Laboratoře

Laboratoř Juliska

Pokusné fluidní ohniště o výkonu 500 kW

V laboratoři je umístěn unikátní kotel vlastní konstrukce s bublinkovou fluidní vrstvou, ve kterém je možná realizace full-scale experimentů, které umožňují přímý přenos výsledků výzkumu do praxe. Zařízení původně určené pro práci ve vzduchovém režimu bylo upraveno pro provoz v režimu oxyfuel a zprovozněno na konci roku 2015.

Ohniště se používá pro zkoumání spalování různých druhů paliv ve fluidní vrstvě a pro testování aditivního odsiřování. Sledováno je dávkování paliva, aditiva a spalovacího vzduchu. Zavedena je řízená a měřená recirkulace spalin, umožněn je též provoz v oxyfuel režimu.

Teplovodní kotel na spalování biomasy o výkonu 100 kW

Kotel slouží pro provádění spalovacích zkoušek tuhých paliv a pro testování regulačních algoritmů.

Pokusné fluidní ohniště o výkonu 30 kW

Pro oblast základního výzkumu je v laboratoři fluidní stand, který je schopen pracovat ve vzduchovém i fluidním režimu, případně i bez spalování pro základní studium režimů fluidace.

Experimentální Lavalovy dýzy

Laboratoř turbín má k disposici dvě parní dýzy s posuvným meridiánem zaměnitelné geometrie pro výzkum problematiky dvoufázového proudění. Dýzy jsou osazeny optickým systémem pro měření rozměrů a počtu kapek v expandující mokré páře, standardním měřením tlaků a teplot a jsou vybaveny odběrovými porty. Parametry a složení použité páry lze v laboratoři upravovat. Součástí zařízení je chladící okruh se směšovacím kondenzátorem.

Experimentální smyčka pro zkoumání hydrodynamiky přestupu tepla

Experimentální smyčka slouží pro zkoumání jevu krize přestupu tepla (CHF – Critical Heat Flux) a jevu smáčení (Rewetting). Smyčka sestává z variabilního hydraulického okruhu, výměnné testovací sekce a systému sběru dat. Délka testovací sekce je 1,8 m a tvoří ji vnější křemenná trubice a vnitřní ocelová průchodem stejnosměrného proudu vyhřívaná maketa palivového proutku tlakovodního reaktoru o průměru 9 mm. Jako chladivo je použita voda o atmosférickém tlaku. Hmotnostní průtok testovací sekcí lze měnit v rozsahu 150 – 1500 kg/m²/s, což vzhledem ke geometrii testovací sekce odpovídá 0,9 – 9 lpm.

Experimentální sušky paliv vlastní konstrukce

Bubnová kontaktní suška na biomasu

Tato suška je vhodná pro všechny druhy odpadní biomasy s vysokým obsahem vody. Je tvořena bubnem s elektricky otápěným pláštěm o vnitřním průměru 0,26 m a délce otopné plochy 1 m. Je provozována v kampaňovitém režimu. Suška je vybavena vnitřním míchadlem a její výkon je 2 kg odsušené vody za hodinu.

Kontaktní parní suška na biomasu

Zařízení pracující v kontinuálním režimu je otápěné parou a tvořeno rotujícím bubnem o průměru 600 mm a délce 2000 mm. Buben sušky se skládá z otápěných trubek. Otáčení bubnu je řízeno frekvenčním měničem pohonů, čímž je možné regulovat dobu setrvání paliva v sušce. Suška je vhodná pro široké spektrum sušených materiálů. Výkon sušky je 20 kg odpařené vody za hodinu.

Kondenzátory odpadní páry ze sušení biomasy

Kondenzátor odpadních par slouží k energetickému využití odchozí páry ze sušení biomasy, které probíhá kontaktním způsobem – pára je tak minimálně znečištěná přisátým okolním vzduchem a má velmi dobrý potenciál pro další energetické využití. Kondenzátor byl navržen ve dvou variantách a to pro využití skupenského tepla odchozí páry jak pro ohřev vody, tak pro ohřev vzduchu.

Jednotka ORC na biomasu s elektrickým výkonem 1 kWe

Zařízení je vyvíjeno v rámci laboratoře Univerzitního centra energeticky efektivních budov ČVUT s názvem LORCA (Laboratoř organických Rankinových cyklů a jejich aplikací). Technologický základ stojí na aplikaci organického Rankinova cyklu (ORC). Tento tepelný oběh se teoreticky příliš neliší od klasické parní elektrárny, umožňuje však transformaci tepla na elektřinu při nízkých tlacích, teplotách a zejména výkonech. Aktuálně se soustředí na vývoj jednoduchého a mobilního zařízení, které bude kromě tepla produkovat i elektřinu. Pilotní jednotka disponuje tepelným výkonem 50 kW a elektrickým výkonem 2-3 kW.

Palivová laboratoř

• pro hrubý rozbor paliv

Laboratoře Dejvice

Laboratoř dvoufázového proudění

V laboratoři je umístěno několik zařízení pro měření charakteristik dvoufázového proudění. Jedná se o zařízení pro měření 1-D charakteristik palivového kanálu jaderného reaktoru s reálným profilem tepelného toku. Na zařízení se vyvíjí modely pro zatopení jaderného reaktoru po LOCA havárii a lze na něm vizualizovat a měřit charakteristiky dvoufázového proudění. Na dalších zařízeních lze měřit charakteristiky proudění v parním generátoru nebo gas-lift efektu. Kromě těchto zařízení jsou zde i menší experimentální a výuková zařízení pro demonstraci základních termohydraulických jevů.

Zařízení pro výzkum dvoufázového proudění při atmosférickém tlaku

Zařízení slouží k výzkumu chování dvoufázového proudění při různých provozních režimech za atmosférického tlaku. Výkon ohříváků je 9 kW a objem 60 l. Na 8 měřících místech dochází k měření teplot resp. tlaků ve dvoufázovém objemu. Chování dvoufázové směsi lze sledovat opticky vysokorychlostní kamerou.

Testy na vysokoteplotní oxidace

Pokročilá ochranná vrstva palivových proutků (vrstva pro zvýšení odolnosti proti korozi), se testuje v podmínkách horké páry. Vzorky jsou vystaveny prostředí horké páry a pak se zprudka zchladí. Pro tyto účely se používá speciální experimentální zařízení. V tomto zařízení, peci, je možné dosáhnout teploty až 1200 °C. Povlak je pak podroben zkoumání na existenci trhlin a oxidaci povrchu.

Laboratoř chlazení

• s experimentálním tepelným čerpadlem

Laboratoř tepelných izolací

• zařízení pro laboratorní měření tepelné vodivosti izolačních materiálů a pro měření provozních tepelných ztrát izolovaného potrubí

Vybavení laboratoří je využíváno zejména pro experimentální úlohy v rámci řešených výzkumných projektů, ale často je využíváno i při výuce v rámci praktických cvičení.