Tepelné oběhy v energetice (2151027)

Z,ZK | rozsah 3+2 | 6 kreditů

Zákony energetických transformací. Realizce kruhových cyklů v energetice (parní, plynový, kombinovaný). Rankine-Clausiův oběh. Způsoby zvyšování účinnosti a tepelný výpočet parního oběhu. Tepelné oběhy s plynovou turbínou, zvyšování účinnosti. Realizace kombinované výroby elektřiny a tepla v parním a plynovém oběhu. Paroplynové elektrárny a teplárny. Exergetické hodnocení tepelných oběhů.

Vyučující

prof. Ing. Michal Kolovratník, CSc.

prof. Ing. Václav Petr, DrSc.

Osnova

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

Osnova cvičení

1. Opakování vybraných témat z termodynamiky s aplikací na tepelné oběhy v energetice.
2. Návrh a výpočet Rankine-Clausiova a Braytonova oběhu a analýza možností zvyšování účinnosti oběhů.
3. Seznámení se SW pro výpočty tepelných oběhů (práce ve výpočetní laboratoři).
4. Individuální návrh a výpočet tepelného oběhu elektrárny resp. teplárny (semestrální projekt).