Bachelor's Thesis

Design of auxiliary turbopump in NPP

Final Thesis 1.41 MB

Author of thesis: Alexander Klimsza

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Abstract:

The introduction of the bachelor’s thesis briefly presents the principles and classification of nuclear power plants and their importance in today’s energy sector. Special attention is paid to nuclear power plants with pressurized water reactors cooled by light water, which are used in both Czech nuclear power plants and at the same time represent the most widespread type of power reactor in the world. The following part focuses on the description of the secondary steam cycle of a nuclear power plant with a PWR reactor. The main components of this cycle are described in greater detail, namely the steam generator, steam turbine, condenser, and feed-water pump. The thesis also deals with the design of a steam turbine intended to drive the pump and with the subsequent parametric study of suitably selected characteristic turbine parameters. The results were processed using an iterative procedure according to the described methodology. The thermodynamic efficiency of the designed stage reached 84,4%, with a steam mass flow rate of 13 kg/s, a mean blade diameter of 0,5 m, a flow channel height of 76,2 mm, partial admission of 84,5%, and a power output at the coupling with the pump of 509,8 kW at nominal rotational speeds of 5500 min⁻¹.

Keywords:

Nuclear power plant, pressurized water reactor, secondary circuit, steam turbine

Date of defence

17.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaBznamka

Grading

B

Process of defence

Student odprezentoval obsah své diplomové práce. Otázky oponenta byly zodpovězeny. V průběhu obhajoby byly položeny následující doplňující otázky. Pan docent Baláš se dotazuje ke kontrole kritického tlakového poměru. Student otázku zodpovídá. V kterých místech se bere ten tlak? Student dotaz zodpovídá. Pan doktor Toman se ptá k potřebné sací výšce čerpadla a zda se kavitace zvyšuje či snižuje když se voda v čerpadle začne ohřívat. Student dotaz zodpovídá.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Marek Baláš, Ph.D. (předseda)
Ing. Petr Kracík, Ph.D. (místopředseda)
Ing. Jakub Lachman, Ph.D. (člen)
Ing. Filip Toman, Ph.D. (člen)
Ing. Libor Kudela, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Petr Kracík, Ph.D.

Předložená bakalářská práce se zabývá návrhem jednostupňové parní turbíny pro pohon pomocného turbočerpadla v jaderné elektrárně. V úvodu práce je stručná rešerše o typech jaderných reaktorů a základních komponentech sekundárního okruhu JE s tlakovodním reaktorem. Hlavní část práce se zabývá návrhem PT pro zadané parametry. Student postupoval při návrhu podle doporučených metodik a provedl optimalizaci, která vychází z parametrické studie vhodně zvolených veličin. Výsledný návrh reflektuje mimo jiné doporučené bezrozměrné podobnostní součinitele v optimálních mezích.

Při zpracování práce student projevil zájem o danou problematiku, prokázal schopnost samostatného řešení zadaného úkolu a dokázal dobře zhodnotit získané výsledky. Práce splnila zadání v celém rozsahu, doporučuji ji k obhajobě a hodnotím známkou velmi dobře / B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu B

Grade proposed by supervisor: B

Reviewer’s report
Ing. Jiří Škorpík, Ph.D.

Jedná se o bakalářskou práci, ve které student zpracovává téma (ta část týkající se výpočtu parní turbíny) mimo hlavní osnovy svého bakalářského studia. Celá práce je charakteristická tím, že postrádá jakékoliv alespoň orientační schémata (v rešeršní práci schéma jaderná elektrárny, ve výpočtové části schéma turbosoustrojí, nebo alespoň parní turbíny).  Rešeršní část postrádá jakékoliv obrázky, které by z ní dělaly užitečné dílo. Čtenář listující touto prací nemá naprosto žádné orientační body, ve které části se právě pohybuje. Některé další připomínky k práci jsou ve formě otázek v závěru tohoto posudku.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací A
Topics for thesis defence:
  1. Kdo byl a kdy žil James Watt? Kdo a kdy sestrojil první žárovku?
  2. Co je to rozšířená nebo nerozšířená dýza? Dýza může mít nerozšířenou část?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová