Домой

Рабочая программа дисциплины спецкурс тепловые и атомные электростанции направление (специальность) ооп 140100 Теплоэнергетика




Скачать 373.79 Kb.
НазваниеРабочая программа дисциплины спецкурс тепловые и атомные электростанции направление (специальность) ооп 140100 Теплоэнергетика
страница1/3
Дата14.03.2013
Размер373.79 Kb.
ТипРабочая программа
Содержание
Виды учебной деятельности и временной ресурс
Аудиторные занятия
Вид промежуточной аттестации
6.4.1. Перечень используемых электронных ресурсов
Раздел «Паротурбинные установки АЭС»
Томский политехнический университет
Составил: А.М.Антонова
Томский политехнический университет
Составил: А.М.Антонова
Томский политехнический университет
Составил: А.М.Антонова
Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра
Подобные работы:
  1   2   3

УТВЕРЖДАЮ

Директор ЭНИН

___________Ю.С.Боровиков

«___»_____________2010 г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Спецкурс тепловые и атомные электростанции


НАПРАВЛЕНИЕ (СПЕЦИАЛЬНОСТЬ) ООП

140100 Теплоэнергетика

ПРОФИЛЬ ПОДГОТОВКИ (СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ, ПРОГРАММА)

140100.03 «Технология производства электрической и тепловой энергии»


КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ) магистр

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2010 г.

КУРС 1 СЕМЕСТР 1, 2

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ

ПРЕРЕКВИЗИТЫ – дисциплины учебного плана программы подготовки бакалавра по направлению 140100 «Теплоэнергетика»

КОРЕКВИЗИТЫ – дисциплина «Математическое моделирование и алгоритмизация задач теплоэнергетики»


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

лекции

– 36 час.

практические занятия

– 36 час.

^ АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

– 72 час.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

– 180 час.

ИТОГО

– 252 час.



ФОРМА ОБУЧЕНИЯ – очная


^ ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ

экзамен – 1 семестр, зачет – 2 семестр


ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ кафедра атомных и тепловых электростанций


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ_________________ Л.А. Беляев

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП ___________________ Л.А. Беляев

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ __________________ А.М. Антонова

2010 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 магистерской подготовки.

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

Кореквизиты – дисциплина «Математическое моделирование и алгоритмизация задач теплоэнергетики».

Дисциплина «Спецкурс тепловые и атомные электростанции», в свою очередь, является пререквизитом для дисциплин «Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии», «Режимы работы и эксплуатация ТЭС», «Системы и источники энергоснабжения», «Тепломеханическое и вспомогательное оборудование электростанций».

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;

  • тепловых схем паротурбинных установок ТЭС и АЭС и их вспомогательного оборудования;

входные умения

  • рассчитывать передаваемые тепловые потоки;

  • рассчитывать тепловые схемы объектов с традиционными и нетрадиционными источниками энергии, водородных и электрохимических систем;

  • 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;

  • технико-экономического выбора вариантов при проектировании оборудования и тепловых схем;

  • проведения типовых гидродинамических расчетов гидромеханического оборудования и трубопроводов;

  • оценки конкурентных преимуществ инженерных решений;

  • выбора теплоэнергетического оборудования;

  • теплового расчета турбины и ее ступеней;

  • анализа тепловых схем паротурбинных установок ТЭС и АЭС;

  • оценки показателей тепловой экономичности ТЭС и АЭС;

  • теплогидравлического расчета теплообменных аппаратов;

  • проектирования котлов ТЭС;

  • проектирования турбин ТЭС и АЭС, их деталей и узлов;

  • проектирования принципиальных тепловых схем электростанций и выбора оборудования.

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

Название раздела

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Контрольная работа

Итого

Лекции

Практич. занятия

1. Введение

2

-

6




8

2. Технологии атомной энергетики

8

12

60

№1

80

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

8

6

20

№2

34

4. Современные методы анализа эффективности ТЭС и АЭС

4

6

20

№1

32

5. Перспективные технологии преобразования энергии на ТЭС

8

8

60

№2

74

6. Природоохранные технологии на ТЭС и АЭС

6

4

14




24

Итого

36

36

180




252

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)

ФОО


Методы

Лекц.

Практ. занятия

СРС

IT-методы

+

+

+

Работа в команде




+

+

Case-study







+

Обучение на основе опыта

+

+




Опережающая самостоятельная работа







+

Поисковый метод







+

Исследовательский метод

+

+

+

Обратная связь

+







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

    • теплообменника;

    • парового котла;

    • паротурбинной установки;

    • 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:

  • результаты выполнения и защиты индивидуальных расчетных заданий;

  • 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.
  1   2   3

Скачать 373.79 Kb.
Поиск по сайту:



База данных защищена авторским правом ©dogend.ru 2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Уроки, справочники, рефераты