• Energy Research
• other engineering and technologies close
• 7. Clean energy close
• 13. Climate action close
• 15. Life on land close
• 2. Zero hunger close
• Russian close

В связи с неустойчивой ситуацией на мировом рынке нефти уголь становится основным источником органического сырья для химической и металлургической промышленности. Ископаемые угли способны накапливать значительное количество элементов и примесей, нередко достигающих промышленно значимых концентраций. Ресурсы скандия и других редких элементов только в угольных месторождениях Сибири способны обеспечить его мировые потребности на несколько десятилетий. В работе решаются комплексные задачи, связанные с извлечением оксидов металлов по разработанной схеме обогащения для обеспечения необходимого уровня термопластичности, который определяет качество и характеристики металлургического кокса.В лабораторных условиях проведены опыты по обогащению высокозольных углей, содержащих в своем составе наибольшее количество металлов. При помощи модернизированного пластометра Гизелера определены значения термопластичности. При современных технологиях и оборудовании на базе отдельных месторождений можно создать рентабельное производство обогащенных коксующихся углей при попутном извлечении редких металлов. Доказано, что наиболее перспективно извлечение из углей скандия и комплекса редких металлов в виде оксидов. As the world oil market tends to be highly volatile, the coal becomes a primary source of organic raw materials for chemical and metallurgical industries. Fossil coals can accumulate high amounts of elements and mixtures quite often reaching commercially valuable concentrations. Reserves of scandium and other rare elements in coal deposits in Siberia alone are sufficient to satisfy the expected global demand for several decades. This study is intended to solve complex tasks associated with extraction of metal oxides using the developed enrichment method to ensure the required thermal plasticity determining the quality and properties of metallurgical coke.Laboratory experiments have been conducted for the enrichment of high-ash coals containing the highest concentrations of metals. Thermal plasticity values have been determined with the help of Gieseler plastometer . Using modern technologies and equipment individual deposits can be turned into profitable production of enriched coking coals with concurrent extraction of rare metals. It has been proven that the highest commercial potential lies with the extraction of scandium and some other rare metals in the form of oxides from the coal.. №4 (220) (2017)

The paper presents the assumptions for the computer simulation of a forest fire in accordance with digital topographic map of forests and short-term weather forecast. To conduct the simulation, a software has been created. The software includes deterministic mathematical model of a forest fire. Input data have been extracted from the short-term weather forecast and the digital forest maps. The application range covers both planning of a controlled fire, e.g. in cases when the fires are intentionally started by the forest services to get rid of accumulated forest material, as well as to plan extinguishing actions and to plan appropriate disposal of resources during the extinguishing of a forest fire. Creation of the described simulation environment arises from the need of optimum planning of the extinguishing actions in local fire service centers. The initial risk assessment in the stage of planning the extinguishing action, will allow efficient management of equipment by the local units. It also prevents from repeating wrong decisions made in the early stages. This need imposes limiting the use of equipment platforms to medium class PC’s. The outcomes of the paper provides accessibility of a tool supporting the decision making process and assessing the damages in the high risk conditions of a forest fire. Furthermore, conducting a simulation allows to estimate the need for fire fighting equipment in the case of total and border extinguishing of a fire, for different weather conditions, considering fire density. В работе представлены рекомендации для компьютерной симуляции лесного пожара, основанной на цифровой топографической информации о лесах и краткосрочном прогнозе погоды. Для проведения симуляции было создано программное обеспечение, содержащее детерминированную математическую модель лесного пожара. Входные данные были получены из краткосрочного прогноза погоды и цифровых карт лесов. Область применения симуляции планирование контролируемого пожара, намеренно вызванного лесными службами с целью удаления избытка собранного лесного материала, а также планирование пожаротушащих работ и распределение ресурсов во время тушения лесного пожара. Создание данного инструмента симуляции обосновано необходимостью оптимально планировать пожартушащие работы в местных центрах пожарной службы. Ранняя оценка риска на этапе планирования пожаротушащей работы позволит эффекитвно рапределять средства местными центрами и предотвратить ошибки при принятии решений на ранних этапах. Вышеуказанная необходимость вынуждает ограничить применение оборудования до персональных компьютеров среднего класса. Результат работы обеспечивает доступность инструмента, поддерживающего принятие решений и оценки потерь в условиях повышенной угрозы лесного пожара. Кроме того, симуляция позволяет оценить необходимое количество средств для тушения целой территории, охваченной пожаром или только её края при разных погодных условиях, с учётем огневой нагрузки данного участка.

Ключевые технологии, позволяющие реализовать надёжный котёл суперсверхкритического давления (ССКД), описаны на основе исследований и разработок начиная с 1980-х годов, с акцентом на пять аспектов, таких как применение ферритных сталей с повышенным пределом ползучести (ФСПП), подавление высокотемпературной коррозии, контроль качества воды, разработка экранов водяного испарителя и использования экологически благоприятного оборудования. В частности, необходим осознанный подход к применению стали ФСПП. The key technologies which enable the realization of reliable USC boiler are described, based on the research and development activities since 1980s, focusing on five issues, such as to manage creep strength enhanced ferritic steel (CSEF), to suppress high temperature corrosion, to control water quality, to design water wall evaporator and to adopt environmentally friendly equipment. Particularly, deliberate approach to apply CSEF steel is highly desirable. №5(1054) (2019)

The occurrences of Cambro-Ordovician organic-rich black shale and their metamorphosed Precambrian and Lower Palaeozoic analogues have been known in Fennoscandia for a long time. These rocks show high concentrations of U, Mo, V, Zn, Pb, Ni and other metals. For example, Estonian uranium reserves have been estimated at 6.6 million tons (U 3O 8). Apart from commercial interest, there are environmental aspects related to black shale. Early mining in Sweden and Estonia caused significant damage to environment. Black shale emanates radon, and the weathering of shale releases harmful elements into the soil and groundwater. As the Fennoscandian and Baltoscandian black shale provides a large lithological and geochemical variety of shale and meta-shale, there is need for a new and updated assessment and re-evaluation of this resource. Our proposal is to feed geological, geochemical and environmental information into the Fennoscandian-Baltoscandian Black Shale Database (FBSD) with browser-based visualization possibilities. The database gathers data on both Paleozoic and Precambrian rocks, and includes shale stratigraphy, resource, metal/element distribution, environmental impact assessment, soil and groundwater impact, etc. Some visualizations have been presented using Estonian graptolite argillites as an example.

Рассмотрены возможности использования уже имеющихся отработанных конструкций малоэмиссионных камер сгорания (МЭКС) ГТУ со своим понятным алгоритмом управления в других ГТУ, например, при их модернизации. Показан опыт ОАО ВТИ по использованию разработанной им конструкции МЭКС, прошедшей успешные испытания на стенде полных параметров и рекомендованной для установки на двигатель, в качестве прототипа для разработки МЭКС на существенно меньшей мощности. Рассмотрены принципы и критерии подобия и этапы, необходимые для успешного выполнения масштабирования МЭКС. Приведены результаты испытаний разработанной модели МЭКС и прототипа при неполном давлении на стенде ОАО ВТИ по алгоритмам прототипа. Достигнуто хорошее сходство в управлении МЭКС и в получаемых результатах. Available approved Low emission combustors (LEC) have distinct control algorithms and may be re-used in other Gas Turbines (GT) for example for the GT modification. The OJSC VTI has successfully developed and tested at full parameters a LEC that is proposed as a prototype for a much smaller GT. This paper discloses the similarity criteria and development stages for the LEC scaling. The developed LEC and the prototype were tested in the VTI low pressure test facility. The test shows good correspondence in results and fuel control algorithm. №4(1065) (2020)

The authors propose a generalized scheme of interaction between some steam turbine cylinder, a corresponding bearing pedestal and a turbine unit base (feather tongues). Based on this scheme, a simplified analytical model has been developed with methods of theoretical mechanics and strength of materials. It enables determination of the value of friction force applied at the feather tongues at the temperature difference between the left and right flanges of turbine case horizontal joint (temperature stratification).To verify assumptions of the analy-tical model, the authors have developed a model of interaction between the cylinder, bearing pedestal and feather tongues based on the finite element method. Comparative calculations considering both models have proved that the values of friction forces at the feather tongues bearing pedestal couple with the temperature stratification at flanges of the horizontal joint of the turbine high-pressure cylinder are almost the same for an actual operational range of temperature stratification. An analytical model provides with somewhat overestimated results. The modeling results may be used for evaluation of friction forces at feather tongues of a front bearing pedestal under conditions of temperature stratification across the flanges of the conjugated high-pressure cylinder of the steam turbine. With the models proposed, designers of multi-cylinder steam turbines can make justified decisions when specifying the gap values for the feather tongues bearing pedestal couple. Предложена обобщённая схема взаимодействия произвольного цилиндра паровой турбины, соответствующего корпуса подшипника и фундамента турбоагрегата (продольных шпонок). На основе схемы разработана упрощенная аналитическая модель, использующая методы теоретической механики и сопротивления материалов, позволяющая определить величину силы трения возникающей на продольных шпонках при разности температур фланца горизонтального разъёма цилиндра турбины слева и справа (температурном перекосе). Для проверки принятых в аналитической модели допущений была разработана модель взаимодействия цилиндра, корпуса подшипника и продольных шпонок на основе метода конечных элементов. По результатам сравнительных расчётов по обеим моделям показано, что величины сил трения, возникающих в паре «продольная шпонка корпус подшипника» при наличии температурного перекоса на фланцах горизонтального разъёма цилиндра высокого давления турбины, для реально встречающегося в эксплуатации диапазона температурного перекоса, практически совпадают. Аналитическая модель даёт несколько завышенные результаты. Результаты моделирования могут использоваться для оценки величин сил трения, возникающих на продольных шпонках переднего корпуса подшипника при температурном перекосе на фланцах сопряжённого с ним цилиндра высокого давления паровой турбины. Предложенные модели позволяют при проектировании многоцилиндровых паровых турбин принимать обоснованные решения при назначении зазоров в паре «продольная шпонка корпус подшипника».

Рассмотрена конструкция новой одноцилиндровой паровой турбины мощностью до 100_МВт с осевым выхлопным патрубком. Турбина относится к классу турбин А.3. Турбина может работать как в паросиловом цикле, так и в парогазовом предназначена для работы на вновь возводимых электрических станциях, в том числе с применением воздушной конденсационной установки (ВКУ). Турбины класса А.3 представляют собой одновальный одноцилиндровый агрегат с петлевой схемой движения пара в проточной части, с возможностью использования как радиального, так и с осевого выхлопного патрубка. В статье с учётом применения ВКУ описано исполнение с осевым выхлопом. Цилиндр турбины состоит из четырёх основных частей: паровпускной части из двух литых корпусов - внутреннего и наружного, а также средней и выхлопной сварных частей. Проточная часть организована следующим образом: пройдя левый поток ступеней, пар разворачивается на 180о и направляется по межкорпусному пространству к ступеням правого потока. Полный цикл проектирования представленной одноцилиндровой паровой турбины с осевым выхлопным патрубком составил менее 9_мес. Проект паровой турбины при этом выполнен полностью в трёхмерном виде (100 входящих узлов и деталей). Design of a new single-cylinder steam turbine up to 100 MW with axial exhaust pipe is considered in details. The turbine belongs to the class A.3 and is capable to operate in both steam and gas combined cycle. The turbine is designed for operation at newly commissioned generating plants, including those with air-cooling condensers. A.3 class turbines are single-shaft single-cylinder machines with loop-type steam circulation in the flow path, which are suitable for both radial and axial exhaust hood arrangement. In this paper, axial exhaust hood version with an air-cooling condenser is described. The turbine cylinder consists of four major parts: steam intake path made from two cast casings - inner and outer, and also intermediate and exhaust welded parts. The flow path is as follows when passed through the left flow stages, steam is diverted by 180 and flows down the inter-casing space to the right flow stages. Full designing cycle of this single-cylinder turbine with axial exhaust hood was completed in less than 9 months. Design documentation for the steam turbine included a complete set of 3D-models (100 of component parts and assemblies). №4(1053) (2019)

The reserve of spare elements is necessary for ensuring continuous work of distributive electric networks. It subdivided on a repair and emergency reserve. The repair reserve is necessary for carrying out planned repair serving works. The emergency reserve is necessary for elimination of accidents. Repair reserve makes proceeding from periodic technical inspections of electric networks. Also as well as number of crashes it is difficult to predict the size of an emergency reserve. In this regard there is a question of optimization of an emergency reserve of spare elements. The there is more the reliability of served objects is higher. But the excessive increase in an emergency reserve conducts to unfairly big costs of its delivery, physical storage and immobilization of money spent in spare elements unclaimed between deliveries. Reserve creation is now popular, being guided by theory of inventory control, which proceeds from an economic optimality of the organization of system of purchases, delivery, storage of spare parts and elimination of consequences of possibly insufficient provision of consumers with the electric power. Thus the greatest difficulties are caused by the assessment of damage caused by insufficient provision of the consumer with the electric power because of accidents. The work purpose to receive the analytical expression describing damage which is suffered by the enterprises for service of rural distributive networks in a case insufficient provision of consumers with the electric power, caused by the emergency reserve of spare elements deficiency. Using methods of theory оf inventory control and probability theory, analytical dependence of average annual damage, on intensity of demand for an emergency and repair reserve of spare elements, insufficient provision of consumers with the electric power within one hour, tariff on transferred on area networks the electric power, average time of elimination of accident at failure of an element of this nomenclature, time of emergency delivery of the failed element from the neighboring network areas if their quantity in a warehouse is exhausted is found. All magnitude necessary for calculation can be determined by data of electro technical service and accounting. Резерв запасныхэлементов необходимдля обеспечения бесперебойной работы распределительных электрических сетей. Он делится на ремонтный и аварийный. Ремонтный резерв используется для проведения плановых ремонтно-обслуживающих работ. Аварийный для устранения аварий. Ремонтный резерв составляют исходя из периодических технических осмотров воздушных линий. Величина аварийного резерва также как и количество аварийных отказов труднопрогнозируема. В этой связи возникает вопрос об оптимизации аварийного резерва запасных элементов. Чем он больше, тем выше надежность обслуживаемых объектов. Но чрезмерное увеличение аварийного резерва ведет к неоправданно большим затратам на его поставку, физическое хранение и омертвление денежных средств, вложенных в невостребованные между поставками запасные элементы. Все большее распространение получает создание резерва, опираясь на теорию управления запасами, которая исходит из экономической оптимальности организации системы закупок, доставки, хранения запасных частей и ликвидации последствий возможной недообеспеченности электроэнергией потребителей. При этом наибольшие трудности вызывает оценка ущерба из-за аварийного недоотпуска электроэнергии. Цель работы получить аналитическое выражение, характеризующее ущерб, который несут предприятия по обслуживанию сельских распределительных сетей в случае недоотпуска электроэнергии, вызванного дефицитом аварийного резерва запасных элементов. Используя методы теории управления запасами и теории вероятностей, найдена аналитическая зависимость среднегодового ущерба от интенсивности спроса на аварийный и ремонтный резерв запасных элементов, недоотпуска электроэнергии за час аварийного простоя, тарифа на передаваемую по сетям района электроэнергию, среднего времени устранения аварии при выходе из строя элемента данной номенклатуры, времени экстренной доставки вышедшего из строя элемента из соседних сетевых районов, если их количество на складе исчерпано. Все величины, необходимые для расчета могут быть определены по данным электротехнической службы и бухучета.

Рассмотрены пути повышения надежности полупроводниковых преобразователей и электроприводов объектов кислородно-конверторного производства. Получены зависимости надежностных показателей комплекса «Полупроводниковый преобразователь двигатель» от запаса мощности. Показано, что в синхронном реактивном электроприводе с импульсно-векторным управлением при резервировании полупроводникового преобразователя удается значительно повысить надежностные показатели системы. Предложена математическая модель комплекса «Импульсно-векторная система управления синхронной реактивной машины независимого возбуждения». Рассмотрены результаты математического моделирования синхронного реактивного электропривода с импульсно-векторным управлением: установлена зависимость удельных показателей электропривода от количества фаз. The paper deals with ways to improve reliability of semiconductor converters and electric drives of the oxygen-steelmaking facilities. It provides the dependences of reliability of the semiconductor converter electric motor system on the power margin. It is proved that redundancy of the semiconductor converter in the synchronous reactive drive with the pulse-vector control significantly improves reliability of the system. The authors propose a mathematical model of pulse-vector control of field-regulated reluctance machine. The results of mathematical modeling the synchronous reactive drive with pulse-vector control are represented. They confirm the dependence of specific indicators of the electric drive electric on the number of phases.

Importance. The world market of Nuclear Power Plants (NPP) keeps on development: 66 NPP units are under construction [1]. About 30–40 countries are considering nuclear power industry development [2, p. 3; 3, p. 3; 4]. For newcomer-countries it is of great importance to stimulate the national industry through NPP projects implementation based on technology transfer and localization (TTL). The study and systematization of world experience is useful in purpose to elaborate the national industry development programs. Objectives. The aim of article is to determine success factors of TTL; tasks: 1) to study TTL international experience in the fi eld of nuclear power technologies; 2) on the ground of the world practice to analyze preconditions, contents, stages, arrangement modes, formats and results of TTL. Methods. The following methods are utilized in the study: analysis and synthesis including problem-chronological, cause and eff ect and logical analysis and historical-diachronic method (method of periodization). Results. The following conclusions presented below have been made on the basis of the three cases study related to nuclear industry development using TTL (France, South Korea and China). Conclusions. The TTL success factors includes: Government support that provides long-term governmental development plan of nuclear power and industry for nuclear power based on TTL, and an appropriate international cooperation (under favorable conditions of “NPP buyers market”); Complex approach to implementation of the national TTL program and NPP construction projects: signing of NPP construction contracts with vendors stipulating technology transfer; NPP designing and constructing should be performed jointly with training and transferring of technical documentation and software. Technology transfer cooperation should be implemented through the licenses agreements and setting up joint ventures; Public acceptance and support. Мировой рынок АЭС продолжает развиваться: сооружается 66 энергоблоков АЭС [1]. Порядка 30–40 стран планируют развивать атомную энергетику [2, с. 3; 3, с. 3; 4]. Для «стран-новичков» важно стимулирование национальной промышленности благодаря проектам АЭС на базе трансфера технологий и локализации (далее – ТТЛ). Изучение и систематизация мирового опыта в этой области представляет интерес в целях разработки программ развития национальной промышленности. Цель и задачи. Цель статьи – выявить факторы успеха ТТЛ. Задачи статьи: 1) исследовать международный опыт ТТЛ в области атомных энергетических технологий; 2) выявить из мировой практики и проанализировать предпосылки, содержание, этапы, способы организации, форматы и результаты ТТЛ. Методы. В исследовании использованы методы анализа и синтеза, в том числе проблемно-хронологического, причинно-следственного и логического анализа, а также историко-диахронный метод (метод периодизации). Результаты. На основании анализа трех кейсов по развитию атомной энергопромышленной отрасли на основании ТТЛ (Франции, Южной Кореи и Китая) получены представленные ниже выводы. Выводы. К факторам успеха ТТЛ относятся: поддержка правительства, которое обеспечивает наличие долгосрочного правительственного плана по развитию атомной энергетики и промышленности для атомной энергетики на базе ТТЛ, а также соответствующее международное сотрудничество (при благоприятной конъюнктуре «рынка покупателей АЭС»); комплексный подход к реализации национальной программы ТТЛ и проектов сооружения АЭС: подписание с вендорами контрактов на сооружение АЭС с условием передачи технологий; работы по проектированию и сооружению АЭС должны реализовываться с обучением и передачей технической документации и программного обеспечения. Взаимодействие по трансферу технологий может реализовываться через формат лицензионных соглашений и создание совместных предприятий; поддержка общественности.