1.2 Разработка экологически чистых паротурбинных установок нового поколения большой мощности и высокой эффективности на угле

Целью исследований является разработка научных и технологических основ для создания угольных энергоблоков на ультрасверхкритические параметры пара (не менее 35,0 МПа, 720-750 C) с КПД выше 51 %. Комплекс проведенных исследовательских и экспериментальных работ позволит разработать профиль экологически чистого угольного блока мощностью до 800 МВт с наивысшими экономическими и экологическими показателями и обосновать его применение в энергетике России.

Для достижения указанной цели будут проведены следующие исследования:

• исследования эксплуатационной надежности новых марок сталей и сплавов для параметров пара 720-750С, 35 МПа;

• расчетно-аналитические и экспериментальные исследования топочного устройства и гидравлической схемы котельного агрегата;

• газодинамические исследования проточной части турбины и выхлопного тракта турбинной установки;

• исследования и оптимизация тепловой схемы блока на ультрасверхкритические параметры пара;

• исследования процессов улавливания загрязняющих веществ в комбинированных аппаратах для разработки и выбора их конструктивных и режимных параметров, обеспечивающих минимальный уровень выбросов;

• экспериментальная проверка основных технических решений по оборудованию на стендах, пилотных и промышленных установках;

• разработка технических требований на основное и вспомогательное оборудование энергоблока.

1.3 Разработка парогазовых установок большой мощности на угле

Основной целью комплекса проведенных исследований будет разработка технологии для сооружения надежных, экологически чистых энергетических установок с газификацией углей и других нетрадиционных источников (биомассы, продуктов обогащения углей, переработки нефти и др.)

Для реализации данной цели будут проведены следующие исследования:

• исследование процессов в технологиях газификации различных видов топлива при изменении режимных и конструктивных параметров;

• исследования технологий высокотемпературной газоочистки синтетических газов от вредных примесей;

• исследование процессов конверсии синтетических газов и выделения CO₂ из них;

• исследование процессов разделения O₂ и N₂ в мембранах;

• исследование и экспериментальная проверка основных технических решений на опытно-промышленной установке электрической мощностью около 20 МВт;

• разработка технических требований на основное и вспомогательное оборудование мощной энергетической установки с газификацией твердого топлива.

1.4 Разработка новых экологически чистых энергетических технологий для систем централизованного теплоснабжения

В результате проведения комплекса теоретических и экспериментальных исследований будут разработаны перспективные технологические комплексы на основе высокоэкономичных теплофикационных парогазовых и паротурбинных установок электрической мощностью до 200 МВт с использованием теплонасосных установок и источников низкопотенциального тепла, обеспечивающие коэффициент использования тепла топлива до 95 %.

Для достижения указанной цели будут проведены следующие исследования и разработки:

• исследования, направленные на разработку основного и вспомогательного оборудования для перспективных теплофикационных парогазовых и паротурбинных установок мощностью до 200 МВт;

• исследования по определению эффективности использования комбинированного производства электроэнергии и тепла в энергетике, промышленности и ЖКХ, оптимизации режимов его использования;

• исследования по оптимизации тепловой схемы на основе теплофикационных парогазовых и паротурбинных установок с использованием тепловых насосов и источников низкопотенциального тепла;

• исследование процессов в тепловых насосах с целью определения основных показателей работы теплонасосной установки;

• экспериментальная проверка принятых технических решений по оборудованию на стендах и пилотных установках;

• разработка технических требований на основное и вспомогательное оборудование высокоэффективных когенерационных установок.