Правила теплообмена: как теплогидравлика реакторов удешевляет АЭС

В прошлом году научный руководитель Всероссийского научно-исследовательского института по эксплуатации атомных электростанций (ВНИИАЭС) Сергей Соловьев получил премию Правительства РФ в области науки и техники за создание и развитие научных основ теплогидравлики реакторных установок нового поколения. Как интенсификация теплогидравлических процессов удешевляет АЭС и как отношение к заслуженным ученым влияет на мотивацию молодежи, ученый рассказал «СР».

О разработке

Теплогидравлика изучает процессы переноса энергии и импульса в движущемся теплоносителе или рабочем теле. Почему она важна? Потому что в атомной энергетике, как и в любой другой, 95 % процессов так или иначе связаны с теплогидравликой.

Работа, за которую в 2024 году присудили премию Правительства РФ, фактически шла с начала тысячелетия. В 1998 году я перешел в Минатом из Института высоких температур Академии наук и возглавил отделение теплофизики Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники, НИКИЭТ. В атомной энергетике тогда стояла задача интенсификации теплообмена на разрабатываемых энергоблоках нового поколения. Чтобы решить ее, необходимо было разработать новые, бесконтактные методы измерения локальных теплогидравлических параметров в трехмерной постановке.

И они были созданы в Институте теплофизики Сибирского отделения РАН. По результатам этих исследований атомщики разработали новые конструкции топливных сборок, которые позволяют надежно и безопасно отводить большие тепловые потоки. Как следствие, появилась возможность делать активные зоны большей удельной мощности и, соответственно, снижать стоимость станций. Идеи нашли воплощение в проектах «АЭС‑2006», реактора малой мощности «Шельф­М» и РИТМ‑200Н. Новые блоки Нововоронежской АЭС построены с учетом наших инноваций, которые уже приносят экономический эффект. Более того, фундаментальные результаты исследований могут найти применение и в других отраслях: двигателеи ракетостроении, авиации.

О коллективе и личном вкладе

Премию я получил в составе коллектива из 10 ученых: шестеро из Института теплофизики, двое из НИКИЭТа и один из Нижегородского государственного технического университета им. Алексеева. Отрадно, что, пока мы занимались этой работой, двое участников нашего коллектива выросли из аспирантов в докторов наук.

Главной своей заслугой считаю своевременную постановку задачи и то, что смог увлечь идеей коллег из Сибири. Кроме того, вот уже 24 года я возглавляю секцию по аттестации программных средств для теплогидравлических и мультифизических расчетов в системе Ростехнадзора и внес определенный вклад в развитие подходов к практическому применению трехмерных теплогидравлических кодов и их валидации, в том числе на экспериментальных данных, полученных соавторами работы.

О соискании

Уже работая во ВНИИАЭС, я стал регулярно участвовать в научных школах и конференциях Института теплофизики: делал доклады, читал лекции, вел дискуссии. Контакты с руководством института тоже участились. Регулярное общение, в том числе неформальное, привело к тому, что на одной встрече мы созрели для выдвижения на премию. Правда, уже подходил к концу срок подачи заявок. Всего за две недели на каком‑то кураже мы собрали множество документов (одних только публикаций в журналах больше сотни!) и подготовили емкую научную работу, в которой на сотне страниц изложили понятным языком всю суть нашей работы от идеи до реализации.

О награждении

После пандемии ковида процедура награждения лауреатов премии Правительства РФ изменилась. Теперь премьер-министр встречается только с руководителями научных коллективов. Важно, что наш лидер, директор Института теплофизики Дмитрий Маркович, обратился к Михаилу Мишустину с предложением создать национальный центр международного уровня в области теплофизики и энергетики. Предложение было поддержано. Центр будет развивать начатое нами направление, а кроме того займется развитием современных расчетно-экспериментальных методов обоснования теплофизических параметров инновационных объектов в энергетике, двигателестроении, промышленности и т. д. Ну а всех остальных участников коллектива чествовали в другой день. Премию я получил из рук заместителя министра науки и высшего образования.

О карьере

В 1986 году я получил премию Ленинского комсомола в области науки и техники, и из младших научных сотрудников меня перевели в старшие, на четверть увеличился оклад. Через два месяца защитил диссертацию — ​опять карьерный рост. Признание, безусловно, было важным стимулом.

Сегодня я вижу, как изменились формы поощрения ученых. И здесь, мне кажется, есть над чем подумать нашей отрасли в целом. Молодые специалисты смотрят на то, как оценивается труд ведущих ученых, и формируют свое представление о перспективах в науке. Важно, чтобы талантливая молодежь не только видела наши достижения, но и ощущала реальную поддержку и признание.