научный журнал по энергетике Известия Российской академии наук. Энергетика ISSN: 0002-3310

Архив научных статейиз журнала «Известия Российской академии наук. Энергетика»

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ВОЗОБНОВЛЯЕМОГО ИСТОЧНИКА ЭНЕРГИИ ДЛЯ ИЗОЛИРОВАННОГО ОТ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ ПОТРЕБИТЕЛЯ

    ИВАНОВА И.Ю., ТУГУЗОВА Т.Ф., ХАЛГАЕВА Н.А. — 2014 г.

    Постановка задачи обусловлена необходимостью учета при оценке эффективности возобновляемых источников энергии фактора несовпадения графиков потребления энергии изолированным от энергосистемы потребителем и ее выработки таким энергоисточником. Приводятся методика определения оптимальной мощности возобновляемого энергоисточника, основные расчетные формулы, критерий оптимальности.

  • ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛЕВОДОРОДНОГО СОСТАВА ВУЛКАНИЧЕСКОЙ НЕФТИ МЕТОДОМ ГХ-МС

    ВАРФОЛОМЕЕВ С.Д., КОНОНИХИН А.С., КУКУЕВ Е.Н., НИКОЛАЕВ Е.Н., ПЕКОВ С.И., ПОПОВ И.А. — 2014 г.

    В работе был применен метод газовой хроматографии с масс-спектрометриче-ским детектированием компонентов для анализа углеводродного состава и поиска биомаркеров в вулканической нефти с полуострова Камчатка, гидротермального поля вулкана Узон. С помощью ионных хроматограмм были установлены классы биомаркеров, присутствующих в нефти. Сравнительный анализ полученных данных позволяет сделать выводы о процессах формирования нефти в специфичных условиях вулканически-активных областей земной коры.

  • ОПТИМАЛЬНАЯ ТОЛЩИНА АНИЗОТРОПНОГО ПОКРЫТИЯ НА ОХЛАЖДАЕМОЙ СТЕНКЕ ПРИ ЛОКАЛЬНОМ ВНЕШНЕМ НАГРЕВЕ

    ЗАРУБИН В.С., КОТОВИЧ А.В., КУВЫРКИН Г.Н. — 2014 г.

    Построена математическая модель процесса стационарной теплопроводности при локальном нагреве внешней поверхности анизотропного покрытия на охлаждаемой плоской стенке. Тепловой контакт между покрытием и стенкой принят неидеальным. Определена оптимальная толщина покрытия, при которой температура наиболее нагретой точки на его внешней поверхности будет минимальной. Установлено, что при наличии идеального теплового контакта между покрытием и стенкой указанный минимум отсутствует.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ ПРИ КОММУТАЦИИ В ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ МНОГОУРОВНЕВЫХ ИНВЕРТОРАХ НАПРЯЖЕНИЯ

    ВОРОНИН И.П., ВОРОНИН П.А., ПАНФИЛОВ Д.И., РОЖКОВ Д.В. — 2014 г.

    В статье представлена реализация схемотехнических методов оптимизации мощности динамических потерь в многоуровневых преобразователях с фиксированной нейтралью. На основании анализа характеристик известных преобразователей с “мягкой” коммутацией выделены два базовых типа, с помощью которых получены новые схемные решения для применения в многоуровневых инверторах с повышенным напряжением и мощностью. Предложены варианты, в которых с помощью принудительного резонанса обеспечивается максимально эффективное разделение фронтов тока и напряжения на ключевых элементах многоуровневой схемы. Схемные решения позволяют сократить до 90% динамические потери в силовых ключах многоуровневого преобразователя.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ТЭЦ ДЛЯ МАКСИМИЗАЦИИ ПРИБЫЛИ В УСЛОВИЯХ БАЛАНСИРУЮЩЕГО РЫНКА ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ

    КЛЕР А.М., МАКСИМОВ А.С., СТЕПАНОВА Е.Л., ЧАЛБЫШЕВ А.В. — 2014 г.

    Рассматривается методика решения задачи максимизации прибыли теплоэлектроцентрали на оптовом рышке электроэнергии в секторе "Балансирующий рынок" за счет дополнительной загрузки включенного электрогенерирующего оборудования. Приведены задачи оптимизации производства тепловой и электрической энергии с учетом текущего режима работы станции, фактического состояния основного оборудования и прогнозного Индикатора балансирующего рынка. Представлен пример оптимизации загрузки оборудования крупной тепловой электрической станции для максимизации ее прибыли.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМОВ РАБОТЫ ЭНЕРГОБЛОКОВ ТЭЦ

    БОРУШ О.В., ЗЫКОВ С.В., НОЗДРЕНКО Г.В., ЩИННИКОВ П.А. — 2014 г.

    В статье рассматривается развитие дифференциальной эксергетической методики в рамках практического приложения такого подхода к решению задачи оптимизации режимов работы теплофикационных энергоблоков ТЭЦ как многоцелевых энергоблоков, что позволяет получить дополнительную информацию об эксергетической эффективности энергоблоков и ТЭЦ с учетом режимных особенностей отпуска теплоэнергии и ее работоспособности. Приводится принципиальный алгоритм оптимизации режимов работы теплофикационных энергоблоков ТЭЦ.

  • ОПТИМИЗАЦИЯ СУТОЧНЫХ ГРАФИКОВ НАГРУЗКИ АКТИВНЫХ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ

    ВОРОПАЙ Н.И., КОЗЛОВА Е.В., СТЕПАНОВ В.С., СТЫЧИНСКИ З.А., СУСЛОВ К.В. — 2014 г.

    Статья представляет методику оптимизации суточных графиков нагрузки активных потребителей, которая иллюстрируется результатами оптимизации для трех конкретных потребителей. Выполненные исследования с использованием разработанной оптимизационной модели показали эффективность оптимизации их суточных графиков нагрузки при наличии дифференцированных тарифов на электроэнергию в различные периоды суток.

  • ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ В СИСТЕМЕ С АКТИВНОЙ ТЕПЛОЗАЩИТОЙ

    АТТЕТКОВ А.В., ВОЛКОВ И.К. — 2014 г.

    С использованием композиции сингулярного и регулярного интегральных преобразований в аналитически замкнутом виде найдено решение задачи об определении температурного поля в многослойной конструкции, имитируемой охлаждаемой изотропной пластиной с активной теплозащитой, представляющей собой систему из термоактивной прокладки и анизотропного покрытия, внешняя поверхность которого подвержена воздействию нестационарного теплового потока.

  • ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ВЫХОДА РАДИОАКТИВНОСТИ ИЗ ЗАТОПЛЕННОГО АТОМНОГО ОБЪЕКТА СО СЛОЖНОЙ СИСТЕМОЙ ЗАЩИТНЫХ БАРЬЕРОВ

    БИЛАШЕНКО В.П., СОТНИКОВ В.А. — 2014 г.

    Проблема реабилитации Арктики от затопленных ядерно-опасных объектов (ЗЯРОО) сохраняет высокую актуальность. Опасность представляют объекты с отработавшим ядерным топливом, а также реакторные конструкции с высоким уровнем наведенной активности, затопленные в 1961 - 1993 гг. в морях Северного Ледовитого океана. При выполнении исследований по классификации и типизации этих объектов по степени опасности определяющим является оценка времени их разгерметизации и выхода в среду продуктов деления топлива и продуктов коррозии активированных элементов конструкций. Разработана методика оценки времени разгерметизации с учетом физико-химических свойств морской воды на глубине затопления, материалов, применяемых при консервации, и последовательности защитных барьеров. Ввиду конструкционной сложности объектов - эшелонированной защиты и "индивидуальности" подготовки перед затоплением - применение расчетной методики становится многофакторной задачей с вероятностным подходом к решению, отчего возрастает роль экспертных оценок. В первую очередь, это касается определения вероятных путей поступления морской воды в ЗЯРОО. В данной статье на примере нескольких объектов представлен расчет времени их полного разрушения в соответствии с разработанной методикой, а также обоснование необходимости использования качественного подхода, базирующегося на учете мнений ведущих экспертов.

  • ОСОБЕННОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ ТЕРМОЯДЕРНЫХ РЕАКТОРОВ НА ОСНОВЕ ТОКАМАКОВ

    БЕЛЯКОВ В.А., СЫЧЕВСКИЙ С.Е. — 2014 г.

    Создана и применена на практике технология численного моделирования электромагнитных полей реакторов на базе токамаков, которая используется для решения практических задач расчетной поддержки проектирования. Вычислительные модели учитывают особенности исследуемых магнитных систем. Разработано несколько независимых комплексов программ, которые обеспечивают взаимную проверку численных результатов. Результатом моделирования являются детальные пространственные и временные распределения электромагнитных полей, вихревых токов, сил, тепловыделений, магнитных потоков и интегральные величины нагрузок. Технология опирается на длительный опыт работы в проекте Международного термоядерного экспериментального реактора ИТЭР и соответствует современному мировому уровню.

  • ОЦЕНКА НЕСТАЦИОНАРНОГО ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В ПОЛОЙ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ТЕПЛОВЫДЕЛЯЮЩЕЙ СБОРКЕ ПРИ НЕСИММЕТРИЧНЫХ УСЛОВИЯХ ОХЛАЖДЕНИЯ

    ЛОГИНОВ В.С., СИМОНОВА О.С. — 2014 г.

    Получены точное для стационарного и приближенное для нестационарного режимов аналитические решения для полого цилиндрического активного элемента (твэл) при несимметричных условиях охлаждения. Они могут быть использованы для оценки теплового состояния этого элемента при изменении тепловыделения по радиусу.

  • ОЦЕНКА ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОЙ И ЭКОНОМИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВ-НОСТЕЙ УСТАНОВОК БЕСТОПЛИВНОЙ ГЕНЕРАЦИИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ НА ОСНОВЕ ОДНОИ ДВУХСТУПЕНЧАТЫХ ДЕТАНДЕР-ГЕНЕРАТОРНЫХ АГРЕГАТОВ И ПАРОКОМПРЕССИОННЫХ ТЕПЛОВЫХ НАСОСОВ

    АГАБАБОВ В.С., БАЙДАКОВА Ю.О. — 2014 г.

    Замена дросселирования на станциях технологического понижения давления газа детандер-генераторной технологией позволяет вырабатывать электроэнергию, используя технологический перепад давлений транспортируемого газа. Недостаток такого способа генерации электроэнергии - существенное охлаждение газа на выходе из детандера, что вызывает необходимость его подогрева. В качестве источника энергии для подогрева газа возможно использование низкопотенциальной теплоты, потенциал которой повышается с помощью теплонасосных установок (ТНУ). При этом часть вырабатываемой детандер-генераторным агрегатом (ДГА) электроэнергии необходимо затратить для обеспечения работоспособности ТНУ [1]. Поскольку сжигания органического топлива не требуется, генерация электроэнергии таким способом является бестопливной, это позволяет сократить затраты топлива на генерацию электроэнергии и эмиссию CO 2 и NO^. Применение таких установок возможно на промышленных предприятиях - крупных потребителях природного газа и на тепловых электростанциях.

  • ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АКТИВНОЙ СИСТЕМЫ ОТВОДА ОСТАТОЧНОГО ТЕПЛОВЫДЕЛЕНИЯ ПРИ ОБЕСТОЧИВАНИИ НА ПРИМЕРЕ РЕАКТОРА ВВЭР-1000

    АМИНОВ Р.З., ЮРИН В.Е. — 2014 г.

    Предложена и проанализирована активная система отвода остаточного тепловыделения, которая в сочетании с водородным комплексом позволяет получить необходимый для потребителей первой и второй категорий уровень электрической мощности в дополнительной турбоустановке за счет пара, генерируемого остаточным тепловыделением в первые часы после обесточивания, и пара, генерируемого в водородном парогенераторе на втором этапе расхолаживания. Проведена оценка безопасности АЭС при установке на станции дополнительной постоянно действующей турбоустановки, использование которой позволяет существенно повысить надежность электроснабжения собственных нужд станции при обесточивании, и снизить вероятность аварий с повреждением активной зоны, оценка экономического эффекта от снижения риска возникновения аварии с разрушением активной зоны.

  • ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ОСВОЕНИЯ ГЕОТЕРМАЛЬНЫХ РЕСУРСОВ

    АЛХАСОВ А.Б., АЛХАСОВА Д.А. — 2014 г.

    Обоснована возможность эффективного освоения геотермальных ресурсов Северокавказского региона путем строительства бинарных геотермальных электростанций (ГеоЭС) с использованием простаивающих нефтяных и газовых скважин. Подсчитаны мощности и основные характеристики ГеоЭС на перспективных площадях. Показана перспективность геотермально-парогазовых технологий, позволяющих с высокой эффективностью использовать термальные воды низкого энергетического потенциала (80-100°C) для выработки электроэнергии.

  • ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ КИСЛОРОД-ВОДОРОДНОГО ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОГО ГЕНЕРАТОРА КОСМИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

    ГЛУХИХ И.Н., ЧЕЛЯЕВ В.Ф., ЩЕРБАКОВ А.Н. — 2014 г.

    Описывается методика охлаждения бортового кислородо-водородного электрохимического генератора (ЭХГ). Помимо электроэнергии такой агрегат вырабатывает реакционную воду и тепло, которое является дополнительной нагрузкой на систему терморегулирования космического аппарата. Последнее нежелательно при длительных полетах, когда удельные энергетические характеристики бортовых систем имеют определяющее значение. Предлагается частично компенсировать энергозатраты системы терморегулирования аппарата на охлаждение ЭХГ за счет испарения реакционной воды последнего в вакуум (либо за счет сублимации льда, если давление в окружающем пространстве ниже давления в тройной точке воды). Такой способ охлаждения ЭХГ повышает удельные энергетические параметры бортовой системы электропитания и из-за наличия отрицательной обратной связи делает работу этой системы более устойчивой. Оценки показывают, что при электрическом КПД ЭХГ 60% за счет испарения его реакционной воды возможно компенсировать примерно половину тепла, выделяемого генератором. При этом даже небольшое увеличение КПД генератора приводит к значительному повышению эффективности испарительной системы его охлаждения.

  • ПОЭТАПНЫЙ ПОДХОД К ПОВЫШЕНИЮ ОБОСНОВАННОСТИ ДОЛГОСРОЧНЫХ ПРОГНОЗОВ РАЗВИТИЯ ТЭК И К ОЦЕНКЕ СТРАТЕГИЧЕСКИХ УГРОЗ

    КОНОНОВ Ю.Д. — 2014 г.

    Рассматривается возможность повышения качества долгосрочных прогнозов развития ТЭК за счет поэтапного сужения области неопределенности, выделения и решения ключевых задач: оценки стратегических угроз и долгосрочной конъюнктуры региональных энергетических рынков.

  • ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНЫХ МАСШТАБОВ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВСЕРЕЖИМНОЙ ПГУ-20/25Т ДЛЯ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ НОВЫХ РАЙОНОВ МАЛЫХ ГОРОДОВ В ПЕРИОД ДО 2030 Г

    ПАНКРУШИНА Т.Г., ХОРШЕВ А.А., ШУЛЬГИНА В.С. — 2014 г.

    В статье представлены предварительные результаты исследования эффективности ПГУ-20/25Т, разрабатываемой Всероссийским теплотехническим институтом. Ее отличительная черта - всережимность, т.е. возможность эффективной эксплуатации в независимых режимах по электрическому и тепловому графику, а также в режиме регулирования частоты и мощности в энергосистеме. В ходе исследования в качестве потенциальной области эффективного применения данной установки были выделены новые районы малых городов с населением 50-100 тыс. чел. На примере нескольких городов-представителей оценена общественная эффективность ПГУ-20/25Т по сравнению с альтернативными технологиями теплофикации на газе. Предварительно определены эффективные масштабы развития и наиболее предпочтительные регионы размещения ТЭЦ на базе ПГУ-20/25Т в ЕЭС России. Проведенное исследование показало достаточную конкурентоспособность рассматриваемой установки по сравнению с альтернативными технологиями теплофикации и значительные возможности ее эффективного применения.

  • ПРИБЛИЖЕННАЯ ОЦЕНКА ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ПРИ МАЛЫХ ЧИСЛАХ ФУРЬЕ (FO < 0,01)

    ЛОГИНОВ В.С., СИМОНОВ Д.А., СИМОНОВА О.С. — 2014 г.

    Получены приближенные аналитические решения для активных элементов классической формы (пластина, цилиндр, шар) при граничных условиях первого и третьего родов. Они могут быть использованы для оценки начальной стадии тепловых процессов при изменении тепловыделения во времени.

  • ПРИМЕНЕНИЕ АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ РАСЧЕТА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ИЗЛУЧАЮЩЕЙ ПЛАСТИНЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕПЛОСБРОСА С БОРТА КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА

    ЕРМОЛАЕВА Ю.О., РИЗАХАНОВ Р.Н., СИГАЛАЕВ С.К. — 2014 г.

    Аналитически решается двумерная задача распределения температуры на поверхности плоского холодильника-излучателя с учетом зависимости температуры теплоносителя от излучающих характеристик перемычек. Исследовано влияние коэффициента теплопроводности материала перемычек на геометрические размеры секций холодильника-излучателя при различных расстояниях между трубками с теплоносителем.

  • ПРОТОТИП ПРОГРАММНОГО СРЕДСТВА ВОССТАНОВЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АВАРИЙНОГО РАДИОАКТИВНОГО ВЫБРОСА АЭС ПО ДАННЫМ С ПОСТОВ КОНТРОЛЯ МОЩНОСТИ ДОЗЫ

    КРАСНОПЕРОВ С.Н., МЕРКУШОВ Д.В., УШМАЕВ О.С. — 2014 г.

    В статье представлены результаты разработки прототипа программного средства, позволяющего оперативно восстанавливать характеристики радиоактивного выброса в атмосферу по данным с постов контроля мощности дозы после прохождения радиоактивного облака. Предложен и реализован алгоритм восстановления в условиях неопределенности исходных данных по метеорологической обстановке.