливості. Їх мож- на ефективно використовувати, наприклад, у системах акумулювання енергії або для мережі паливних станцій, куди не потрібно буде до- правляти водень, адже його можна буде гене- рувати на місці. Інший напрям — використання водневих технологій для підвищення ефективності ма- лодебітних нафтогазових свердловин. Співро- бітники Інституту розробили ефективну, недо- рогу та екологічно чисту технологію, яку вже випробувано та впроваджено в Україні, Росії, Казахстані, Узбекистані, Туркменістані, Грузії, Китаї. Наступним, відносно новим, напрямом в Інституті стало дослідження теплового ста- ну контейнерів у сховищах відпрацьованого ядерного палива. Річ у тім, що в таких схови- щах основна увага приділяється радіаційній безпеці, тоді як тепловий стан контейнерів також потребує ретельного контролю. Для ви- рішення цього завдання ми використали наші методи, знання і досвід у галузі теплофізики. Досліджено і встановлено вплив метеороло- гічних умов на безпеку зберігання відпрацьо- ваного ядерного палива. Результати цих дослі- джень впроваджено на Запорізькому сховищі відпрацьованого ядерного палива, а працівник нашого Інституту став експертом МАГАТЕ з цих питань. В Інституті проводиться багато інших ціка- вих і актуальних досліджень, таких як ство- рення двигунів внутрішнього згоряння, що працюють на біопаливі, розроблення методів виготовлення та спалювання рідких компо- зитних палив, у тому числі зі стічних відходів (біомулів), відпрацьовуються завдання з опти- мального розташування об’єктів з урахуван- ням їх властивостей тощо. Завершуючи свій виступ, хотів би приділи- ти увагу деяким питанням, вирішення яких є необхідною умовою для забезпечення сталого і надійного функціонування Об’єднаної енер- гетичної системи України. В електрогенерую- чому балансі України передбачається значне зростання частки генерації на відновлюваних джерелах енергії, що зумовлює необхідність збільшення компенсувальних і маневрових потужностей. В Україні ці функції поклада- ються на енергоблоки ТЕС та ТЕЦ. Крім того, у зв’язку з відносно низькою собівартістю збе- рігатиметься велика частина генерації на АЕС. Виходячи з цих та інших факторів, на сьогодні критично важливими для енергетичної безпе- ки України є такі питання: 1) Потрібна модернізація і заміна енерго- блоків ТЕС і ТЕЦ, які виробили свій проек- тний і подовжений ресурси, а таких блоків у нашій тепловій енергетиці багато. Енергобло- ки українських ТЕС перебувають у найбільш критичному стані порівняно з іншими генеру- ючими потужностями. Більшість з них уже ви- робила встановлений і подовжений ресурси й наближається до критичного значення, проте за останні 5 років в Україні не відбулося жод- ної заміни енергоблоків ТЕС на нові. До того ж застаріле обладнання має низькі показники енергетичної ефективності, що крім зростання вартості електроенергії збільшує екологічне навантаження на навколишнє середовище. 2) Необхідне розроблення і впровадження на українських ТЕС енергоблоків з супернад- критичними початковими параметрами пари. Такі блоки (тиск 26–32 МПа, температура 580–620 °С) порівняно з блоками з надкри- тичними параметри пари (тиск 24–26 МПа, температура 540–580 °С) можуть забезпечити ISSN 1027-3239. Вісн. НАН України, 2019, № 9 49 З КАФЕДРИ ПРЕЗИДІЇ НАН УКРАЇНИ істотно підвищити економічність і зменшити теплові викиди. Установи НАН України (пере- дусім установи Відділення ядерної фізики та енергетики) можуть взяти участь у міжнарод- них проектах з розроблення ядерних реакторів 4-го покоління, а також зі створення парових турбін для АЕС з надкритичними початкови- ми параметрами пари. Що стосується науково-технічного і ви- робничого потенціалу України для вирішення цих завдань, на мою думку, він достатній. Ми маємо все необхідне: і потужні наукові устано- ви, і профільні підприємства, такі як АТ «Тур- боатом», НВКГ «Зоря»–«Машпроект», ДП «Івченко–Прогрес», ТОВ «Котлопром» та ба- гато інших. Однак без реальної підтримки дер- жави, а можливо, і запровадження спеціальної державної програми забезпечити в майбутньо- му стале функціонування енергетичної систе- ми України не вдасться. Дякую за увагу! За матеріалами засідання підготувала О.О. Мележик зниження питомих витрат палива на 20–25 %. При цьому в процесі переходу на підвищені по- чаткові параметри пари слід провести докорін- ну модернізацію або повну заміну котельного обладнання, а отже, доцільно встановлювати більш економічні та екологічно чисті котли з циркулюючим киплячим шаром. 3) Важливим є створення на базі газових енергоблоків ТЕЦ парогазових установок. Енергоблоки ТЕЦ працюють переважно на природному газі, тому їх доцільно модерні- зувати в парогазові установки, що дозволить зменшити питомі витрати палива на 25–30 %. 4) На часі розроблення і впровадження енергоблоків АЕС з реакторами четвертого покоління. До речі, сьогодні у світі активно ведуться роботи зі створення ядерних реак- торів 4-го покоління, які здатні забезпечити надкритичні початкові параметри пари (тиск 25 МПа, температура 500 °С). Впровадження таких реакторів на енергоблоці потужністю 1000 МВт забезпечить зниження питомих ви- трат палива приблизно на 20 %, що дасть змогу

Репозитарії

Схожі ресурси