Энергетическими ресурсами для производственной деятельности и в быту люди пользуются с незапамятных времен. Знания и опыт, накопленные тысячелетиями, стали основой современной энергетики. Специалисты этой отрасли всегда ценились в обществе, их подготовке уделялось постоянное внимание. В КПИ обучение инженеров-теплотехников начали с первых дней его существования. А в 1931 г. был создан теплотехнический (ныне – теплоэнергетический) факультет.
С века прошлого до нынешнего
Известно, что обучение инженеров-теплотехников с 1898 по 1931 год в КПИ осуществлялось на механическом отделении при кафедре прикладной механики. А из 815 инженеров-механиков, выпущенных до 1918 года, половину составляли инженеры по теплотехническому направлению.
В 1930 г. КПИ разделили на ряд отраслевых институтов, среди которых был и Киевский энергетический институт (КЭИ). Именно в КЭИ в мае 1931 г. был создан теплотехнический факультет, деканами которого работали проф. М.А.Кондак (1931-1932) и проф. И.Т.Швец (1933-1934). После очередной реорганизации в 1934 г. начал работу Киевский индустриальный институт (КИИ), в составе которого на базе кафедр теплотехнического и электротехнического факультетов КЭИ был создан энергетический факультет во главе с деканом проф. И.Т.Швецем. В 1938 г. в КИИ был организован отдельный теплотехнический факультет, который И.Т.Швец возглавлял до 1940 г.
В 1940-1951 гг. деканом факультета был проф. М.А.Кичигин. После него деканами факультета работали: доц. А.П.Орнатский (1951-1955), доц. А.И.Бутузов (1955-1962), доц. Ю.А.Бабенко (1962-1978), проф. В.О.Христич (1978-1979), проф. А.М.Алабовский (1979-1989), доц. В.В.Босый (1989-2001). С 2001 г. факультет возглавляет проф. Е.М.Письменный.
Развитию научной деятельности на факультете значительно способствовало создание в 1957 г. проблемной лаборатории теплообмена и газодинамики под руководством заведующего кафедрой котельных установок чл.-корр. АН УССР, проф. В.И.Толубинского.
В 1962 г. факультет был переименован в теплоэнергетический (ТЭФ). Сегодня ТЭФ по численности студентов – около 2000 и преподавателей – около 200, занимает одно из первых мест в КПИ им. Игоря Сикорского.
На сегодняшний день в составе факультета работают четыре выпускных кафедры:
кафедра автоматизации проектирования энергетических процессов и систем – АПЭПС, зав. каф. д.т.н., проф. Н.М.Аушева;
кафедра атомных электрических станций и инженерной теплофизики – АЭС и ИТФ, зав. каф. д.т.н., проф. В.О.Туз;
кафедра автоматизации теплоэнергетических процессов – АТЭП, зав. каф. д.т.н., проф. В.А.Волощук;
кафедра теплоэнергетики – ТЭ, зав. каф. д.т.н., проф. А.Ю.Черноусенко.
Кафедры ТЕФ: история и современность
В 1903 году на механическом отделении КПИ была основана кафедра паровых котлов (ныне – кафедра атомных электрических станций и инженерной теплофизики). Первым ее заведующим было назначено известного теплотехника того времени, специалиста по котельной технике проф. А.Я.Ступина, возглавлявшего кафедру до 1928 года.
В настоящее время на кафедре готовят специалистов по специальностям: "Атомная энергетика" (образовательные программы: "Атомные электрические станции" и "Физическая защита и учет и контроль ядерных материалов"), "Энергомашиностроение" (образовательная программа "Тепло- и парогенерирующие установки"). Для преподавания профильных дисциплин изданы учебники, содержание которых соответствует обучающим мультимедийным материалам МАГАТЭ "Multimedia on Nuclear Reactor Physics". Практические навыки студенты кафедры приобретают во время прохождения производственной практики на атомных и тепловых электростанциях Украины. Уникальные возможности для этого появились после открытия на Запорожской АЭС Центра подготовки ремонтного персонала, укомплектованного полномасштабным оборудованием первого контура реакторной установки ВВЭР-1000. Также студенты кафедры могут стажироваться в ведущих компаниях энергетического профиля США благодаря сотрудничеству факультета с Аргонской национальной лабораторией.
Кафедра автоматизации теплоэнергетических процессов создана в 1958 г. первой в Украине в области промышленной автоматизации. Учредителями кафедры были академик НАН Украины Н.Н.Доброхотов и его ученик – д.т.н., проф. В.С.Кочо, ставший ее первым заведующим. За 62 года работы кафедра подготовила более 3100 специалистов.
В настоящее время научно-педагогическая деятельность кафедры осуществляется на основе технологий Четвертой промышленной революции (Industry 4.0). В 2019 г. кафедра сыграла ключевую роль в создании на базе КПИ им. Игоря Сикорского Центра Индустрии 4.0 и активно участвует в его деятельности. К тому же кафедра является академическим членом Ассоциации предприятий промышленной автоматизации Украины, она признана лучшей в стране в области промышленной автоматизации.
Кстати, по сравнению с 2016 г. количество поступающих выросло на 45%, в аспирантуре обучаются 8 аспирантов. В 2018 г. в рамках конкурса Xplore New Automation Award две команды с кафедры АТЭП вошли в сотню лучших, проект Besanabar был презентован в финале конкурса в Германии. Благодаря партнерству с международной образовательной сетью EduNet под эгидой немецкой компании Phoenix Contact, на кафедре открыли учебную лабораторию промышленного программирования, имеющую современное оборудование, стандартизированное и сертифицированное для применения в самых разных отраслях – от "умного дома" к "умной электростанции". Ученые кафедры вместе с аспирантами работают над созданием методов, алгоритмов и средств компьютерного моделирования динамических процессов и систем.
Кафедра автоматизации проектирования энергетических процессов и систем создана в 1984 г. Ее организатором, главным идеологом и первым заведующим стал д.т.н., профессор, академик Инженерной академии наук, лауреат Государственной премии Украины В .Г.Слипченко. Создание кафедры способствовало началу нового актуального научно-образовательного направления на ТЭФ, что связано с информационными технологиями.
Целью подготовки студентов является выпуск специалистов, способных выполнять задачи с использованием вычислительной техники и информационных технологий, способных приспосабливаться к постоянным изменениям и совершенствованию компьютерных технологий. Подготовка специалистов осуществляется по направлениям: "Компьютерные науки и программная инженерия: программные средства искусственного интеллекта", "Программное обеспечение автоматизированных систем на основе глобальных компьютерных сетей", "Программное обеспечение информационных систем с распределенными базами данных", " ;Компьютерные технологии в экономике энергетических предприятий".
На сегодняшний день научно-образовательная группа кафедры вошла в международный консорциум (координатор – SketchPixel, Португалия) в рамках проекта высокоточного профессионального моделирования, связанного с реальными последствиями аварий, работающего по международной исследовательской программе с привлечением компаний и национальных и европейских политехнических Университетов. Следует добавить, что зарубежными партнерами кафедры являются: Академия наук провинции Шаньдун (КНР), Шеньянский политехнический университет, Университет науки и технологий провинции Шаньдун, Шэньчжэнский университет, Гуандунский союз (Гуанчжоу), Инновационный центр кибертехнологий Чунцин Лянцзян, Альянс. Гуанчжоу, Академия ICT Huawei, Университетский Альянс SAP (Германия), Политехнический институт г. Томар (Португалия), Норвежский университет естественных и технических наук (Королевство Норвегия), Университет Малаги (Королевство Испания).
Кафедра теплоэнергетики была основана в 2021 г. в результате слияния двух кафедр – кафедры теплоэнергетических установок тепловых и атомных электростанций и кафедры теоретической и промышленной теплотехники. Кафедра готовит инженеров-теплоэнергетиков по специальности "Теплоэнергетика" со специализацией "Теплоэнергетика и теплоэнергетические установки электростанций". С 2016 г. проводится подготовка специалистов по трем уровням высшего образования: бакалавр – магистр – доктор философии. Студенты кафедры могут учиться или стажироваться по программе Erasmus+ в Германии, Польше, Испании, Франции и других странах, а также участвовать в программе двойного диплома. Студенты изучают современное теплоэнергетическое оборудование и его эксплуатацию; проектирование, монтаж и ремонт оборудования ТЭС и АЭС; моделирование тепловых, гидравлических и прочностных процессов в энергетических установках; тепловые и атомные электростанции и установки; автоматизированные системы управления теплоэнергетическими процессами; эксплуатацию энергетического оборудования ТЭС; экологию электростанций; моделирование в энергетике.
Научные достижения и наработки
За последние годы научная деятельность ТЭФ получила мощный импульс благодаря сотрудничеству с ведущими отечественными и международными институтами. Нового развития под управлением проф. Е.М.Письменного приобрело направление исследований конвективного теплообмена. На основе выявленных закономерностей были предложены новые способы интенсификации теплообмена и высокоэффективные типы теплообменных поверхностей. Выполнены вместе с ИЭС им. Е.О.Патона НАН Украины, проекты, связанные с созданием теплообменников на основе плоско-овальных оребренных труб и технологических линий для их изготовления, были отмечены Премией КМ Украины за лучшую инновационную разработку. В этих работах активное участие принимали к.т.н. А.М.Терех, к.т.н., доценты В.А.Рогачев, А.В.Баранюк, А.И.Руденко, н.с. Я.Е.Трокоз, д.т.н., проф. В.О. Туз. При участии к.т.н. В.Г.Розумовського, к.т.н. О.А.Гершуни, к.т.н. А.П.Нищика и аспиранта В.В.Филонова были выполнены работы по созданию пассивных систем теплоотвода и методик теплогидравлического расчета активных зон атомных реакторов 4-го поколения со сверхкритическими параметрами теплоносителя, проводимыми по программе МАГАТЭ. Важными для научного развития факультета стали научно-исследовательские работы, выполненные совместно с компанией Huawei, по разработке опытных эффективных систем теплоотвода электронного оборудования, проводимых с участием проф. В.Ю.Кравця, к.т.н. Е.С.Алексеика, аспиранта Р.С.Мельника и техника А.Я.Паламарчука.
Под общим руководством д.т.н., проф. О.Ю.Черноусенко проводится научно-исследовательская работа, направленная на разработку методов и средств продления надежной и экономической эксплуатации энергогенерирующих объектов, в частности, высокотемпературных элементов энергетического и теплотехнологического оборудования. Результаты исследований, проделанных под руководством д.т.н., проф. Л.А.Кесовой, вошли составной частью в работу, которая была отмечена Государственной премией Украины в области науки и техники 2012 года.
Для проведения исследований по теме "Развитие теплофизических и конструктивно-технологических основ повышения эффективности охлаждения приемопередающих модулей радиолокационных станций", под руководством д.т.н. Ю.Е.Николаенко, получен грант от Национального фонда исследований Украины.
Ярким достижением ТЭФ в научной деятельности является разработка и изготовление группой ученых ТЭФ и других факультетов под руководством заведующего лабораторией алюминиевых тепловых труб и наноспутниковых технологий к.т.н. Б.М. Рассамакина наноспутников серии "PolyITAN", два из них были выведены на околоземную орбиту и они успешно работали в открытом космосе, последующие – в процессе разработки.
Научной группой под руководством д.т.н., проф. В.Г. Риферта разработана технология получения чистой воды из жидких отходов в замкнутых системах жизнеобеспечения и оборудования для ее реализации. В частности, такой способ очищения может применяться для регенерации сточных вод системы жизнедеятельности людей в далеких космических миссиях. Совместно с компанией Honeywell International Inc. (США) было разработано три пятиступенчатых центробежных дистиллятора с термоэлектрическими тепловыми насосами в качестве источника энергии. Система прошла подробное исследование на специальных стендах NASA (в центре Маршалла) и была признана одной из лучших технологий регенерации воды для полетов на Марс и других миссий. В настоящее время на кафедре теплоэнергетики ведутся работы по усовершенствованию центробежного дистиллятора.
Важные для настоящего исследования процессы переноса в парогазожидинных и теплонасосных системах выполнялись под руководством д.т.н., проф. М.К. Безродного.
Научно-исследовательская лаборатория кибер-физических систем входит в состав кафедры АПЭПС и предназначена для моделирования и исследования сложных динамических систем. Ее основой является кибер-физический исследовательский полигон, где сочетается реальное оборудование энергетической инфраструктуры, принадлежащее реальному миру, и цифровое энергетическое оборудование, принадлежащее кибермиру. Такой подход позволяет создать опытную интегрированную энергетическую систему с любыми количественными и качественными характеристиками и исследовать ее в динамике. Активное участие в создании исследовательских стендов лаборатории, рабочих макетов, концептов и прототипов нового оборудования принимают студенты в рамках нового студенческого конструкторского бюро Smart Energy Fab Lab. Кроме того, успешно функционируют созданные на базе кафедры общая китайско-украинская инновационная гидроакустическая лаборатория и Китайско-Украинский центр инженерных инноваций, сотрудники Академии наук провинции Шаньдун учатся в аспирантуре КПИ им. Игоря Сикорского.
Группе ученых под руководством д.т.н., проф. В.Ю.Кравца в 2013-2014 гг. удалось разработать комплект тепловых труб для теплоотвода электронных компонентов астероидного посадочного модуля MASCOT. Разработка политехников оказалась лучше предложений других европейских и американских компаний. Именно трубы, изготовленные на ТЭФ, были установлены на космический аппарат и обеспечили его работоспособность сверх расчетного срока. Модуль MASCOT в составе космического аппарата Hayabusa-II, созданного Японским агентством аэрокосмических исследований (JAXA), 3 декабря 2014 г. был запущен в космос. В 2018 г. он достиг поверхности астероида Рюгу и в течение двух суток собирал и посылал информацию на Землю. Также космический аппарат смог взять часть грунта астероида и в декабре 2020 г. успешно доставил груз на Землю.
Под руководством д.т.н., проф. В.А.Волощука проводятся научные исследования по разработке и реализации методов, методик и средств создания цифровых двойников энергетического оборудования путем объединения в единую систему оборудования, программного обеспечения и автоматизации процессов.
Будущее
Учитывая тенденции развития энергетики в мире, атомно-энергетический комплекс Украины остается основным и безальтернативным в структуре энергетики Украины. Ключевым вопросом развития отрасли есть подготовка кадров. Среди трех ЗВО Украины, где непосредственно готовят специалистов для атомной энергетики, КПИ им. Игоря Сикорского является наиболее мощным и стабильным: уровень трудоустройства выпускников превышает 60%, заключены соглашения о научно-техническом сотрудничестве с НАЭК "Энергоатом", Институтами ядерных исследований и проблем безопасности АЭС НАН Украины, ГНТЦ ядерно-радиационной безопасности, развивается дуальное образование, действуют трехсторонние договоры между студентами, КПИ и атомными станциями Украины
Благодаря плодотворному сотрудничеству с Министерствами энергетики Украины и США, МАГАТЭ и другими международными организациями, на факультете открыта новая магистерская программа "Физическая защита и учет и контроль ядерных материалов", начата подготовка к открытию еще одной необходимой для области магистерской программы " Снятие с эксплуатации АЭС и обращение с радиоактивными отходами".
В результате сотрудничества с Министерством энергетики США и Аргонской национальной лабораторией ТЭФ получил сверхсовременный многофункциональный тренажер, в котором моделируются все процессы, происходящие в ядерных реакторах типа ВВЭР. Это оборудование позволяет существенно повысить практическую и теоретическую подготовку студентов и использовать его для повышения квалификации персонала АЭС.
Активное участие в развитии указанных направлений принимают к.т.н., доценты С.В. Клевцов, Т.В. Бибик, ассистенты И.А.Остапенко, Д.А.Федоров.
Кроме того, руководство энергетической отрасли Украины определило КПИ им. Игоря Сикорского базовым университетом по подготовке специалистов для атомной энергетики Украины. В связи с повышением роли атомной энергетики в энергетической отрасли Украины и необходимостью ее дальнейшего развития, потребностью в повышении уровня подготовки специалистов для отрасли, формированием статуса КПИ как базового ЗВО отрасли, широким международным сотрудничеством КПИ в вопросах подготовки кадров для ядерно-энергетической отрасли, необходимостью создания соответствующих межотраслевых и международных структур, 4 октября 2021 г. на заседании Ученого совета университета было принято решение о создании на базе ТЭФ Учебно-научного института атомной и тепловой энергетики
Деятельность Учебно-научного института атомной и тепловой энергетики будет осуществляться на базе существующих кафедр ТЭФ, а также на основе новых подразделений:
Учебно-исследовательского центра надежности и безопасности АЭС (совместно с НАЭК "Энергоатом" и ГНТЦ ЯРБ);
Учебно-научного центра поддержки ядерной защищенности (совместно с ИЯИ НАН Украины);
Научно-исследовательской экспериментальной лаборатории процессов в энергетическом оборудовании;
Учебно-научной лаборатории компьютерного моделирования в энергетике;
Учебно-научной лаборатории методического обеспечения интернет-технологий в энергетике.
Реорганизация теплоэнергетического факультета будет способствовать повышению качества подготовки и переподготовки специалистов для энергетической отрасли и их интеграции в европейское и мировое научно-техническое пространство; увеличению объемов и качества научных исследований, научно-инновационной деятельности, углублению их связи с решением неотложных и перспективных проблем отрасли; максимальному повышению спроса на рынке труда на выпускников энергетических специальностей, повышению уровня популярности энергетических специальностей среди потенциальных абитуриентов и росту финансовых и других поступлений в университет для улучшения его материально-технической базы.
