Stavba a provoz teplárenských zařízení (FSI-FSC)

Akademický rok 2021/2022
Garant: Ing. Petr Kracík, Ph.D.  
Garantující pracoviště: EÚ všechny předměty garantované tímto pracovištěm
Jazyk výuky: čeština
Cíle předmětu:
Cílem předmětu je seznámit studenty s energetickou v ČR a s energetickými zařízeními (především elektrárnami a teplárnami) a jejich zapojením do elektrizační soustavy a soustavy CZT.
Výstupy studia a kompetence:
Po absolvování tohoto kurzu by měli být studenti schopni koncepčně navrhnout energetický celek pro kombinovanou výrobu elektřiny a tepla a mít základní přehled o energetice v ČR.
Prerekvizity:
Znalosti z předmětů Termomechanika, Základy energetiky I a II.
Obsah předmětu (anotace):
Předmět je zaměřen na základní energetické celky (elektrárna, teplárna, výtopna) v centralizované, nebo decentralizovaném zapojení (Smart Grids). V návaznosti na tyto celky by se měl student seznámit s elektrizační soustavou a soustavou CZT, umět provést základní koncepční návrh mimo jiné z výpočtů ztrát jednotlivých objektů a celkové spotřeby energie.
Metody vyučování:
Předmět je vyučován formou přednášek, které mají charakter výkladu základních principů a teorie dané disciplíny.
V rámci cvičení bude využíván Open Source program OpenModelica. V Moodle kurzu budou průběžně zveřejňována výuková videa s teoretickým úvodem k dané časti a možnostmi implementace programu. V rámci cvičení budou průběžně stanoveny individuální úkoly navazující na výuková videa. Ve vymezeném rozvrhovaném čase bude k dispozici počítačová učebna, kde budou probíhat i individuální konzultace.
Způsob a kritéria hodnocení:
Požadavky pro zápočet: aktivní účast na cvičeních, odevzdání vypracovaných úkolů dle zadání ve stanoveném termínu.
Požadavky pro zkoušku: písemná část formou otázek a příkladů, ústní formou diskuse k zadanému tématu
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky:
Účast na přednáškách je doporučená a výuka probíhá dle týdenních rozvrhů.
Cvičení: splnění zadaných individuálních příkladů.
Typ (způsob) výuky:
    Přednáška  13 × 3 hod. nepovinná                  
    Cvičení  13 × 2 hod. povinná                  
Osnova:
    Přednáška 1. Zdroje elektřiny v ČR a jejich zastoupení pro pokrytí spotřeby.
2. – 3. Základní části oběhu parní elektrárny.
4. – 5 Teplárenské systémy a rozdělení zdrojů tepla pro SCZT
6. Tepelné ztráty objektů.
7. - 8. Potřeby tepla a roční diagram trvání potřeb tepla.
9. Dimenzování teplárenských zdrojů.
10. – 11. Základní teplárenské provozy.
12. Soustavy CZT, akumulace tepla.
13. Plánování výstavby, dispoziční řešení, strojovna, kotelna, pomocná zařízení.
    Cvičení 1. Úvod– seznámení s programovým prostředím OpenModelica, instalace
2. OpenModelica – deklarativní programování, základy syntaxe, první model
3. Hydraulika – pohybové rovnice proudění kapaliny v elementu potrubí, zákony zachování
4. Hydraulika – tlakové ztráty, Darcy-Weisbachův třecí faktor, implementace
5. Hydraulika – sestavení rozvětveného systému, charakteristika čerpadla, kompenzace objemu
6. Tepelné pochody – matematický model přestupu tepla mezi médiem a přilehlou stěnou
7. Tepelné pochody – matematický model vedení tepla stěnou
8. Tepelné pochody – axiální advekce tepelné fronty podél elementu potrubí
9. Tepelné pochody – komplexní model elementu potrubí, spotřebitel tepla, zdroj tepla
10. Teplárenský systém – sestavení modelu malého systému zasobování teplem
11. – 12. Teplárenský systém – hodnocení efektivnosti provozu systému
13. Udělování zápočtů
Literatura - základní:
1. Kadrnožka: Tepelné elektrárny a teplárny,SNTL Praha 1987
2. Schneider, P.: Základy konstruování procesních zařízení. 1999
2. Horlock, J.H.:Advanced Gas Turbine Cycles. Prgamon Publishing, London 2003
Literatura - doporučená:
1. Brownell, L. E., and Young, E. H., Process Equipment Design, John Willey, 1966
2. Křupka, V. - Schneider, P.: Konstrukce aparátů
3. Schneider, P.: Základy konstruování procesních zařízení
Zařazení předmětu ve studijních programech:
Program Forma Obor Spec. Typ ukončení   Kredity     Povinnost     St.     Roč.     Semestr  
B3S-P prezenční studium B-EPP Energetika, procesy a životní prostředí -- zá,zk 6 Povinný 1 3 L