Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

Санкт-Петербургский государственный морской технический университет

Кафедра энергетики


Образовательные программы, реализуемые на кафедре


Основными направлениями деятельности кафедры Энергетики являются подготовка современных кадров различной квалификации (в том числе, высшей) и научно-исследовательская работа.

Кафедра Энергетики дает студентам теоретические знания и практические навыки расчетно-теоретических и проектно-конструкторских работ в области ядерной и водородной энергетики (ядерные реакторы, парогенераторы, системы и оборудование ЯЭУ, дозиметрия и биологическая защита, батареи топливных элементов, системы и оборудование электрохимических энергоустановок).

Кафедра Энергетики вводит в учебные планы перспективные дисциплины (например, уже несколько лет обучает студентов твердотельному проектированию - САПР SolidWorks, который в настоящее время только начинает вводиться на предприятиях судпрома) и активно привлекает обучающихся к научным работам, проводимым кафедрой.

Это определяет большой спрос на специалистов, подготовленных кафедрой Энергетики. Наши выпускники работают, в основном, на предприятиях судостроительной промышленности. Это, прежде всего,

- ФГУП «Крыловский государственный научный центр» и его филиал «ЦНИИ СЭТ»;

- проектно-конструкторские бюро: СПМБМ «Малахит», ЦКБ МТ «Рубин», «Невское ПКБ», ЦКБ «Айсберг», СКБК;

- судостроительные предприятия: судостроительный завод «Северная верфь», «Адмиралтейские верфи», судостроительное предприятие «Балтийский завод».                                                                                 

См. буклет кафедры

Кафедра Энергетики  с момента ее создания занималась судовыми ядерными энергоустановками. Последние годы кафедра Энергетики участвует в разработках электрохимических энергоустановок на водородном топливе для объектов морской техники. Так в сфере интересов кафедры Энергетики оказались не только ядерные, но и водородные энергоустановки. Это создает предпосылки для подготовки специалистов, способных развивать концепцию ядерно-водородной энергетики.

Цикл «Ядерные энергетические установки»

В рамках этого цикла кафедра Энергетики преподает, в частности, следующие дисциплины:

- Физика ядерных реакторов,

- Проектирование ядерных реакторов,

- Нестационарные процессы в ядерных реакторах,

- Физико-химические процессы, сопровождающие генерацию пара,

- Проектирование парогенераторов,

- Судовые ядерные энергетические установки,

- Радиационная безопасность и биологическая защита.

Цикл «Электрохимические энергоустановки»

В рамках этого цикла кафедра Энергетики преподает, в частности, следующие дисциплины:

- Системы получения и хранения водорода и кислорода,

- Физико-химические основы преобразования химической энергии в электрическую,

- Электрохимические энергоустановки,

- Проектирование основного оборудования электохимических энергоустановок,

- Термодинамика физико-химических процессов,

- Проектирование электрохимических энергоустановок для объектов морской техники.

Дисциплины, обеспечивающий современный уровень подготовки

- Компьютерное конструирование (САПР SolidWorks),

- Математическое моделирование,

- Основы аддитивных технологий.

Концепция ядерно-водородной энергетики

В настоящее время около 10 % энергии в мире вырабатывается на АЭС, причем доля АЭС в мировом энергетическом балансе постоянно растет. Наиболее крупные и мощные корабли и суда оснащаются ЯЭУ.

Ядерная энергетика оказывает значительно меньшее воздействие на окружающую среду в сравнении с использованием углеводородного сырья. Кроме того, она обладает практически неограниченными ресурсами топлива.

Вместе с тем, АЭС эффективно работают лишь в базовом режиме, когда потребляемая мощность не подвержена суточным и сезонным колебаниям.

С другой стороны, отказ от углеводородного топлива требует выбора другого энергоносителя. Таким энергоносителем может быть водород, но это требует, в свою очередь, решения проблемы получения водорода.

Вода является практически неограниченным источником водорода. Единственный способ получения водорода из воды без больших выбросов углекислого газа - электролиз воды на атомных и гидроэлектростанциях.

Чтобы обеспечить функционирование АЭС в базовом режиме нагрузок, электроэнергию, вырабатываемую в так называемые «провальные» часы, целесообразно направлять на производство водорода. Так зародилась концепция ядерно-водородной энергетики.

Ядерная энергетика, как таковая, позволяет решить проблему промышленного производства электроэнергии и, в перспективе, с повышением безопасности и освоением новых, более эффективных, видов топлива (например, ториевого), решает проблему промышленной выработки водорода. Однако, по понятным причинам, ядерные энергетические установки не подходят для транспорта и «малой энергетики».

Водородная энергетика, как таковая, позволяет решить проблему замены углеводородного топлива на транспорте.  Однако необходимость больших затрат энергии на производство водорода и некоторые другие ограничения сводят на нет перспективы ее применения в большой энергетике.

Таким образом, ядерная и водородная энергетика могут дополнить друг друга. Это явилось основанием формирования концепции ядерно-водородной энергетики.

Направления и специальности подготовки

Основными направлениями деятельности кафедры Энергетики являются подготовка кадров различной квалификации (в том числе, высшей квалификации) и научно-исследовательская работа. Научно-исследовательскую работу кафедра Энергетики рассматривает как составляющую подготовки кадров.

Кафедра ведет подготовку

- бакалавров по профилю «Энергетические установки на ядерном и водородном топливе для объектов морской техники» направления 26.03.02 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры»,

- магистров по профилю «Энергетические установки на ядерном и водородном топливе для объектов морской техники» направления 26.04.02 «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры»,

- аспирантов по профилю «Судовые энергетические установки и их элементы (главные и вспомогательные)» направления 26.06.01 «Техника и технологии кораблестроения и водного транспорта».

Кафедра Энергетики считает крайне необходимым восстановить подготовку специалистов по профилю «Судовые энергетические установки на ядерном и водородном топливе» (5 лет обучения).

Лабораторное и материально-техническое обеспечение/оснащение

Кафедра Энергетики располагает

- учебной лабораторией дозиметрии и теплофизики;

- компьютерным классом, оснащенным современными компьютерами и лицензионными программными продуктами (в том числе системой программирования Delphi, САПР SolidWorks);

- библиотекой программных продуктов, созданными сотрудниками кафедры;

- программной средой для разработки математических моделей элементов энергетических установок, созданной сотрудниками Научно-исследовательского технологического института им. А.П. Александрова (НИТИ).

В распоряжении кафедры Энергетики также имеются:

- полунатурный стенд судового ядерного моноблочного ППА «Бета-К» мощностью 200 кВт на Приморской учебно-научной базе СПбГМТУ;

- стенды для проведения функциональных, доводочных, сдаточных и ресурсных испытаний энергетических установок на топливных элементах с твердополимерным электролитом, а также элементов таких энергетических установок на Приморской учебно-научной базе СПбГМТУ;

- новая стендовая база для испытаний водородно-кислородных и водородно-воздушных батарей топливных элементов, мощностью до 150 кВт в испытательном комплексе «Феррит» на Приморской учебно-научной базе СПбГМТУ;

- автоматизированная система сбора, обработки и отображения информации с применением высокопроизводительных средств обработки получаемой информации (предназначена для управления экспериментальной установкой, а также сбора и обработки показаний датчиков во время экспериментальных исследований) - такими системами оснащены все экспериментальные стенды кафедры Энергетики;

- 3D-принтер.

Стендовая база для испытаний батарей топливных элементов - результат многолетнего сотрудничества СПбГМТУ с ЦНИИ «Судовой электротехники и технологии» (ныне филиал ФГУП «Крыловский государственный научный центр») в области разработки и создания энергоустановок с прямым преобразованием химической энергии в электрическую для различных морских технических средств.

Работы по созданию стендовой базы выполнялись под руководством д.т.н., профессора Н.П. Шаманова силами нескольких подразделений:

– кафедры Энергетики;

– кафедры Электротехники и электрооборудования судов (д.т.н., профессор А.П. Сеньков);

– НИС Перспективных энергоустановок (заведующий НИС ПЭУ Д.Н. Шаманов);

– НИЛ Информационных компьютерных систем (заведующий НИЛ ИКС к.т.н. доцент С.Я. Галушин).

Стендовая база для испытаний батарей топливных элементов включает в себя:

– хранилища водорода и кислорода, выполненные в соответствии с требования к горючим и взрывоопасным газам;

– систему сбора, обработки и отображения информации;

– системы обеспечения испытаний;

– систему отопления;

– систему вентиляции;

– систему контроля атмосферы;

– систему термостатирования.

Благодаря стендовой базе в 2015 году были успешно завершены работы в рамках государственных контрактов по двум ФЦП «Развитие гражданской морской техники на 2009-2016 годы» и «Развитие оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации на 2011-2020 годы».

Подробнее...

Масштаб подразделения

Кафедра Энергетики имеет учебную лабораторию дозиметрии и теплофизики (заведующий  лабораторией Аленичев Олег Николаевич).

В состав кафедры Энергетики де факто также входят:

- научно-исследовательский сектор Перспективных энергоустановок (начальник сектора Шаманов Дмитрий Николаевич),

- Проблемная научно-исследовательской лаборатория (заведующий лабораторией Ефремова Галина Владимировна),

- научно-исследовательская лаборатория Испытания энергетических установок на Приморской учебно-научной базе СПбГМТУ.

Общее количество сотрудников на кафедре 10 чел. (без научно-исследовательского сектора Перспективных энергоустановок, Проблемной научно-исследовательской лаборатории и Приморской учебно-научной базы). Из них 8 чел. - профессорско-преподавательский состав, в том числе 2 доктора технических наук и 4 кандидата технических наук.

Преподавательский, учебно-вспомогательный и руководящий состав кафедры Энергетики.

Основные научные направления кафедры Энергетики:

- струйные технологии (пароводяные струйные аппараты нового типа, которые могут обеспечивать циркуляции теплоносителя в первом контуре, водо-водяные и газо-газовые инжекторы для обеспечения рециркуляции в системах ядерных и электрохимических энергоустановок);

- ядерные моноблочные паропроизводящие агрегаты типа «Бета» (в которых используются пароводяные струйные аппараты в качестве средств циркуляции теплоносителя первого контура);

- ядерные паропроизводящие установки;

- электрохимические энергоустановки (на основе низкотемпературных топливных элементов с твердополимерным электролитом).

Ежегодно сотрудники кафедры Энергетики получают  4-6 патентов на полезные модели и 3-4 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Актуальность и востребованность этих исследований и разработок подтверждается тем, что кафедра Энергетики неоднократно выигрывала конкурсы на заключение Госконтрактов.

В области создания электрохимических энергоустановок кафедра Энергетики тесно сотрудничает с Филиалом «Центральный научно-исследовательский институт судовой электротехники и технологии» («ЦНИИ СЭТ») ФГУП «Крыловский государственный научный центр».

История подразделения

Кафедра Энергетики (первоначально кафедра Спецэнергетики) создана в ЛКИ в 1961 году по инициативе д.т.н., профессора Гайка Аваковича Абагянца, который и был первым заведующим кафедрой (1961-1964).

Первое время преподавателями кафедры были приглашенные специалисты: Герой социалистического труда д.т.н., профессор Гасанов Генрих Алиевич (начальник и главный конструктор СКБК) и д.т.н., профессор Гусев Алексей Борисович ( ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова).

В 1964 году в связи со смертью профессора Абагянца Г.А., кафедру возглавил профессор (тогда к.т.н., доцент) Ракицкий Борис Владимирович.

С 1974 года кафедрой руководил д.т.н., профессор, Заслуженный деятель науки РФ Шаманов Николай Павлович.  В настоящее время кафедру возглавляет д.т.н., доцент Кожемякин Вячеслав Вячеславович.

В 1978 году произошло объединение кафедры Спецэнергетики и кафедры Судовых парогенераторов.

В разное время на кафедре Энергетики работали преподаватели: д.т.н., профессор Шваб Григорий Ильич, к.т.н., доцент Лебедев Михаил Алексеевич, к.т.н., доцент Юдовин Борис Соломонович, к.т.н., доцент Турлаков Александр Семенович, к.т.н., доцент Волков Дмитрий Иванович, к.т.н., доцент Дементьев Кирилл Семенович, к.т.н., доцент Дмитриев Герман Ильич, ст. преп. Андреев Владимир Михайлович.

До 1995 года профессором кафедры Энергетики был д.т.н., профессор Дядик Александр Николаевич, который в настоящее время возглавляет кафедру Теплофизических основ судовой энергетики.

В 1981 году при кафедре Энергетики на базе ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова была создана базовая кафедра под руководством д.т.н., профессора Седакова Ливерия Павловича (зам. директора ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова). Преподавателями на базовой кафедре были такие ведущие специалисты как д.т.н., профессор Рубанов Станислав Михайлович, к.т.н., доцент Дидейкин Торий Степанович (нач. отдела), к.т.н., доцент Крайнов Анатолий Александрович (нач. сектора).

В последние годы преподавателями кафедры были д.т.н., профессор Иванов Роман Александрович  и д.т.н., профессор, Заслуженный деятель науки РФ Половинкин Валерий Николаевич (референт генерального директора ЦНИИ им. акад. А.Н.Крылова).