• Лаборатория исследования энергетических установок № 71
• Лаборатория термодинамики № 72
• Лаборатория динамики парогенерирующих систем № 73

Направления научных исследований отдела:

• методы математического моделирования и оптимизации параметров и технологических схем теплоэнергетических и энерготехнологических установок различного назначения.
• методы оптимизации режимов функционирования тепловых электрических станций.
• системные исследования и разработка научных основ высокоэффективных и экологически безопасных энергетических технологий и систем, включая системы с распределенной генерацией;
• развитие моделей и методов равновесной термодинамики на основе математического программирования;
• теоретические и экспериментальные исследования процессов образования вредных веществ в энергоустановках и поиск эффективных методов снижения выбросов;
• анализ влияния физико-химических ограничений на развитие энергетических технологий;
• исследование процессов трансформации отходов в энергетике в окружающей среде;
• исследование направлений развития ядерной энергетики, возобновляемых источников энергии, гидроэнергетики, космических энергетических систем.
  
• методы и средства теплофизических исследований динамических процессов в элементах энергетических установок.

Основные результаты исследований отдела за последние годы.

В отделе разработан оригинальный подход и методика автоматизации построения математических моделей теплоэнергетических установок и тепловых станций различных типов. На этой основе созданы программно-вычислительные средства для персональных компьютеров, которые автоматически позволяют формировать математические модели для статических и динамических расчетов, включая формирование графического изображения расчетной схемы, планирование расчетов, генерацию компьютерной программы.

Созданы эффективные методы оптимизации параметров и схем теплоэнергетических установок. На основе этих методических и программных разработок выполнены технико-экономические исследования парогазовых установок (ПГУ), сжигающих природный газ, ПГУ с газификацией угля, теплосиловой части энергоблока АЭС с водо-водяными реакторами, энерготехнологических установок синтеза метанола из углей восточных регионов страны.

Разработаны методы математического моделирования и оптимизации, применимые при оперативном управлении режимами работы теплоэлектроцентралей с разнотипным оборудованием и сложной технологической схемой.

С использованием экспериментальной установки "Высокотемпературный контур", оснащенной средствами автоматизации теплофизического эксперимента, проводятся исследования нестационарных гидродинамических процессов в водоохлаждаемых каналах ядерных реакторов. Выявлено возбуждение интенсивных пульсаций давления и ударных волн при быстром вскипании недогретой до температуры кипения жидкости на поверхности импульсивно разогреваемого тепловыделяющего элемента в кольцевом канале. Изучаются условия возникновения интенсивных взаимодействий около разогретой поверхности и их связь со структурой парожидкостного слоя теплоносителя.

Ведется разработка методов нелинейной теории динамики процессов теплообмена в энергоустановках на основе интегральных и дифференциальных моделей, ориентированных на решение задач реального времени. На этой основе создаются компьютерные тренажеры для тепловых электростанций, интегрируемые в состав современных АСУ ТП ТЭС.

Формализованное описание взаимосвязей между моделями частичных равновесий и уравнениями процессов переноса. Распространение моделей экстремальных промежуточных состояний (МЭПС) на пространственно неоднородные системы. Создание МЭПС с координатами реакций в качестве переменных. Построение экстремальных моделей гидравлических цепей, в т.ч. гетерогенных. Развитие методов поиска экстремальных состояний термодинамических систем применительно к решению задач с большим разбросом значений переменных (премия РАН им. Г.М.Кржижановского 2008 г.).

Термодинамический анализ энергетических технологий и их воздействия на окружающую среду

Исследование энергетических и экологических характеристик нестационарных процессов сжигания и газификации твердого топлива. Изучение термодинамических особенностей процессов образования оксидов азота при горении. Исследование процессов вторичного загрязнения атмосферы выбросами объектов энергетики.

Экспериментальные исследования теплоэнергетических процессов

Экспериментальное определение удельных выбросов продуктов неполного сгорания (СО, сажи, ПАУ, в т.ч. бенз(а)пирена), а также оксидов серы и азота при сжигании углей Восточной Сибири и дров в котельных разной мощности и домовых печах.