Основные проблемы гидроэнергетики разрабатываются в институте Гидропроект им. С. Я. Жука (Москва), Всесоюзном НИИ гидротехники им. Б. Е. Веденеева (ВНИИГ, Ленинград), Тбилисском НИИ сооружений гидроэнергетики им. А. В. Винтера (ТНИСГЭИ), ЭНИН и др.
См. также Гидроэнергетика, Гидротехника, Гидроэлектрическая станция, Гидроузел.
Теплоэнергетика. Первые успехи советской теплоэнергетики связаны с выполнением плана ГОЭЛРО, предусматривавшим сооружение 22 ТЭС, работающих на местном топливе (торфе, подмосковном угле, донецком антрацитовом штыбе, кузнецком угле).
Строительство энергетических объектов потребовало проведения целого ряда теоретических и прикладных работ по теплотехнике. Ещё в первые годы Советской власти А. А. Радциг провёл большую работу по обобщению имевшихся опытных данных и составлению формул и таблиц для определения термодинамических свойств водяного пара. С 1935 работы в этом направлении продолжались в МЭИ, а в 1938 была закончена разработка физически обоснованного уравнения состояния водяного пара (М. П. Вукалович, И. И. Новиков). На основе этих работ были составлены первые отечественные таблицы свойств водяного пара (1941). Начиная с 30-х гг. экспериментальные исследования физических свойств воды и водяного пара систематически проводились во Всесоюзном научно-исследовательском теплотехническом институте им. Ф. Э. Дзержинского (ВТИ, Москва) (Д. Л. Тимрот). В результате этих исследований были определены вязкость, теплопроводность, теплоёмкость, удельный объем водяного пара при давлениях до 51,5 Мн/м2 и температурах до 660 °С. Проводились термодинамические исследования и других теплоносителей. С конца 30-х гг. во ВТИ, МГУ, Энергетическом институте АН СССР (ЭНИН АН СССР), МЭИ и других НИИ осуществлялись экспериментальные работы по определению теплопроводности чистых жидкостей, растворов, газов, сталей и других материалов.
В 20-х гг. паровые котлы производительностью до 20 т/ч при давлении пара до 1,5 Мн/м2 выпускали Ленинградский металлический завод (Л М 3), Невский завод им. Ленина (НЗЛ) и Таганрогский завод «Красный котельщик» (ТКЗ). В эти годы М. В. Кирпичёвым была создана теория теплового моделирования, давшая метод изучения тепловых и аэродинамических процессов, протекающих в паровых котлах. Посредством этого метода определялись оптимальные условия обтекания поверхности нагрева паровых котлов дымовыми газами. Увеличение единичной производительности котлов потребовало разработки механизированных топочных устройств — шахтно-цепных топок Т. Ф. Макарьева (Центральный котлотурбинный институт, ЦКТИ) для сжигания кускового торфа и цепных топок для каменных углей. Дальнейшее развитие теплоэнергетики привело к созданию камерных топок для сжигания пылевидного топлива — бурых и каменных углей и антрацитового штыба, считавшегося ранее непригодным для использования отходом угледобычи. Для сжигания фрезерного торфа, пришедшего на смену кусковому, были разработаны камерные топки — ВТИ — Мосэнерго и А. А. Шершнёва (ЦКТИ). Развитие котлостроения сопровождалось научно-исследовательскими работами по изучению физических процессов, протекающих в котлоагрегатах.
Первые экспериментальные работы по конвективному теплообмену были начаты в 20-х гг.; среди них важное для техники значение имели исследования теплоотдачи при движении жидкости в трубах и каналах. Экспериментальное изучение вопросов теплообмена при ламинарном и турбулентном движении различных жидкостей проводилось в 30-е гг. во ВТИ, МЭИ и ЭНИН АН СССР. Теоретические исследования по теплообмену при турбулентном движении были выполнены в ЦКТИ. В результате этих работ созданы основы для расчёта теплообмена в трубах при движении газа со скоростью вплоть до звуковой. Обширные исследования по теплообмену и гидравлическому сопротивлению пучков труб проводились начиная с 30-х гг. в ЦКТИ и ВТИ (В. М. Антуфьев, Г. С. Белецкий, Л. С. Козаченко, Н. В. Кузнецов, В. Н. Тимофеев и др.). В ЭНИН АН СССР были выполнены работы по изучению теплоотдачи при конденсации пара и при кипении (Г. Н. Кружилин).
В области лучистого теплообмена одна из первых работ, посвященных разработке методов расчёта угловых коэффициентов для ряда плоских и пространственных задач, принадлежит Т. Т. Усенко (1920). Теоретические исследования по вопросам лучистого теплообмена были затем развёрнуты в ЭНИН АН СССР; там же проводились экспериментальные исследования на моделях топочных устройств. В ВТИ и ЦКТИ разрабатывались практические методы расчёта теплообмена в топках. Основные результаты исследований теплопередачи были обобщены М. А. Михеевым. На базе многочисленных работ ЦКТИ и ВТИ был создан нормативный метод теплового расчёта котельных агрегатов, а затем и метод аэродинамического расчёта.
Котлостроение в 30-е гг. шло по пути значит. увеличения паропроизводительности котельных агрегатов (до 160—200 т/ч) и повышения параметров пара: давления до 34 Мн/м2 и температуры до 420 °С. Увеличивались экранные поверхности нагрева и уменьшались конвективные, число барабанов котлов снизилось с 3—5 до 2—1. Увеличение паронапряжения зеркала испарения и парового объёма верхнего барабана котла заставило искать пути уменьшения уноса из котла влаги с паром, приводившего к перегоранию труб пароперегревателей, улучшения водного режима котлов и обеспечения надёжной циркуляции воды в котлах.
Задача создания эффективных сепарационных устройств была решена в 1937—38 совместными стендовыми исследованиями ЦКТИ (К. А. Блинов, Ю. В. Зенкевич, Е. И. Сухарев), ВТИ (А. А. Кот, Кузнецов) и Оргрэс (Г. Е. Холодовский), что позволило использовать в котлах воду с большим (в несколько раз) содержанием соли, ликвидировать загрязнение пароперегревателей солями и отказаться от испарителей на ТЭС с барабанными котлами. Теоретическое исследование Н. Я. Малофеева (ЦКТИ) определило рациональные схемы распределения пара по трубам пароперегревателей. Созданию нормального водного режима котлов были посвящены работы Оргрэс (А. А. Сидоров) и ВТИ (Ю. М. Кострикин, Ф. Г. Прохоров, Кот, И. Ф. Шопкин).
В Бюро прямоточного котлостроения (ВПК) под рук. Л. К. Рамзина был разработан прямоточный котёл с однократной принудит. циркуляцией, хорошо работающий при высоких (от 140 Мн/м2) давлениях пара и единственно применимый при закритических давлениях. Первый котёл на 200 т/ч, 140 Мн/м2 и 500 °С был установлен в 1933 на ТЭЦ-9 Мосэнерго. Э. И. Ромм предложил схему ступенчатого испарения и дал первое теоретическое обоснование её работы (1938). В 1946 Холодовский развил теорию котлов со ступенчатым испарением.
Важный итог развития советской теплотехники 40-х гг. — практический переход к производству пара сверхвысоких параметров: на ТЭЦ ВТИ был пущен экспериментальный котельный агрегат на 29,3 Мн/м2и 600 °С. В 1950 Подольский завод выпустил первый высокопроизводительный барабанный котёл на высокие параметры пара, прямоточный котёл, оборудованный шахтными мельницами; выпуск котлов, рассчитанных на повышенные параметры пара, начали и другие заводы.
Переход к высоким и сверхвысоким параметрам пара потребовал дальнейших теоретических исследований. В 1951 развернулись работы по вопросам молекулярного переноса энергии и по исследованию принципиальных особенностей процессов тепло- и массообмена. Начало 50-х гг. отмечено дальнейшим прогрессом энергомашиностроения. ЛМЗ выпустил конденсационную одновальную паровую турбину мощностью 150 Мвт при 3000 об/мин на 16,6 Мн/м2 и 550 °С.
К концу 50-х гг. установленная мощность ТЭС в СССР была увеличена в 2,2 раза за счёт строительства электростанций с агрегатами по 100, 150, 200 Мвм в виде блоков котёл — турбина с параметрами пара 12,7 Мн/м2 и 565 °С. С 1963 вводятся в действие энергоблоки мощностью 300 Мвт на 24,5 Мн/м2и 560/565 °С.
