|
Vyučující
|
-
Kubíková Tereza, Ing.
-
Eret Petr, Doc. Ing. Ph.D.
|
|
Obsah předmětu
|
Cílem předmětu je seznámit studenty s teorií a aplikací kombinovaných tepelných cyklů s více pracovními látkami (CCGT, HRSG, IGCC, STIG) a s cykly jaderných elektráren IV. generace. Témata přednášek podle týdnů v semestru: 1. Otevřený cyklus spalovací turbíny, popis cyklu beze ztrát a se ztrátami, přechod od otevřeného cyklu spalovací turbíny k paroplynovému cyklu (PPC), základní pravidla návrhu spalinového výměníku v paroplynovém cyklu (HRSG) 2. Pokročilá pravidla návrhu HRSG, použití přitápění, vícetlakové HRSG, specifika spalovacích a parních turbín do PPC, chování spalovacích turbín v nenávrhových provozech, způsoby regulace spalovacích turbín, výpočty HRSG v nenávrhových stavech, význam klouzavého tlaku 3. Vstřikování vody a vodní páry do cyklu spalovací turbíny (STIG), opatření pro zlepšení účinností PPC, paroplynové cykly se zplyňováním uhlí (IGCC) 4. Uzavřené cykly s plynovou turbínou (CCGT) s héliem, argonem, dusíkem a s nadkritickým CO2 5. Organický Rankinův cyklus (ORC), požadavky na vlastnosti médií pro ORC, aplikace ORC, Kalinův cyklus, binární oběh se rtutí 6. Kogenerace, význam a využití kogenerace, definice účinnosti při kogeneraci, typická uspořádání cyklů pro kogeneraci s parní a se spalovací turbínou, zvláštnosti konstrukce parních turbín pro kogeneraci, trigenerace 7. Tepelné cykly používané pro "repowering" tj. částečnou nebo úplnou konverzi stávajících elektráren na PPC 8. Cykly pro odsolování mořské vody, technologie Multi-Stage Flash (MSF), Multi-Effect Distillation (MED), Thermal Vapour Compression (TVC) a reverzní osmóza (RO) 9. Tepelné cykly solárních elektráren, tepelné cykly technologií používaných pro zachycování CO2 10. Tepelné cykly jaderných elektráren IV. generace, vysokoteplotní reaktory (VHTR), reaktory chlazené nadkritickou vodou (SCWR), reaktory chlazeným tekutými solemi (MSR), reaktory chlazené plynem (GFR), reaktory chlazené sodíkem (SFR) a olovem (LFR)
|
|
Studijní aktivity a metody výuky
|
Přednáška s aktivizací, Cvičení
- Kontaktní výuka
- 52 hodin za semestr
- Příprava na souhrnný test [6-30]
- 34 hodin za semestr
- Příprava na zkoušku [10-60]
- 44 hodin za semestr
|
| Předpoklady |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| využívat samostatně teoretické znalosti z termomechaniky a teorie sdílení tepla a hmoty |
| vyložit teorii jednoduchého tepelného cyklu parní turbíny (Rankinova cyklu) a plynové turbíny (Braytonův cyklus) |
| znát jeden cizí jazyk (AJ nebo NJ) pasivně alespoň v úrovni B1 |
| orientovat se zběžně v principech funkce moderních energetických zařízení |
| Odborné dovednosti |
|---|
| orientovat se v diagramu vlastností vodní páry (h-s diagram) a znalost aplikovat i na podobné diagramy jiných pracovních látek (ORC, CO2) |
| propočítat jednoduchý tepelný cyklus parní turbíny (Rankinův cyklus) a plynové turbíny (Braytonův cyklus) |
| používat výpočtových možností tabulkových procesorů (Excel) |
| pracovat samostatně s cizojazyčnými informačními zdroji (AJ nebo NJ) |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: samostatně získávají další odborné znalosti, dovednosti a způsobilosti na základě především praktické zkušenosti a jejího vyhodnocení, ale také samostatným studiem teoretických poznatků oboru., |
| Výsledky učení |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| znát výpočetní metody v oblasti termodynamiky pokročilých cyklů tepelných strojů |
| popsat a analyzovat různé typy kombinovaných cyklů a cyklů s netradičními médii (ORC, CO2, helium) včetně jejich optimalizace |
| popsat principy funkce moderních energetických zařízení - pro solární aplikace, pro zplyňování uhlí a pro odsolování |
| orientovat se v typech a principech jaderných elektráren IV. generace |
| Odborné dovednosti |
|---|
| analyzovat tepelné oběhy moderních energetických zařízení, počítat jejich měrnou práci, účinnosti a výkon zařízení |
| používat vhodný softwarový nástroj (např. Thermoflow) k výpočtům a analýze tepelných cyklů moderních energetických zařízení |
| umět srozumitelně sdělit odborníkům i laikům informace o moderních energetických zařízeních |
| odhadnout další vývoj v oboru energetických zařízení |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| mgr. studium: srozumitelně a přesvědčivě sdělují odborníkům i širší veřejnosti vlastní odborné názory, |
| Vyučovací metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Cvičení (praktické činnosti), |
| Demonstrace dovedností, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Přednáška založená na výkladu, |
| Hodnotící metody |
|---|
| Odborné znalosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
| Odborné dovednosti |
|---|
| Demonstrace dovedností (praktická činnost), |
| Individuální prezentace, |
| Obecné způsobilosti |
|---|
| Ústní zkouška, |
|
Doporučená literatura
|
-
Horlock, John Harold. Advanced Gas Turbine Cycles. Oxford, 2003. ISBN 0-08-044273-0.
-
Kehlhofer, Rolf et al. Combined-cycle gas & steam turbine power plants. 3rd ed.. Tulsa, 2008. ISBN 978-1-59370-168-0.
-
Konečný, Václav; Zachystal, Miloš. Návrh paroplynového zařízení. Část 1. 1. vyd. V Plzni : Západočeská univerzita, 2007. ISBN 978-80-7043-532-8.
-
Quoilin, Sylvain a Lemort, Vincent. Technological and Economical Survey of Organic Rankine Cycle. Thermodynamics Laboratory University of Li?ge, 2009.
-
Schleicher, R., Raffray, A. R., Wong, C. P. An assessment of the Brayton cycle for high performance power plants. UC San Diego, 2000.
-
Škopek, Jan. Tepelné turbíny a turbokompresory. 1. vyd. Plzeň : Západočeská univerzita, 2010. ISBN 978-80-7043-862-6.
|