Master's Thesis

Design of a valve for urea production cycle

Final Thesis 3.13 MB Appendix 4.52 MB

Author of thesis: Bc. Miloš Kromp

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Tomáš Létal, Ph.D.

Reviewer: Ing. Anežka Michálková

Abstract:

This diploma thesis focuses on the design calculation of a valve used in the urea production cycle. This device is being developed in collaboration with the company CCI Czech Republic s.r.o. The valve is subjected to high temperatures and high pressure, as well as exposed to a highly corrosive medium. The valve design, which constitutes the practical part of the thesis, focuses on pressure calculations for the installation, operating and testing conditions using the ČSN EN 1591-1 and ČSN EN 12516-2 standards, and also addresses the force calculation determining the maximum external load on the valve using the ČSN EN 13480-3 standard. The theoretical part of the thesis includes a description of the urea production cycle, which includes a simple simulation of the high-pressure part of the process in the ChemCAD program; it also contains key findings related to the issue of corrosion formation upon contact with corrosive media and the subsequent selection of suitable construction materials.

Keywords:

Valve, urea, design calculation, calculation of external loads, ČSN EN 1591-1

Date of defence

09.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Byla předvedena prezentace závěrečné práce a zodpovězeny otázky oponenta práce. Dotaz na způsob součinnosti s průmyslovým partnerem a požadavky partnera ohledně zadání práce, bylo zodpovězeno. Dotaz na význam popisovaného ventilu v procesu výroby močoviny, bylo zodpovězeno. Otázka na součinitele využívané při návrhu ventilů, bylo zodpovězeno.

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Process Engineering (N-PRI-P)

Composition of Committee

prof. Dr. Ing. Marcus Reppich (předseda)
doc. Ing. Martin Pavlas, Ph.D. (místopředseda)
prof. Ing. Petr Stehlík, CSc., dr. h. c. (člen)
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Skryja, Ph.D. (člen)
Ing. Pavel Lošák, Ph.D. (člen)
Mgr. Ing. Marek Vondra, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Tomáš Létal, Ph.D.

Bc. Miloš Kromp se ve své práci zabýval návrhem ventilu do prostředí močoviny. V úvodní části práce student popsal vlastnosti močoviny a její výrobní cyklus včetně zjednodušené simulace v ChemCADu, různé typy ventilů a korozivzdorné materiály. Hlavní část práce se soustředila na výběr vhodných šroubů pro několik přírubových spojů, které jsou součástí ventilu a na ověření pevnosti částí ventilu. To vyžadovalo rozsáhlé výpočty jak podle specializované normy na ventily, EN 12516-2, tak i podle normy určené pro přírubové spoje, EN 1591-1.
Všechny cíle práce byly splněny a práce je svým rozsahem nadastandardní při zachování kvality, student řešil i několik situací, na které nejsou normy připraveny. Práci tedy hodnotím jako výbornou.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Anežka Michálková

Student Bc. Miloš Kromp se ve své diplomové práci zabýval návrhem ventilu pro cyklus výroby močoviny, řešený ve spolupráci s průmyslovým partnerem CCI Czech Republic s.r.o. V teoretické části podává přehled o významu a využití močoviny a podrobně popisuje konvenční cyklus výroby močoviny s důrazem na vysokotlakovou část a umístění vysokotlakých ventilů. Součástí je také simulace procesu v programu ChemCAD sloužící k ověření působících teplot a tlaků v relevantních místech cyklu výroby. Dále jsou nejprve obecně popsány různé typy a konstrukce ventilů, což je následováno popisem konkrétního řešeného ventilu. Nakonec je představena problematika koroze a materiály vhodné do tohoto vysoce korozního prostředí.

Výpočtová část diplomové práce, která má za cíl ověřit návrh nově vyvíjeného ventilu, je rozsáhlá, provedené výpočty jsou systematicky a srozumitelně popsány. Student využil jak návrh na základě vzorců dle příslušných norem, tak i numerickou simulaci metodou konečných prvků. Rozsah i úroveň zpracování výpočtové části hodnotím velmi pozitivně. Velmi kladně také hodnotím samostatnou kapitolu věnovanou diskuzi dosažených výsledků, kde byly shrnuty nejdůležitější poznatky, ale i limity navrhovaného výpočetního postupu a naznačeny možné směry dalšího zpřesnění výpočtů.

Text práce je logicky uspořádaný, kapitoly na sebe dobře navazují. Jazyková a stylistická stránka práce je také na velmi dobré úrovni, překlepy a pravopisné chyby se vyskytují pouze ojediněle. Cíle práce i všechny formální náležitosti jsou splněny.

Práci považuji za velmi zdařilou s výrazným přesahem do průmyslové praxe. Práci hodnotím známkou A a doporučuji ji k obhajobě.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis A
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. V diskuzi zmiňujete limity použité metodiky. Pokud byste v práci pokračoval, co byste považoval za nejdůležitější krok k jejich překonání – ať už z hlediska lepších vstupních dat např. pro těsnění, nebo zpřesnění výpočtů (např. jinou výpočtovou metodou), a proč?
  2. Výpočet utahovacího momentu šroubů přírubových spojů byl proveden dle normy VDI 2230. Postup výpočtu utahovacího momentu je ale uveden i v dříve použité normě ČSN EN 1591-1. Proč byl tedy výpočet proveden dle VDI 2230?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová