РАЗРАБОТКА НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ И МАНЕВРЕННОСТИ КИСЛОРОДНО-ТОПЛИВНЫХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ

В ходе первого полугодия 1 года будут: - разработаны тепловые схемы, математические модели и алгоритмы расчета вариантов кислородно-топливных энергетических комплексов с углекислотной и паровой конверсией природного газа, с интегрированными циклами на низкокипящем теплоносителе и с газификацией угля, КПД нетто по отпуску электроэнергии которых должен превышать 50% с учетом затрат энергии на производство кислорода и захоронение избыточного диоксида углерода; - проведены расчеты тепловых схем кислородно-топливных энергетических комплексов. В ходе второго полугодия 1 года будут: - проведены конструкторские расчеты энергетического оборудования кислородно-топливных энергетических комплексов, включая газовую турбину для выработки пиковой мощности, теплообменный аппарат, работающий на низкокипящем теплоносителе и хранилищ продуктов газификации угля; - проведены численные расчеты тепловых и газодинамических процессов, протекающих в проточной части энергетического оборудования кислородно-топливных энергетических комплексов, включая газовую турбину для выработки пиковой мощности, теплообменный аппарат, работающий на низкокипящем теплоносителе; - разработан метод повышения газодинамической эффективности газовой турбины для выработки пиковой мощности, обеспечивающий снижение газодинамических потерь не менее чем на 10%; - разработана эффективная поверхность нагрева для теплообменного аппарата, работающего на низкокипящем теплоносителе, обеспечивающая повышение интенсивности протекающих теплообменных процессов не менее чем на 10%; - сформулированы технические требования в виде проектов технических заданий на проведение ОКР по созданию хранилищ продуктов газификации угля, пиковой газовой турбины и теплообменного аппарата на низкокипящем теплоносителе для кислородно-топливных энергетических комплексов мощностью 100-300 МВт; - разработаны 3D модели и чертежи энергетического оборудования кислородно-топливных энергетических комплексов мощностью 100-300 МВт, включая хранилища продуктов газификации угля, пиковую газовую турбину и теплообменный аппарат на низкокипящем теплоносителе; - подготовлены 2 заявки на изобретения. В ходе первого полугодия 2 года будут проведены: - разработка методики размещения КТЭК, а также разработаны рекомендации по выбору ее расположения. - исследование влияния температуры воздуха на энергетическую эффективность ВРУ и КТЭК; - проведен одномерный тепловой и конструкторских расчет углекислотной турбины, углекислотного компрессора и рекуператора; - разработаны методика и рекомендации к выбору оптимальной стратегии изменения режима КТЭК; - построены режимные карты и проведено исследование эффективности КТЭК при изменении режимов работы. В ходе второго полугодия 2 года: - разработано технико-экономическое обоснование выбора конструктивных особенностей теплообменных аппаратов, работающих на углекислотном теплоносителе; - исследовано влияния величины недогрева для углекислотных теплообменников, служащих для регенерации теплоты, промежуточного охлаждения рабочей среды и утилизации источников низкопотенциальной теплоты, на эффективность и на площадь кислородно-топливного энергетического комплекса; - разработаны модели оценки стоимости углекислотных теплообменных аппаратов. - разработано технико-экономическое обоснование выбора конструктивных параметров и характеристик углекислотных радиальных турбомашин для установки на низкокипящем теплоносителе; - обосновано границы перехода от радиальных к осевым углекислотным турбинам с учетом массогабаритных и газодинамических характеристик конструкций; - исследовано влияния ключевых параметров на массогабаритные и газодинамические характеристики радиальных углекислотных турбин; - разработана модель оценки стоимости радиальной турбины, работающей на углекислотном рабочем теле; - обосновано границы перехода от радиальных к осевым углекислотным компрессорам с учетом массогабаритных и газодинамических характеристик конструкций; - исследовано влияния ключевых параметров на массогабаритные и газодинамические характеристики радиальных углекислотных компрессоров; - разработана модель оценки стоимости радиального компрессора, работающей на углекислотном рабочем теле; - разработано технико-экономическое обоснование использования цикла на низкокипящем теплоносителе в составе кислородно-топливного энергетического комплекса для полезной утилизации низкопотенциальной теплоты; - разработаны модели оценки стоимости энергетических установок на низкокипящем теплоносителе; - исследовано влияние ключевых параметров на финансово-экономические показатели проекта модернизации кислородно-топливного энергетического комплекса за счет надстройки цикла на низкокипящем теплоносителе.