Geum.ru

Справка о выполнении инновационной образовательной программы

Вид материалаДокументы
Подобный материал:
1   2   3   4


Мероприятие 1.2.7

При реализации мероприятия произведена закупка уникального теплосилового стенда ТНУ-ДГА, включающего в себя теплообменник-нагреватель модульного типа с каталитическими горелками; теплообменник-регенератор типа труба в трубе с внутренней мелкорельефной поверхностью; конденсатор «Альфа Лаваль» пластинчатого типа; трехплунжерный насос, систему измерения давления, температуры в точках входа и выхода рабочего тела.

Отметим, что оборудование является уникальным. Стенд предполагается использовать для исследования тепломассообменных и теплотехнических характеристик новых фторуглеродных рабочих тел второго контура реакторной установки на быстрых нейтронах. Оборудование уже используется в учебном процессе при выполнении дипломных работ, а также для проведения исследований по тематике «Расчетно-экспериментальное исследование теплофизических и теплотехнических свойств фторуглеродов C3F8 и C4F10 с целью оценки возможности их использования в качестве рабочего тела 2-ого контура реакторной установки на быстрых нейтронах» совместно с ФГУП «Научно-исследовательский и конструкторский институт энерготехники имени Н.А. Доллежаля».

Новый демонстрационный пункт теплоснабжения кафедры ТОТ на основе теплонасосной установки и системы напольного и конвекторного теплоснабжения помещений является учебной и научно-технической базой для создаваемой в рамках инновационной программы учебной теплотехнической лаборатории кафедры ТОТ. Он содержит самое современное теплотехническое оборудование, которое дополняется уникальными стендами индивидуального исполнения, в частности, конвекторного оборудования грунтового теплообменника, теплонасосной установки на смесевом хладагенте и стенда по теплопроводности теплоизоляционных материалов.

Теплонасосная установка (ТНУ) на диоксиде углерода для стендов системы подогрева мазута, подпиточной воды и демонстрационного пункта теплоснабжения представляет собой новое направление исследований и разработок. Данная установка работает в составе ТЭЦ МЭИ на низкопотенциальном источнике – циркуляционной воде, направляемой в градирню, и является единственной действующей в России. Результаты термодинамического анализа показывают, что эксергетический КПД такого цикла на 15-20% выше, чем КПД традиционного парожидкостного цикла. Это создает предпосылки для широкого внедрения углекислотных теплонасосных машин.

Реализация инновационной программы позволила обновить вычислительное оборудование кафедры, что в свою очередь дало возможность проводить практические и лабораторные занятия в режиме распределенного дистанционного доступа к экспериментальным стендам в реальном времени и в перспективе определяет возможность дистанционного обучения. Все это интенсифицирует процесс обучения, обеспечивая возможность выполнения большего объема заданий за отведенное для практических и лабораторных занятий время, дает возможность провести обработку экспериментальных данных. При этом повышается качество обучения как в плане использования современных вычислительных систем, так и при освоении современных методик и оборудования для экспериментальных исследований, обработки и анализа их результатов, построения математических моделей термогидродинамических процессов и теплообменного оборудования энергопредприятий и систем теплохолодоснабжения на базе теплонасосных установок, что обеспечивает освоение новых компетенций по направлению подготовки «Теплоэнергетика м теплотехника».


Мероприятие 1.2.9

В рамках мероприятия выполнялась работа по созданию экспериментального стенда «Теплообмен и гидродинамические процессы в тепловыделяющих элементах ядерного реактора».


Создаваемый стенд позволит проводить исследования теплообмена и гидродинамики в перспективных тепловыделяющих элементах для улучшения основных технико-экономических показателей энергоблоков АЭС с корпусными водоохлаждаемыми реакторами на тепловых нейтронах при использовании нового вида топлива — микротопливных частиц (МТ), непосредственно охлаждаемых водопаровым теплоносителем, способных осуществить перегрев пара в активной зоне. Веским аргументом возможности осуществления такого технического решения является имеющийся опыт использования такого топлива в высокотемпературных реакторах с гелиевым теплоносителем.

В настоящее время практически отсутствуют как опытные данные по гидродинамике и теплоотдаче двухфазных потоков в канальных шаровых засыпках, так и надежные расчетные формулы для определения гидродинамического сопротивления и теплоотдачи при течении через зернистые слои, в частности через шаровые засыпки.

Такие данные необходимы не только в атомной энергетики, но и для термохимических технологий и других областей, где развитая поверхность шаровых засыпок может обеспечить высокую эффективность тепло- и массообменных процессов при минимальном расходе теплоносителя.

Осуществляемые в рамках мероприятия исследования можно отнести к новым, открывающим не исследованные ранее направления. Оборудование стенда позволяет исследовать теплообмен и гидродинамику в перспективных кольцевых тепловыделяющих элементах, проводить отработку методов диагностики двухфазного потока. На создаваемом стенде предполагается впервые осуществить систематизированные исследования внутреннего тепловыделения в объеме шаровой засыпки.

Исследовательские работы на стенде вызывают интерес к результатам со стороны ведущих предприятий Росатома. Наличие в МЭИ стенда будет способствовать усилению положительного имиджа МЭИ для партнеров в научных исследованиях, образовании и промышленности.

Исследования на стенде будут выполняться при непосредственном участии студентов и аспирантов МЭИ и других вузов, что способствует повышению их профессиональных знаний и закреплению молодых кадров в науке и образовании.


Мероприятие 1.2.11

Осуществлялась модернизация учебно-экспериментальных лабораторий и стендов кафедры «Паровые и газовые турбины», создана современная лаборатория для проведения как учебных занятий со студентами различных специальностей МЭИ, так и научных исследований. По оценкам членов комиссии после реконструкции стенды лаборатории достигнут уровня ведущих исследовательских лабораторий турбостроительных фирм мира.

В настоящее время наиболее распространенными тепловыми двигателями для ТЭС и АЭС являются традиционные паротурбинные установки, получившие значительное развитие в последние два десятилетия. Коэффициент полезного действия современных ПТУ достиг 46%, и наблюдается дальнейший рост их экономичности. Коэффициент полезного действия отечественных ПТУ не превышает 40%, что существенно ниже достигнутого мирового уровня. Для создания мощных отечественных паровых турбин ТЭС и АЭС, не уступающих по технико-экономическим показателям зарубежным ПТУ, необходимо проведение комплексных научных исследований физико-технических процессов в турбомашинах, в том числе, экспериментальных исследований газодинамических характеристик элементов проточных частей перспективных паровых турбин. Модернизация учебно-экспериментальных лабораторий кафедры ПГТ в значительной степени будет способствовать решению этой задачи.

Отметим, что модернизация лабораторий позволит повысить уровень фундаментальных исследований физических процессов в дозвуковых, околозвуковых и сверхзвуковых потоках перегретого, насыщенного и влажного водяного пара в элементах проточных частей мощных паровых турбин с применением оптических бесконтактных измерений и современных измерительных комплексов.

Закупленное оборудование и программное обеспечение позволяет проводить исследование нестационарных процессов в проточных частях турбомашин на воздушных экспериментальных стендах кафедры, а также на вновь введенных в эксплуатацию в рамках инновационного проекта паровых стендах КВП-1 и КВП-2 с применением малоинерционных датчиков и измерительно-вычислительных комплексов, осуществлять расчетно-теоретические работы с применением пакетов программ «FLUENT», «ANSYS» и «FLOW VISION», проводить исследования динамических характеристик валопровода многопролетного ротора.

В рамках мероприятия подготовлены примерные образовательные программы для подготовки бакалавров и магистров:
  • по новому профилю «Парогазовые установки»;
  • по профилю «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели».

Подготовлен учебно-методический материал для проведения повышения квалификации и переподготовки специалистов по «Газотурбинным технологиям в энергетике».


Мероприятие 1.2.13

Приобретенное в рамках мероприятия оборудование (комплектное распределительное устройство напряжением 6 кВ; щит переменного тока напряжением 0,4 кВ двухсекционный с автоматическим включением резерва; система оперативного постоянного тока и источник постоянного тока) позволяет значительно повысить уровень научно-исследовательских работ, направленных на совершенствование эксплуатации электрооборудования собственных нужд электростанций и подстанций, повышение надежности и живучести энергетических объектов.

Наличие в составе закупленного оборудования принципиально новых элементов – накопителей электроэнергии в виде суперконденсаторов – позволяет проводить экспериментальные исследования по применению их в системах оперативного постоянного тока в качестве вторичных источников постоянного тока для питания приводов выключателей, микропроцессорных устройств релейной защиты, связи и устройств автоматизации управления электростанциями и подстанциями. Подобных работ в России и за рубежом ранее не проводилось.

Участие в инновационной программе существенно повысило инновационный потенциал подразделения: так объем исследовательских работ в 2007 г. увеличился до 10 млн. руб. по сравнению с 3,6 млн. руб. в предыдущие годы, В 2008 году ОАО «ФСК ЕЭС» привлекает кафедру к аттестации нового отечественного и зарубежного электрооборудования более чем 10 производителей.

Разработаны образовательные программы по направлению подготовки бакалавров «Электроэнергетика» в части дисциплин, читаемых кафедрой «Электрические станции». Разрабатываются программы повышения квалификации по проведению приемо-сдаточных испытаний электроустановок собственных нужд электростанций и подстанций. При разработке учебных программ учитывались пожелания работодателей по формированию у студентов и специалистов, проходящих курсы повышения квалификации, новых компетенций, включая
  • навыки проведения технического обслуживания и испытаний современных электроустановок, оснащенных микропроцессорными устройствами мониторинга, управления и защиты;
  • навыки выбора уставок срабатывания защитных отключающих аппаратов; умения анализировать, с использованием средств компьютерного моделирования, аварийные переходные процессы в электроустановках электростанций и подстанций.

В 2007 году коллектив кафедры издал учебник «Переходные процессы в электроэнергетических системах». Авторы учебника стали лауреатами конкурса РАО «ЕЭС России». В рамках инновационной образовательной программы в 2007 году подготовлена и сдана в издательство рукопись учебного пособия «Короткие замыкания и несимметричные режимы».


Мероприятие 1.2.15

Разрабатываемый в рамках мероприятия тренажерный комплекс кардинально меняет подходы к проведению исследований в области разработки современных АСУТП на базе программно-технических комплексов и проектированию тренажерных комплексов. Тренажер значительно расширяет возможности исследования переходных и нестационарных процессов, аварийных и внештатных ситуаций на оборудовании, позволяет изучать процессы участия энергоблока в регулировании частоты и мощности, осуществлять наладку и проверку новых алгоритмов управления и регулирования.

Рядом организаций промышленности (ОРГРЭС, ЭЦН, КВИНТ-СИСТЕМА, НИИТеплоприбор) проявлен интерес к использованию тренажерного комплекса для проведения совместных с МЭИ научных работ по указанным выше направлениям.

Тренажерный комплекс в значительной степени меняет подходы к подготовке и переподготовке специалистов, существенно расширяет возможности изучения переходных и нестационарных процессов, аварийных и внештатных ситуаций на оборудовании, процессов регулирования частоты и мощности. Его использование в учебном процессе расширяет тематику курсового и дипломного проектирования в части, позволяя решать реальные, интересные для практики задачи.

Комиссия отмечает целесообразность повышения квалификации эксплуатационного персонала на базе тренажерного комплекса. Так со стороны НОУ «ЦПК Мосэнерго» проявлен интерес к использованию тренажерного комплекса при подготовке инструкторов тренажерных центров России и повышению квалификации персонала цехов ТАИ электростанций.

Ведется работа по внесению в учебные программы изменений с учетом новых возможностей тренажерного комплекса. В процессе подготовки находятся три методических пособия, посвященные тренажерному комплексу, выпуск которых намечено в 2008г. Готовятся учебные программы для курсов повышения квалификации специалистов АСУ ТП ОАО «Мосэнерго» и МОЭК с использованием тренажерного комплекса.

Тренажерный комплекс после его реализации в полном объеме (20 рабочих мест) позволит, наряду с индивидуальной подготовкой, вести групповые занятия, имитирующие работу смены энергоблока, что позволит студентам получить навыки коллективной работы.

По мнению комиссии использование тренажерного комплекса в учебном процессе в значительной степени повышает привлекательность профессии в глазах будущих специалистов-энергетиков.


Мероприятие 1.2.17

В рамках мероприятия произведена замена физически и морально изношенных технических средств автоматизации и оснащения учебных лабораторий, закуплены современные и перспективные для использования в АСУ тепловых и атомных электростанций программно-технические комплексы (ПТК) ведущих отечественных и зарубежных фирм, включая ПТК Квинт СИ (ОАО «НИИТеплоприбор», Россия); ПТК SPPA 3000 (Siemens, Германия); ПТК Freelance 800F (ABB, Германия); комплект оборудования на базе контроллеров “TREI 5B 02” (Германия – Россия). Все ПТК содержат в своем составе микропроцессорные контроллеры, модули ввода-вывода информации, рабочие станции, сетевое оборудование, специализированное программное обеспечение для разработки и поддержки функционирования АСУ ТП в реальном времени (SCADA-программы).

Перечисленное выше оборудование и программное обеспечение дает возможность:
  • проводить обучение использованию микропроцессорных средств, используемых для построения современных АСУ в энергетике;
  • освоить современные SCADA-программы, САПР и технологии проектирования АСУ объектов энергетики;
  • овладеть технологиями монтажа, наладки и обслуживания современных средств автоматизации;
  • проводить научные исследования по разработке новых управляющих и вспомогательных функций АСУ в теплоэнергетике и теплотехнике;
  • привлечь дополнительные контингенты обучаемых для подготовки и переподготовки персонала проектных, наладочных организаций и персонала электростанций.

В результате выполнения ИОП в составе лабораторного комплекса кафедры АСУТП в настоящее время функционируют шесть учебных лабораторий:
  • Автоматизации тепловых процессов (АТП).
  • Теплотехнических измерений и приборов (ТИП).
  • Автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП).
  • Микропроцессорных контроллеров (МПК).
  • Два класса ПЭВМ на 12 и 15 индивидуальных рабочих мест студентов.

Лабораторный комплекс используется для проведения лабораторных практикумов по специальным дисциплинам (8 дисциплин); курсового и дипломного проектирования; учебных научно-исследовательских работ (УИР и УНИР) студентов, исследовательской работы магистров и аспирантов.

Модернизация системы управления технологическим оборудованием сохраняемой части учебной ТЭЦ МЭИ и комплектов оборудования для учета тепла и топлива на учебной ТЭЦ МЭИ
  • решает задачу замены устаревших и изношенных средств измерений и автоматизации, находящихся в эксплуатации на действующем оборудовании с 1978 года, повышая роль и возможности учебно-экспериментальной ТЭЦ МЭИ как учебно-производственной базы для студентов;
  • дает возможность проводить автоматизированные экспериментальные исследования характеристик и режимов работы реального оборудования с использованием методик, средств обработки информации и программного обеспечения лабораторного комплекса кафедры АСУ ТП в учебных и научных целях;
  • обеспечивает интеграцию системы управления котлом и турбиной в АСУ ТЭЦ МЭИ.

К настоящему времени разработаны программа создания нового учебно-методического обеспечения и изменения содержания специальных дисциплин с целью эффективного использования новых программно-технических средств в учебном процессе.

Одновременно проведено обучение преподавателей и сотрудников кафедры работе с приобретенным оборудованием и программными системами.

Комиссия отмечает, что в результате модернизации МЭИ получил одну из лучших в Европе лабораторий АСУ ТП.


Мероприятие 1.2.19

В рамках мероприятия закуплено современное оборудование, позволяющие исследовать процессы эрозии элементов энергетического оборудования в рабочих и экстремальных режимах.

Новое оборудование, закупленное для модернизации стенда «Эрозия-М», делает его новым, уникальным средством исследований каплеударной эрозии конструкционных материалов турбин, обеспечивая линейную скорость движения исследуемого образца до 607 м/с, что соответствует перспективам развития турбостроения в мире (прежнее оборудование обеспечивало скорости не более 324 м/с).

Выполнение мероприятия делает МЭИ (ТУ) обладателем экспериментального комплекса для исследования процессов разрушения, состава и структуры перспективных материалов и нанокомпозитных покрытий, в состав которого входит уникальный гидроударный стенд, обеспечивающий моделирование влияния условий соударения частиц жидкости при высокоскоростном взаимодействии с поверхностью на параметры эрозионного разрушения материалов и покрытий.

Научно-технический уровень проводимых уже в настоящее время исследований, обеспечиваемый модернизированным учебно-экспериментальным гидроударным стендом «Эрозия-М», соответствует высшему мировому уровню, что подтверждается включением его перечень уникальных стендов и оборудования России.

Уже в настоящее время стенд «Эрозия-М» используется для выполнения пяти научно-исследовательских работ по государственным контрактам и хозяйственным договорам.

Разрабатываемые в рамках мероприятия стенды непосредственно не повлияют на методику преподавания, но дадут возможность углубить фундаментальные знания студентов о процессах эрозионного разрушения конструкционных материалов. Предполагается разработка новых разделов дисциплин обучения и нового учебно-методического обеспечения. Новое оборудование дает возможность привлечения дополнительного контингента обучаемых для переподготовки и повышения квалификации.


Мероприятие 1.2.21

В рамках мероприятия создан современный комплекс аналитического и испытательного оборудования для изучения физико-химических свойств материалов и покрытий, обеспечивающий формирование многофункциональных нанокомпозитных покрытий в энергетике, которые в свою очередь существенно повышают надежность и ресурс энергетического оборудования.

Новое лабораторное оборудование позволило создать уникальный экспериментальный комплекс для модификации и исследования свойств конструкционных материалов и нанокомпозитных покрытий, включающий в себя:
  • вакуумную ионно-плазменную установку для формирования нанокомпозитных покрытий и аналитические приборы для определения микротвердости, шероховатости и трибологических характеристик материалов и защитных покрытий;
  • оборудование для подготовки рабочих поверхностей изделий – установка для электролитно-плазменной полировки;
  • оборудование для подготовки металлографических шлифов;
  • уникальный эрозионный стенд для определения стойкости материалов и защитных покрытий к ударному воздействию капель жидкости.

Закупленное и установленное уникальное оборудование, имеющийся у коллектива мероприятия научно-технический и технологический задел позволяет уже в настоящее время вести научные исследования и практические работы по созданию нанокомпозитных покрытий в интересах энергетического машиностроения, привлекать к ним студентов и аспирантов, что, по мнению комиссии, весьма положительно сказывается на уровне подготовки и переподготовки специалистов по энергетике и энергетическому машиностроению.


Мероприятие 1.2.23

В рамках мероприятие модернизирована учебная лаборатория по электротехническому материаловедению и физике диэлектриков, приобретено 22 учебных стенда. Обновленный лабораторный практикум удовлетворяет потребности проведения лабораторного практикума для студентов-электриков, энергетиков и радистов, а также студентов, обучающихся по специальности «Твердотельная электроника и микроэлектроника». Ряд приобретенных стендов, в частности «Исследование электропроводности твердых диэлектриков», «Исследование потерь в твердых диэлектриках», «Пробой твердых диэлектриков», «Исследование магнитомягких материалов», могут быть использованы при проведении научных исследований.

Приобретено компьютерное, серверное и мультимедийное оборудование, интерактивная доска, используемые при проведении лекционных и практических занятий для специализированной лаборатории.

Подготовлен курс «Введение в нанотехнологию электротехнических и радиоэлектронных материалов», в другие материаловедческие курсы включены разделы по нанотехнологиям и наноматериалам.

Модернизирован электронный учебно-методический комплекс по электротехническому материаловедению, включающий в себя электронный учебник, виртуальный лабораторный практикум, средства проверки знаний, административную систему.

Подготовлено электронное учебное пособие «Нанотехнологии и их применение в электронике, электротехнике и водородной энергетике».

Для водородной энергетики разрабатываются наноматериалы с высоким поглощением водорода, что позволит создавать компактные, в том числе мобильные источники водорода.

Использование нанотехнологий в материаловедении уже дает практические результаты. Так с их помощью в МЭИ были разработаны биосовместимые материалы, используемые в качестве заменителей костных тканей в челюстно-лицевой хирургии и стоматологии.

Проведенная модернизация позволила повысить уровень преподавания материаловедческих дисциплин, существенно изменить в методику преподавания, позволив проводить обучение не только в очной, но и дистанционной формах.


Мероприятие 1.2.25

В рамках мероприятия проведена закупка современного высокопроизводительного вычислительного оборудования, на базе которого своими силами создается вычислительный кластер с пиковой мощностью порядка 1 Гфлоп. Указанное оборудование предполагается использовать как в научно-исследовательских целях, так и в учебном процессе для расчета динамических процессов в оборудовании АЭС.

Получено и установлено программное обеспечение профессиональных компьютерных тренажеров АЭС, используемых в атомной энергетике для подготовки персонала АЭС.

Приобретенное оборудование и программное обеспечение позволяет проводить вычислительные эксперименты по исследованию теплогидравлических процессов в оборудовании АЭС с использованием кодов трехмерной гидродинамики, развернуть лабораторию теплогидравлических процессов в ядерных энергетических установках.

Для лабораторий материалов ядерной техники и нейтронной физики приобретено и введено в строй новое лабораторное оборудование, включая: