2151099 Tepelné oběhy v energetice

Z, ZK | rozsah 3+1 |5 kreditů

Zákony energetických transformací. Realizace tepelných oběhů v energetice (parní, plynový, kombinovaný).

Způsoby zvyšování účinnosti a tepelný výpočet oběhu. Realizace kombinované výroby elektřiny a tepla s parním, plynovým a paroplynovým oběhem. Exergetické hodnocení tepelných oběhů.

Osnova

• Úvod – zaměření, význam a obsah studia.
• Zákony energetických transformací: Aplikace I., II., III. zákona termodynamiky.
• Zákon o omezení hustoty toku energie.
• Realizace kruhových cyklů v energetice: Porovnávací Carnotův oběh-podrobná diskuze nutných podmínek. Základní charakteristiky parního (Rankine-Clausiova) a plynového (Braytonova) oběhu.
• Kombinované oběhy.
• Způsoby zvyšování účinnosti a tepelný výpočet parního oběhu: Vliv admisního tlaku a teploty. Vliv protitlaku.Regenerační ohřev napájecí vody.
• Přihřívání páry. Návrh a výpočet tepelného oběhu parní elektrárny.
• Způsoby zvyšování účinnosti a tepelný výpočet plynového oběhu: Vliv tlakového poměru a teploty před turbínou. Regenerační ohřev.
• Dělená komprese a expanze. Návrh a výpočet tepelného oběhu plynové elektrárny.
• Kombinovaná výroba elektřiny a tepla: Termodynamický princip. Způsoby realizace.
• Způsoby rozdělení společných nákladů. Účinnost teplárny.
• Exergetické hodnocení tepelných oběhů: Vysvětlení a definice pojmu exergie hmotového toku a exergie tepla. Základní rovnice exergetické bilance, exergetická ztráta a účinnost.
• Příklady exergetického hodnocení parního a plynového oběhu elektrárny
• Oběhy pro využití nízkopotenciálního tepla OZE a AZE (Kalinův oběh, ORC a APC).

Studijní materiály

Kadrnožka J.: Tepelné elektrárny a teplárny.

Haywood R.W.: Analysis of Engineering Cycles.

Kotas TJ.: The Exergy Method of Thermal Plant Analysis