УТВЕРЖДАЮ

Директор ЭНИН

___________

«___»_____________2011 г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Тепловые и атомные электрические станции

НАПРАВЛЕНИЕ ООП

140100 Теплоэнергетика

ПРОФИЛb ПОДГОТОВКИ : «Тепловые электрические станции», «Промышленная теплоэнергетика», «Автоматизация технологических процессов и производств в теплоэнергетике и теплотехнике»

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) бакалавр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ План ПРИЕМА 2011 г.

КУРС 3 СЕМЕСТР 6

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ 6

ПРЕРЕКВИЗИТЫ – дисциплины учебного плана программы подготовки бакалавра по направлению 140100 «Теплоэнергетика» цикла Естественных наук и математически; «Техническая термодинамика», «Тепломассообмен», «Гидрогазодинамика»

КОРЕКВИЗИТЫ – «Турбины тепловых и атомных электростанций», «Котельные установки и парогенераторы»

ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ – очная

ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ экзамен, зачет.

ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра атомных и тепловых электростанций

ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_________________

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ___________________

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ __________________

2011 г.

1. Цели освоения дисциплины

Цели освоения дисциплины в области обучения, воспитания и развития, соответствующие целям ООП:

§  подготовка выпускников к проектно-конструкторской и производственно-технологической деятельности в области теплоэнергетики, современных технологий производства электрической и тепловой энергии;

§  подготовка выпускников к эксплуатации и обслуживанию установок и оборудования современного производства электрической и тепловой энергии с высокой эффективностью, выполнением требований защиты окружающей среды и правил безопасности производства.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к циклу специальных дисциплин ООП бакалаврской подготовки.

Пререквизиты. Для овладения дисциплиной необходимо предварительное освоение дисциплин программы подготовки бакалавров по направлению 140100 «Теплоэнергетика».

Дисциплина «Тепловые и атомные электрические станции», в свою очередь, является пререквизитом для дисциплины «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии».

Требования к уровню подготовки к успешному освоению дисциплины:

входные знания

§  фундаментальных математических, естественнонаучных, социально – экономических и инженерных принципов, лежащих в основе профессиональной деятельности;

§  законов сохранения и превращения энергии применительно к системам передачи и трансформации теплоты;

§  калорических и переносных свойств веществ применительно к рабочим телам тепловых машин и теплоносителям;

§  термодинамических процессов и циклов преобразования энергии, протекающие в теплотехнических установках;

§  законов и основных физико-математических моделей переноса теплоты и массы применительно к теплотехническим и теплотехнологическим установкам и системам;

§  интеллектуальных технологий инженерного анализа;

§  основ методики технико-экономических расчетов теплоэнергетических объектов;

§  номенклатуру технических материалов в теплоэнергетике, их структуру и основные свойства, атомно-кристаллическое строение металлов, фазово-структурный состав сплавов, типовые диаграммы состояния, свойства железа и сплавов на его основе;

§  основных законов механики, видов механизмов, их классификацию и области применения;

§  технологических схем производства электрической и тепловой энергии;

§  общих законов и уравнений статики, кинематики и динамики жидкостей и газов;

§  критериев выбора и создания теплоэнергетического оборудования;

§  основ управления технологическими объектами, основ теории автоматического управления;

§  принципов устройства многоступенчатой турбины и ее узлов;

входные умения

§  рассчитывать передаваемые тепловые потоки;

§  составлять алгоритмы и программы расчета оптимальных параметров паротурбинных установок на ПЭВМ;

§  выполнять системное описание объекта анализа;

§  определять параметры термодинамических циклов и показатели их тепловой экономичности;

§  проводить гидравлический расчет трубопроводов;

§  рассчитывать показатели экономичности турбины и турбоустановки

§  проводить механические расчеты узлов и элементов турбины;

§  проводить количественный анализ влияния различных факторов на экономичность теплоэнергетических установок;

входной опыт

§  интерпретации физического смысла результатов исследований;

§  термодинамического анализа циклов тепловых машин с целью их оптимизации;

§  гидравлического расчета трубопроводов;

§  математического моделирования отдельных элементов тепловой схемы и теплоэнергетической установки в целом;

§  проведения типовых гидродинамических расчетов гидромеханического оборудования и трубопроводов;

§  оценки конкурентных преимуществ инженерных решений;

§  теплового расчета турбины и ее ступеней;

§  теплогидравлического расчета теплообменных аппаратов;

§  проектирования котлов ТЭС;

§  проектирования турбин ТЭС и АЭС, их деталей и узлов.

3. Результаты освоения дисциплины

Планируются следующие результаты освоения дисциплины (компетенции) и их составляющие: (знания, умения, опыт).

В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции (в соответствии с ФГОС по направлению 140100):

1.Универсальные (общекультурные):

§  способность развивать и совершенствовать свой интеллектуальный уровень (ОК-1);

§  способность анализировать, синтезировать и критически резюмировать информацию (ОК-9).

2. Профессиональные:

§  способность использовать углубленные теоретические и практические знания, которые находятся на передовом рубеже науки и техники, в области профессиональной деятельности (ПК-2);

§  способность находить творческие решения профессиональных задач (ПК-3);

§  способность анализировать естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности (ПК-5);

§  способность к профессиональной эксплуатации оборудования современных тепловых и атомных электростанций (ПК-7);

§  способность формулировать задания на разработку проектных решений, связанных с модернизацией технологического оборудования, по улучшению эксплуатационных характеристик, ресурсосберегающих мероприятиями (ПК-10);

§  готовность к проведению технических расчетов по проектам, технико-экономического и функционально-стоимостного анализа эффективности проектных решений (ПК-13).

Составляющие результатов освоения дисциплины (знания, умения, опыт) получены в результате декомпозиции компетенций. В результате освоения дисциплины студент будет:

знать

§  современные и перспективные технологии, применяемые на ТЭС и АЭС для производства электрической и тепловой энергии;

§  методические основы выбора вида рабочего тела, управляемых параметров и циклов производства электрической энергии;

§  особенности паротурбинных установок АЭС;

§  современные методы анализа эффективности ТЭС и АЭС;

§  инженерные методы защиты окружающей среды при работе ТЭС и АЭС;

уметь

§  принимать решения в области производственных задач основного технологического процесса ТЭС и АЭС;

§  выбирать технологические схемы с использованием пакетов прикладных программ;

§  выбирать серийное оборудование ТЭС и АЭС;

владеть

§  принципами рационального выбора параметров технологического процесса ТЭС и АЭС;

§  методами анализа эффективности энергетических установок;

§  принципами системного подхода к выбору структуры и параметров ТЭС и АЭС;

§  инженерными методами защиты окружающей среды при работе ТЭС и АЭС.

4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Содержание разделов дисциплины:

4.1.1. Введение

Перспективы использования различных видов первичных энергоресурсов для производства электрической и тепловой энергии. Современные тенденции развития энергетики мира. Ближайшие и отдаленные перспективы развития ТЭС и АЭС в России и за рубежом.

4.1.2. Технологии атомной энергетики

Роль атомных электростанций в энергетике мира и России. Тепловая экономичность АЭС. Параметры и циклы АЭС.

4.1.2.1. Паропроизводящие установки АЭС.

– с реактором ВВЭР;

– с реактором РБМК;

– с реактором РБН;

– с газоохлаждаемыми реакторами.

4.1.2.2. Особенности паротурбинных установок АЭС.

4.1.2.2.1. Промежуточные сепарация и промперегрев.

4.1.2.2.2. Управляемые параметры системы регенерации.

4.1.3. Системы и оборудование основного технологического процесса на ТЭС и АЭС

4.1.3.1. Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС разных типов.

4.1.3.2. Системы регулирования энергоблоков АЭС. Программы регулирования мощности.

4.1.3.3. Конденсационная установка. Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением.

4.1.3.4. Теплофикационная установка

4.1.3.5. Системы технического водоснабжения ТЭС и АЭС. Общестанционные системы ТЭС и АЭС.

4.1.3.6. Трубопроводы и арматура электростанций.

4.1.4. Современные методы анализа эффективности ТЭС и АЭС.

4.1.4.1. Экспресс-методы оценки тепловой экономичности паротурбинных установок. Метод коэффициентов изменения мощности.

4.1.4.2. Эксергетический метод анализа эффективности установок и оборудования электростанций. Энергетический и эксергетический методы анализа эффективности паротурбинных КЭС, ТЭЦ, газотурбинных и парогазовых электростанций. Анализ эффективности турбоустановок, турбины, котла, камеры сгорания ГТУ, теплообменных аппаратов, компрессоров, насосов.

4.1.4.3. Системный подход к выбору структуры и параметров ТЭС и АЭС. Объект системного анализа, свойства ТЭС и АЭС как сложных систем. Этапы выбора проектных решений для ТЭС и АЭС. Критерии обоснования проектных решений. Учет факторов надежности, безопасности и экологического воздействия. Надежность и безопасность АЭС. Экологическое воздействие. Технико-экономические особенности использования ядерного топлива. Низкопотенциальный комплекс.

4.1.5. Перспективные технологии преобразования энергии на ТЭС. Энерго - и ресурсосберегающие технологии.

4.1.5.1. Паротурбинные энергоблоки нового поколения. Совершенствование теплового цикла ТЭС. Переход к суперсверхкритическим параметрам пара в ПТУ.

4.1.5.2. Новые технологии сжигания органического топлива. Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах. Каталитические тепловые электростанции.

4.1.5.3. Газотурбинные технологии.

Стационарные газотурбинные установки. Современные высокотемпературные ГТУ. Материалы газотурбостроения. Системы охлаждения деталей и узлов ГТУ. Сравнительные характеристики отечественных и зарубежных ГТУ. Состояние и перспективы создания высокотемпературных ГТУ отечественными заводами.

4.1.5.4. Парогазовые установки электростанций.

Парогазовые энергетические технологии. Устройство ПГУ. Классификация ПГУ, их преимущества, недостатки. Парогазовые установки утилизационного типа. Тепловые схемы ПГУ. Устройство котла-утилизатора, типы. Особенности устройства и работы паротурбинных установок в составе ПГУ. Преимущества и недостатки ПГУ, их место в зарубежной энергетике и тенденции их развития.

4.1.6. Природоохранные технологии на ТЭС и АЭС

Влияние энергетики на окружающую среду. Химические и радиационные факторы экологического воздействия АЭС и ТЭС.

4.1.6.1.Технологии очистки выбросов и сбросов на ТЭС. ТЭС с высокими экологическими показателями. Безотходные технологии в теплоэнергетике. Сопоставление ядерного и угольного топливных циклов.

4.1.6.2. Проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС. Нормы радиационной безопасности.

4.2 Структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности приведена в табл.1.

Таблица 1

Структура дисциплины

по разделам и формам организации обучения

5. Образовательные технологии

Приводится описание образовательных технологий, обеспечивающих достижение планируемых результатов освоения дисциплины.

Специфика сочетания методов и форм организации обучения отражается в матрице (см. табл 2). Перечень методов обучения и форм организации обучения может быть расширен.

Таблица 2.

Методы и формы организации обучения (ФОО)

6. Организация и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

6.1 Характеристика видов и форм самостоятельной работы студентов, включая текущую и творческую/исследовательскую деятельность студентов:

§  текущая СРС, направленная на углубление и закрепление знаний студента, развитие практических умений;

§  творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа (ТСР), ориентированная на развитие интеллектуальных умений, комплекса универсальных (общекультурных) и профессиональных компетенций, повышение творческого потенциала студентов. ТСР включает следующие виды работ по основным проблемам курса:

- поиск, анализ, структурирование и презентация информации;

- выполнение расчетных работ.

6.2. Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине

6.2.1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований: 6.2.1.1. перспективные технологии атомной энергетики, 6.2.1.2. газоохлаждаемые реакторы, 6.2.1.3. Замкнутый топливный цикл: проблемы и решения 6.2.1.4. надежность и безопасность АЭС, 6.2.1.5. использование высокотемпературных ГТУ, 6.2.1.6. применение парогазовых технологий, 6.2.1.7. экологическое воздействие ТЭС и АЭС, 6.2.1.8. безотходные технологии в теплоэнергетике. 6.2.1.9. проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС.

6.2.2. Темы индивидуальных заданий:

§  исследование зависимости тепловой экономичности АЭС от структурных факторов;

§  исследование влияния влажности на выходе из внешнего сепаратора ПТУ на КПД установки;

§  исследование влияния внутреннего влагоудаления турбины на экономичность установки;

§  определение положения индифферентной точки в зависимости от температуры питательной воды;

§  анализ оптимизационного уравнения для расчета подогрева в ступени РППВ;

§  исследование способов повышения тепловой экономичности ГТУ;

§  анализ влияния на тепловую экономичность ГТУ повышения температуры на входе в газовую турбину и введения регенерации;

§  анализ влияния на тепловую экономичность ГТУ ступенчатого сжатия и ступенчатого расширения;

§  расчет высокотемпературной ГТУ с охлаждением;

§  расчет тепловой схемы утилизационной ПГУ;

§  эксергетические расчеты эффективности

o  теплообменника;

o  парового котла;

o  паротурбинной установки;

o  газотурбинной установки.

6.2.3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку.

Перспективы использования различных видов первичных энергоресурсов для производства электрической и тепловой энергии. Современные тенденции развития энергетики мира. Ближайшие и отдаленные перспективы развития ТЭС и АЭС в России и за рубежом.

Роль атомных электростанций в энергетике мира и России. Тепловая экономичность АЭС. Особенности паротурбинных установок АЭС.

Экспресс-методы оценки тепловой экономичности паротурбинных установок. Метод коэффициентов изменения мощности. Энергетический и эксергетический методы анализа эффективности паротурбинных КЭС, ТЭЦ, газотурбинных и парогазовых электростанций. Анализ эффективности турбоустановок, турбины, котла, камеры сгорания ГТУ, теплообменных аппаратов, компрессоров, насосов.

Системный подход к выбору структуры и параметров ТЭС и АЭС. Объект системного анализа, свойства ТЭС и АЭС как сложных систем. Этапы выбора проектных решений для ТЭС и АЭС. Критерии обоснования проектных решений. Учет факторов надежности, безопасности и экологического воздействия. Надежность и безопасность АЭС. Экологическое воздействие. Технико-экономические особенности использования ядерного топлива. Низкопотенциальный комплекс.

Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС разных типов.

Системы регулирования энергоблоков АЭС. Программы регулирования мощности. Конденсационная установка. Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением. Теплофикационная установка. Системы технического водоснабжения ТЭС и АЭС. Общестанционные системы ТЭС и АЭС. Трубопроводы и арматура электростанций.

Энерго - и ресурсосберегающие технологии.

Паротурбинные энергоблоки нового поколения. Совершенствование теплового цикла ТЭС. Переход к суперсверхкритическим параметрам пара в ПТУ.

Новые технологии сжигания органического топлива. Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах. Каталитические тепловые электростанции.

Газотурбинные технологии.

Материалы газотурбостроения. Системы охлаждения деталей и узлов ГТУ. Сравнительные характеристики отечественных и зарубежных ГТУ. Состояние и перспективы создания высокотемпературных ГТУ отечественными заводами.

Тепловые схемы ПГУ. Устройство котла-утилизатора, типы. Особенности устройства и работы паротурбинных установок в составе ПГУ. Преимущества и недостатки ПГУ, их место в зарубежной энергетике и тенденции их развития.

Влияние энергетики на окружающую среду. Химические и радиационные факторы экологического воздействия АЭС и ТЭС.

Технологии очистки выбросов и сбросов на ТЭС. ТЭС с высокими экологическими показателями. Безотходные технологии в теплоэнергетике. Сопоставление ядерного и угольного топливных циклов.

Проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС. Нормы радиационной безопасности.

6.2.4. Темы рефератов

1.  Риски ядерной и тепловой энергетики.

2.  Замкнутый топливный цикл: проблемы и решения.

3.  Энергоблоки АЭС с реакторами на тепловых нейтронах повышенной безопасности.

4.  Паротурбинные энергоблоки на суперсверхкритические параметры пара.

5.  Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах.

6.  Проблемы диагностики теплоэнергетического оборудования и пути их решения.

7.  Высокотемпературные ГТУ с охлаждением.

8.  Комбинирование АЭС с ГТУ.

9.  Тепловизионная диагностика энергетического оборудования

10.Котлы с циркулирующим кипящим слоем.

11.Проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС.

12.Применение детандер-генераторных агрегатов.

13.Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением.

14.Перспективы применения газотурбинных и парогазовых технологий.

15.Ближайшие и отдаленные перспективы развития ТЭС на органическом топливе в России и за рубежом.

16.Современные тенденции развития энергетики мира.

6.3 Контроль самостоятельной работы

Оценка результатов самостоятельной работы организуется как единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.

Для текущего контроля в течение семестра предусматривается:

q  результаты выполнения и защиты индивидуальных расчетных заданий;

q  2 контрольных работы в семестр по материалам лекций и практических занятий с целью проведения рейтинговой аттестации в конце каждого месяца (с 25 по 28 число).

В конце семестра студент должен набрать минимум баллов, необходимый для допуска к сдаче экзамена (1 семестр) и зачета (2 семестр). Подробно о видах оцениваемых работ и рубежных значениях суммы баллов изложено в рейтинг-плане. Рейтинг планы, тесты, вопросы и задачи для контрольных, вопросы итогового контроля и экзаменационные билеты прилагаются к рабочей программе.

6.4 Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Указываются образовательные ресурсы, рекомендуемые для использования при самостоятельной работе студентов, том числе программное обеспечение, Internet- и Intranet-ресурсы (электронные учебники, компьютерные модели и др.), учебные и методические пособия, справочники, задачники и др.

6.4.1. Перечень используемых электронных ресурсов

При изучении дисциплины используются:

q  Технические средства аудитории с мультмедийными средствами (компьютеры, мониторы, экраны).

q  Автоматизированная система управления познавательной деятельностью студента (АСУ ПДС).

q  Лекционный материал в среде PowerPoint.

q  Видеофильмы «Виртуальное путешествие по АЭС», «Строительство АЭС»,

q  Компьютерные программы:

Ø  «regress» – программа регрессионного анализа для обработки результатов эксперимента;

Ø  WaterSteamPro – программа теплофизических и термодинамических свойств теплоносителей;

Ø  «TABL1», «TFS», «TFM» – для расчета свойств теплоносителей.

q  Методические указания к выполнению практических работ.

7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества освоения дисциплины

ФОС включает перечень вопросов текущего контроля для оценки текущей успеваемости и промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины; задания и задачи для оценки приобретенных студентами умений.

7.1. Перечень вопросов текущего контроля

Текущий контроль по дисциплине обеспечивается путем устного опроса при защите заданий и тестировании. Примеры вопросов и тестов приведены ниже.

Вопросы к защите заданий по дисциплине «СК ТЭС и АЭС»

Раздел «Паротурбинные установки АЭС»

1.  С какой целью применяются промежуточные перегрев и сепарация пара турбины?

2.  Что такое однократный и двукратный, одноступенчатый и двухступенчатый промежуточный перегрев пара?

3.  Почему вариант с двукратной промежуточной сепарацией пара (без промперегрева) может оказаться целесообразным?

4.  Назвать основные конструктивные особенности СПП «ЗиО-Подольск» (какие типы сепарационных блоков, поверхности нагрева используются, их взаимное расположение и т. п.).

5.  Для чего необходимы специальные емкости – сепарато - и конденсатосборники – при установке СПП?

6.  Перечислить управляемые параметры, выбираемые при проектировании системы промежуточных сепарации и перегрева пара турбины.

7.  Каково влияние изменения гидравлических сопротивлений элементов СПП на конструктивные характеристики аппарата и тепловую экономичность ПТУ?

8.  На какие характеристики оборудования ПТУ оказывает влияние разделительное давление турбины?

9.  Сформулировать основной принцип объединения дренажей СПП с основным потоком рабочего тела ПТУ.

10.  Перестроить диаграмму для следующих значений влияющих факторов: рк = 4 кПа; = 0,9663; авл = 0,88; = 40 кДж/кг; используя условие, в соответствии с которым смещения точек на линиях ргр.1= const пропорциональны изменению р0.

11.  По диаграмме определить для р0 = 6 МПа, ргр.1 = 2,05 МПа и значений других влияющих факторов тех же, что и в задании 10.

12.  Назначение внешней сепарации в турбоустановках АЭС. Процесс расширения пара в турбине с внешней сепарацией.

13.  Назначение промперегрева в турбоустановках АЭС. Процесс расширения пара в турбине с промперегревом.

14.  Изобразить цикл паротурбинной установки с одно - и двухступенчатой внешней сепарацией в TS-диаграмме.

15.  Изобразить цикл паротурбинной установки с одно - и двухступенчатой внешней сепарацией в hS-диаграммах.

16.  Определение параметров для теплового баланса точки смешения.

Раздел «Газотурбинные установки»

1.  Схема и цикл простейшей газотурбинной установки открытого типа

2.  Работа турбины, работа цикла в ГТУ простого цикла

3.  Расход воздуха, газа и расход топлива в ГТУ простого цикла

4.  Мощность ГТУ простого цикла, термический кпд, абсолютный электрический КПД

5.  Способы повышения тепловой экономичности ГТУ

6.  Достоинства и недостатки ГТУ

7.  Схема и цикл ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха

8.  Работа турбины, работа цикла в ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха

9.  Расход воздуха, газа и расход топлива в ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха

10.  Мощность ГТУ, термический кпд, абсолютный электрический КПД ГТУ со ступенчатым сжатием воздуха

11.  Схема и цикл ГТУ со ступенчатым сгоранием топлива

12.  Работа турбины, работа цикла в ГТУ со ступенчатым сгоранием топлива

13.  Расход воздуха, газа и расход топлива в ГТУ со ступенчатым сгоранием топлива

14.  Мощность ГТУ, термический кпд, абсолютный электрический КПД ГТУ со ступенчатым сгоранием топлива

15.  Схема и цикл ГТУ с регенерацией теплоты отработавших газов турбины

16.  Работа турбины, работа цикла в ГТУ с регенерацией теплоты отработавших газов турбины

17.  Расход воздуха, газа и расход топлива в ГТУ с регенерацией теплоты отработавших газов турбины

18.  Мощность ГТУ, термический кпд, абсолютный электрический КПД ГТУ с регенерацией теплоты отработавших газов турбины

19.  Расчет температуры воздуха за компрессором

20.  Расчет температуры газа за турбиной

21.  Схема и цикл ГТУ с теплофикацией

22.  Расчет температуры воздуха за компрессором

23.  Расчет температуры газа за турбиной

Раздел «Парогазовые установки»

1.  Циклы и КПД парогазовых установок

2.  ПГУ с высоконапорным парогенератором

3.  ПГУ с подогревом питательной воды отработавшими газами турбины

4.  ПГУ с котлом утилизатором

5.  Достоинства и недостатки ПГУ

6.  Схема и цикл утилизационной парогазовой установки

7.  Тепловой баланс котла - утилизатора

8.  Энергетический баланс утилизационной ПГУ

9.  Мощность и КПД утилизационной ПГУ

10.  Расход пара и газа в ПГУ

11.  Температура уходящих газов котла – утилизатора

12.  Q-t диаграмма котла-утилизатора

13.  Двухконтурная

14.  Трехконтурная

7.2. Перечень вопросов рубежного контроля по дисциплине при выполнении контрольных работ.

1 семестр

Контрольная работа №1

1.  Роль атомных электростанций в энергетике мира и России.

2.  Перспективные типы АЭС.

3.  Перспективы развития атомной энергетики России.

4.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором ВВЭР.

5.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором РБМК.

6.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором РБН.

7.  Паропроизводящие установки АЭС с газоохлаждаемыми реакторами.

8.  Промежуточные сепарация и промперегрев.

9.  Управляемые параметры системы регенерации.

10.  Основные схемы внешней сепарации пара и промежуточного перегрева на атомных электростанциях.

11.  Оборудование установки сепарации и промперегрева.

12.  Цикл ПТУ с двухкратной сепарацией.

13.  Влияние начальных параметров пара на тепловую экономичность АЭС (на термический и внутренний КПД).

14.  Выбор и обоснование конечных параметров пара.

Контрольная работа №2

1.  Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС с РБМК.

2.  Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС с ВВЭР.

3.  Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС с РБН.

4.  Системы регулирования энергоблоков АЭС. Программы регулирования мощности.

5.  Конденсационная установка.

6.  Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением.

7.  Теплофикационная установка

8.  Системы технического водоснабжения ТЭС и АЭС.

9.  Общестанционные системы ТЭС и АЭС.

10.  Трубопроводы электростанций.

11.  Запорная арматура электростанций.

12.  Регулирующая арматура электростанций.

13.  Защитная арматура электростанций.

14.  Контрольно-измерительная арматура электростанций.

2 семестр

Контрольная работа №1

1.  Перспективные технологии производства энергии на органическом топливе.

2.  Пути совершенствования теплового цикла ТЭС.

3.  Каталитические тепловые электростанции.

4.  Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением.

5.  Применение детандер-генераторных агрегатов.

6.  Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах.

7.  Схемы стационарных газотурбинных установок.

8.  Особенности и схема высокотемпературной ГТУ.

9.  Материалы газотурбостроения.

10.  Системы охлаждения деталей и узлов ГТУ.

11.  Сравнительные характеристики отечественных и зарубежных ГТУ.

12.  Состояние и перспективы создания высокотемпературных ГТУ отечественными заводами.

13.  Парогазовые энергетические технологии. Устройство ПГУ.

14.  Классификация ПГУ, их преимущества, недостатки.

15.  Схемы парогазовых установок электростанций.

16.  Парогазовые установки утилизационного типа, тепловые схемы.

17.  Устройство котла-утилизатора, типы.

18.  Особенности устройства и работы паротурбинных установок в составе ПГУ.

19.  Преимущества и недостатки ПГУ, их место в зарубежной энергетике и тенденции их развития.

Контрольная работа №2

1.  Методы анализа эффективности энергетических установок.

2.  Энергетический и эксергетический методы анализа эффективности паротурбинных КЭС, ТЭЦ, газотурбинных и парогазовых электростанций.

3.  Анализ эффективности котла, турбины, теплообменных аппаратов.

4.  Эксергетический анализ ПТУ, ГТУ, ПГУ.

5.  Использование системного подхода для выбора структуры и параметров ТЭС и АЭС.

6.  Описание объекта системного анализа.

7.  Этапы выбора проектных решений для ТЭС и АЭС.

8.  Стадии проектирования. Свойства ТЭС и АЭС как сложных систем.

9.  Критерии обоснования проектных решений.

10.  Использование приведенных затрат в качестве критерия выбора решений. Условия сопоставимости вариантов.

11.  Капитальная составляющая приведенных затрат.

12.  Требования к электростанциям.

13.  Показатели выбора рационального варианта электростанции.

14.  Учет факторов надежности, безопасности и экологического воздействия.

15.  Способы обеспечения надежности. Показатель надежности, безопасности и критерий эффективности.

16.  Технико-экономические особенности использования ядерного топлива.

17.  Обоснование параметров тепловых схем и характеристик оборудования.

18.  Влияние НПП на оптимальную температуру питательной воды.

19.  Некоторые проблемы и перспективы повышения НПП.

20.  Низкопотенциальный комплекс (НПК), выбор характеристик.

21.  Обеспечение надежности и безопасности на АЭС.

22.  Экологическое воздействие АЭС

23.  Нормы радиационной безопасности.

24.  Сопоставление ядерного и угольного топливных циклов.

25.  Технологии очистки сбросов и выбросов АЭС.

26.  Проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС.

7.3. Перечень вопросов к экзамену (1 семестр)

1.  Роль атомных электростанций в энергетике мира и России. Обеспечение надежности и безопасности на АЭС.

2.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором ВВЭР.

3.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором РБМК.

4.  Паропроизводящая установка АЭС с реактором РБН.

5.  Паропроизводящие установки АЭС с газоохлаждаемыми реакторами.

6.  Промежуточные сепарация и промперегрев.

7.  Управляемые параметры системы регенерации.

8.  Основные схемы внешней сепарации пара и промежуточного перегрева на атомных электростанциях. Оборудование установки сепарации и промперегрева. Цикл ПТУ с двухкратной сепарацией

9.  Влияние начальных параметров пара на тепловую экономичность АЭС (на термический и внутренний КПД). Выбор и обоснование конечных параметров пара.

10.  Схемы и оборудование реакторного отделения АЭС разных типов.

11.  Системы регулирования энергоблоков АЭС. Программы регулирования мощности.

12.  Конденсационная установка. Конденсаторы ТЭС с воздушным охлаждением.

13.  Теплофикационная установка

14.  Системы технического водоснабжения ТЭС и АЭС.

15.  Общестанционные системы ТЭС и АЭС.

16.  Трубопроводы электростанций.

17.  Арматура электростанций

7.4. Перечень вопросов к зачету (2 семестр)

1.  Пути совершенствования теплового цикла ТЭС.

2.  Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах.

3.  Каталитические тепловые электростанции. Принцип устройства, схема.

4.  Применение детандер-генераторных агрегатов.

5.  Схемы стационарных газотурбинных установок.

6.  Баланс энергии энергетической ГТУ разомкнутого цикла.

7.  Полезная удельная работа энергетической ГТУ в зависимости от степени сжатия и температуры.

8.  Внутренний КПД реального цикла ГТУ в зависимости от степени сжатия и степени повышения температуры.

9.  Факторы, определяющие температуру выходных газов ГТ.

10.  Показатели эффективности ГТУ.

11.  Пути повышения тепловой экономичности ГТУ.

12.  ГТУ с регенерацией теплоты

13.  Технико-экономически оптимальное значение pк.

14.  Переменный режим энергетической ГТУ характеристики компрессора и ГТ одновальной энергетической ГТУ

15.  Расчет тепловой схемы ГТУ в нерасчетном режиме.

16.  Регулирование мощности энергетической ГТУ.

17.  Программы снижения электрической нагрузки ГТУ.

18.  Влияние параметров наружного воздуха на основные характеристики энергетической ГТУ.

19.  Стабилизация температуры выходных газов ГТУ.

20.  Материалы газотурбостроения. Системы охлаждения деталей и узлов ГТУ. Особенности и схема высокотемпературной ГТУ.

21.  Парогазовые энергетические технологии. Устройство ПГУ. Схемы парогазовых установок электростанций.

22.  Парогазовые установки утилизационного типа, тепловые схемы. Назначение многоконтурной тепловой схемы ПГУ. Назначение промежуточного перегрева пара в ПГУ.

23.  Устройство одно - и многоконтурного котла-утилизатора.

24.  Использование циркулирующего кипящего слоя в энергетических паровых котлах.

25.  Каталитические тепловые электростанции. Принцип устройства, схема.

26.  Применение детандер-генераторных агрегатов.

27.  Энергетический и эксергетический методы анализа эффективности паротурбинных КЭС, ТЭЦ, газотурбинных и парогазовых электростанций.

28.  Эксергетический анализ эффективности котла, турбины, теплообменных аппаратов.

29.  Эксергетический анализ ПТУ, ГТУ, ПГУ.

30.  Использование системного подхода для выбора структуры и параметров ТЭС и АЭС.

31.  Стадии проектирования. Свойства ТЭС и АЭС как сложных систем.

32.  Критерии обоснования проектных решений. Использование приведенных затрат в качестве критерия выбора решений. Условия сопоставимости вариантов.

33.  Капитальная составляющая приведенных затрат при проектировании ТЭС и АЭС.

34.  Учет факторов надежности, безопасности и экологического воздействия при обосновании проектных решений.

35.  Способы обеспечения надежности. Показатель надежности, безопасности и критерий эффективности.

36.  Надежность, безопасность АЭС и экологическое воздействие АЭС.

37.  Обоснование параметров тепловых схем и характеристик оборудования.

38.  Проблемы и перспективы повышения начальных параметров пара.

39.  Сопоставление ядерного и угольного топливных циклов.

40.  Технологии очистки сбросов и выбросов АЭС. Проблемы обращения с радиоактивными отходами АЭС.

41.  Задачи на тему «Циклы ГТУ».

42.  Задачи на тему «Циклы ПГУ».

43.  Задачи на тему «Тепловые балансы котла-утилизатора».

44.  Задачи на тему «Энергетический анализ тепловых схем ТЭС и АЭС».

45.  Задачи на тему «Эксергетический анализ установок и элементов ТЭС и АЭС».

8. Рейтинг качества освоения дисциплины

Разработан рейтинг-план текущей оценки успеваемости студентов в семестре и рейтинг промежуточной аттестации студентов по итогам освоения дисциплины. В соответствии с рейтинговой системой текущий контроль производится ежемесячно в течение семестра путем балльной оценки качества усвоения теоретического материала (ответы на вопросы) и результатов практической деятельности (решение задач, выполнение заданий, решение проблем).

Промежуточная аттестация (экзамен, зачет) производится в конце семестра также путем балльной оценки. Итоговый рейтинг определяется суммированием баллов текущей оценки в течение семестра и баллов промежуточной аттестации в конце семестра по результатам экзамена или зачета. Максимальный итоговый рейтинг соответствует 100 баллам (80 – текущая оценка в семестре, 20 – промежуточная аттестация в конце семестра).

Таблица 3

Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра

9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

·  основная литература:

9.1. , , Тишин и атомные электрические станции. Учебник для вузов. – М.: Издательство МЭИ, 2004 г.

9.2. Основы современной энергетики/ Под общ. ред. . М.: Изд-во МЭИ, 2002.

9.3. , Воробьев электростанции: учебное пособие – Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2009. – 275 с.

§  дополнительная литература:

9.4. Маргулова электрические станции. – М.: Высшая школа, 1969, 1972, 1978, 1984, 1995.

9.5. Рыжкин электрические станции. – М.:Энергия, 1976, Энергоатомиздат, 1987.

9.6. Зорин электростанции. Основной технологический процесс: учеб. пособие – М.: Издательский дом МЭИ, 2008 – 304 с.

9.7. Тепловые и атомные электростанции. Справочник / Под общ. ред. чл.-корр. РАН и проф. . – 3-е изд., перераб. и доп. М.: Издательство МЭИ, 2003 – 645 с.: ил.

9.8. , Щепетильников реальных тепловых схем ТЭС и АЭС. – М.:Энергоиздат, 1982.

9.9. Тепловые и атомные электростанции. Справочник / Под ред. и . – М.: Энергоатомиздат, 1982, 1990.

9.10. Усынин на быстрых нейтронах: учебное пособие/ , . – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 288 с. : ил.

9.11. Ядерные энергетические установки / , , и др. Под ред. . – М.: Энергоатомиздат, 1983, 1990.

9.12. , Яковлев пособие по технико-экономическим основам ТЭС. Минск: Вышейшая школа, 1982.

9.13. Технико-экономические основы выбора параметров конденсационных электрических станций / , , и др. М.: Высшая школа, 1970.

9.14. , , АЭС С ВВЭР: Режимы, характеристики, эффективность. М.: Энергоатомиздат, 1990.

9.15. Тевлин электрические станции с реакторами ВВЭР-1000: учебное пособие для вузов. 2-е изд.: – М. : Изд-во МЭИ, 2008. – 358 с. : ил.

9.16. , Щепетильников влияния изменений в тепловой схеме на экономичность электростанций. М.: Энергия, 1969.

9.17. , , Арефьев и ремонт ядерных паропроизводящих установок АЭС. В 2 кн. - М.: Энергоатомиздат, 1995.

Журналы

9.18. «Теплоэнергетика».

9.19. «Газотурбинные технологии».

9.20. «Электрические станции».

9.21. «Атомная энергия».

9.22. «Атомная техника за рубежом».

9.23. «Экология и промышленность России»;

9.24. «Энергохозяйство за рубежом»;

9.25. «Известия вузов», серия: Энергетика;

9.26. «Мировая энергетика»;

9.27. «Энергобезопасность и энергосбережение»;

9.28. «Теплоэнергетика» – реферативный журнал;

9.29. International Journal of Heat and Mass Transfer;

9.30. International Journal of Heat and Fluid Flow;

9.31. International Journal of Thermal Sciences;

9.32. Experimental Thermal and Fluid Science;

9.33. Applied Energy;

9.34. Energy and Buildings;

9.35. Energy Conversion and Management;

9.36. International Journal of Engineering Science;

9.37. Energy;

9.38. Applied Thermal Engineering;

9.39. Annals of Nuclear Energy.

программное обеспечение

§  Программное обеспечение АСУ ПДС – обратная связь.

§  Презентации лекций в среде PowerPoint.

§  Компьютерные программы:

§  программа определения термодинамических и теплофизических параметров воды и водяного пара;

§  «regress» – программа регрессионного анализа для обработки результатов эксперимента;

§  WaterSteamPro – программа теплофизических и термодинамических свойств теплоносителей;

§  «TABL1», «TFS», «TFM» – для расчета свойств теплоносителей.

§  Методические указания к выполнению практических работ.

§  статический тренажер «Технологическая схема первого контура АЭС»;

§  статический тренажер «Технологическая схема второго контура АЭС»;

§  ситуационный тренажер регенеративной установки;

§  программы автоматизированного контроля по разделам курса.

Internet-ресурсы:

§  Сайт специальности «Тепловые электрические станции»

http://*****/;

§  WebCT – Тепловые электрические станции

http://e-le. lcg. *****/webct/public/home. pl;

§  Бесплатная электронная библиотека Ивановского государственного энергетического университета

http://www. library. *****/elektronnaya-biblioteka;

§  Крупнейшая бесплатная электронная интернет библиотека для "технически умных" людей http://www. *****/;

§  Электронная Энциклопедия Энергетики

http://twt. mpei. *****/ochkov/trenager/trenager. htm;

§  Сайт кафедры ТЭС, Новосибирский государственный технический университет http://tes. power. *****/.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Для обеспечения проведения лекционных и практических занятий, самостоятельной работы студентов используются аудитории, оборудованные техническими средствами, мультмедийным оборудованием (компьютеры, мониторы, экраны), автоматизированной системой управления познавательной деятельностью студента (АСУ ПДС), компьютерный класс кафедры. Компьютерный класс находится в локальной компьютерной сети с выходом в корпоративную сеть университета и глобальную сеть Internet. Студенческие файлы данных хранятся на сервере в сетевой структуре каталогов. Этим достигается независимость доступа к данным от рабочей станции, удобство контроля и администрирования. Все необходимые учебно-методические материалы по дисциплине находятся в корпоративном портале ТПУ со свободным доступом к ним.

Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки 140100 ТЕПЛОЭНЕРГЕТИКА И ТЕПЛОТЕХНИКА.

Программа одобрена на заседании кафедры Атомных и тепловых электростанций Энергетического института Национального исследовательского Томского политехнического университета.

(протокол № ____ от «___» _______ 2011 г.).

Автор ___________________________доц.

Рецензент(ы) _____________________проф.