Detail předmětu

Provoz jaderných zařízení a simulátory reaktorových bloků a elektráren

FEKT-MPC-PJZAk. rok: 2024/2025

Zajišťuje Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií

Předmět je určen pro studenty, kteří chtějí pochopit složité komplexní vztahy při využívání jaderné energie. Předmět přehledně seznámí studenty se zařízeními a systémy, které se vyskytují v jaderné elektrárně a využívají se během provozu. Náplní předmětu je vysvětlení charakteristik jaderně energetických zařízení, jejich provozu, údržby a diagnostiky v jaderné elektrárně a seznámení s problematikou provozu pomocných zařízení. Předmět se taktéž věnuje problematice bezpečnosti provozu jaderné elektrárny.  Studenti se naučí rozeznávat základní provoz jaderné elektrárny od abnormálních a havarijních stavů. Studenti získají komplexní náhled na provoz jaderné elektrárny.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

Ing. Peter Mičian

Zajišťuje ústav

Ústav elektroenergetiky (UEEN)

Vstupní znalosti

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia technického oboru. 

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

Studenti jsou povinni absolvovat cvičení, cvičení na počítačích a exkurze. Jsou hodnoceni dle průběžných testů, závěrečného testu, samostatné práce a písemné i ústní zkoušky. Pro absolvování předmětu musí být min. z 50% úspěšní ve všech aktivitách, dle obecných pravidel ECTS.
Jsou aplikovány obecná pravidla - povinná účast na cvičeních a počítačových cvičení s možností omluvené absence a prokazatelného doplnění probírané látky, povinná účast na exkurzi v Elektrárně Dukovany, Temelín a VR-1 s možností omluvené absence a náhradního vypracování práce na danou tématiku, povinné vypracování samostatné práce na zadané téma v rozsahu cca 5 stran, získání nadpoloviční většiny bodů z kontrolních a závěrečných testů, apod. 

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.  

Učební cíle

Seznámit studenty s problematikou zařazení jaderné elektrárny do elektrizační soustavy, s funkcemi primárního a sekundárního okruhu jaderné elektrárny, dále s palivovým cyklem, výměnou paliva v jaderném reaktoru, údržbou a diagnostikou v jaderné elektrárně a s charakteristikami jaderně energetického zařízení. Seznámení s dynamikou jaderného reaktoru, jeho řízením a kontrolou. Seznámení  s provozními režimy, spouštěním a odstavováním jaderného zařízení. Seznámení s bezpečnostními a havarijními systémy.

 

Základní literatura

RAČEK, J. Jaderné elektrárny. Brno: 2013. s. 1-256. ISBN: 978-80-214-4744- 8. (CS)
RAČEK, J. Jaderná zařízení. Brno: 2013. s. 1-251. ISBN: 978-80-214-4745- 5. (CS)
Lamarsh, Barata: Nuclear Engineering and Design (EN)
Doležal, et al., Jaderné a klasické elektrárny (CS)
Cochran, Tsoulfanidis: The Nuclear Fuel Cycle: Analysis and Management (EN)
Matějka, K. Experimentální úlohy na školním reaktoru VR-1 (CS)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-JAE magisterský navazující, 1. ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

24 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Peter Mičian

Osnova

1. Elektrizační soustava, použití JE v ES, diagramy zatížení, load factor, unit capability factor
2. Popis a funkce primárního okruhu JE
3. Popis a funkce sekundárního okruhu JE
4. Palivový cyklus, vyhoření jaderného paliva, transport, skladovaní
5. Palivový soubor - stavba, funkce, materiály, výroba
6. Měření a regulace v jaderné elektrárně
7. Dynamika reaktoru, reaktivita, zpožděné neutrony, perioda reaktoru, řízení reaktoru
8. Základní, abnormální a havarijní režimy provozu JE
9. Průběh kampaně, regulace bloku, provoz s využitím teplotního a výkonového efektu
10. Fyzikální a energetické spouštění reaktorového bloku, odstavování
11. Zastruskování a otravy reaktoru, vliv xenonu a samaria na provoz reaktoru
12. Bezpečnostní a havarijní systémy - funkce, provoz při havarijních stavech
13. Optimalizace a zvyšování výkonu JE

Cvičení na počítači

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Peter Mičian

Osnova

1. Seznámení se simulačními programy
2. Základní změny stavu elektrárny, změny výkonů turbína/reaktor
3. Automatické odstavení reaktoru, výpadek hlavního cirkulačního čerpadla
4. Ztráta napájecí vody, prasknutí trubky parogenerátoru
5. Projektová havárie se ztrátou primárního chladiva LB LOCA, havárie Three Mile Island

Cvičení

12 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Peter Mičian

Osnova

1. Orientace v elektrárně
2. Počty štěpení, spotřeba uranu, hustota toku neutronů v reaktoru
3. Koeficient násobení, reaktivita, střední doba života neutronů, perioda reaktoru
4. Regenerační činitel, činitel využití tepelných neutronů, zeslabení toku neutronů