МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ) ___________________________________________________________________________________________________________

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Программа подготовки: «Исследование, разработка и проектирование газотурбинных, паротурбинных энергетических установок»

Квалификация (степень) выпускника: магистр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

" ТЕПЛООБМЕННИКИ ПАРОТУРБИННЫХ УСТАНОВОК"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

Вариативная, по выбору

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; М1.4.1

ЭнМИ; М1.4.1

Часов (всего) по учебному плану:

144

Трудоемкость в зачетных единицах:

4


2 семестр – 4;

Лекции

36 час

2 семестр

Практические занятия

18 час

2 семестр

Лабораторные работы

0 час

Не предусмотрено

Расчетные задания, рефераты

28 час самостоят. работы

2 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

90 час

Экзамен

36 час

2 семестр

Курсовые проекты (работы)

0 з. е. (0 час)

Не предусмотрено

Москва - 2011

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью дисциплины является изучение теории бинарных циклов и методики расчетов тепловых процессов в парогазовых энергетических установках, принципов их конструирования и особенностей эксплуатации.

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

·  самостоятельно приобретать и использовать в практической деятельности новые знания и умения, в том числе в новых областях знаний, непосредственно не связанных со сферой деятельности, расширять и углублять своё научное мировоззрение, в том числе с помощью информационных технологий (ОК-6);

·  использовать углубленные знания в области естественнонаучных и гуманитарных дисциплин в профессиональной деятельности (ПК-1);

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

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

·  способностью к профессиональной эксплуатации современного оборудования и приборов (в соответствии с целями магистерской программы) (ПК - 7);

·  способностью оформлять, представлять и докладывать результаты выполненной работы (ПК-8);

·  использовать знание теоретических основ рабочих процессов в энергетических машинах, аппаратах и установках, методов расчетного анализа объектов профессиональной деятельности (ПК-12);

·  использовать современные достижения науки и передовых технологий в научно-исследовательских работах (ПК-15);

·  на основе системного подхода строить и использовать модели для описания и прогнозирования различных явлений, осуществлять их качественный и количественный анализ (ПК-16);

·  оценивать техническое состояние объектов профессиональной деятельности, анализировать и разрабатывать рекомендации по дальнейшей эксплуатации (ПК-19).

Задачами дисциплины являются:

·  познакомить студентов с основами теории бинарных циклов и основными типами бинарных энергетических установок, используемых на электростанциях;

·  дать представление о физических процессах, происходящих в элементах бинарных установок;

·  научить выполнять тепловые и расчеты парогазовых установок различного типа;

·  научить принимать и обосновывать конкретные технические решения при последующем конструировании бинарных энергетических установок.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части по выбору профессионального цикла М.1 основной образовательной программы подготовки магистров по программе "Исследование, разработка и проектирование газотурбинных, паротурбинных энергетических установок" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах бакалавриата: "Тепломассообмен", "Механика жидкости и газа" и "Энергетические машины и установки".

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении магистерской диссертации и изучении дисциплин «Современные энергетические технологии».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

·  основы рабочих процессов в бинарных энергетических установках, технический прогресс в энергетическом машиностроении; технико-экономические проблемы выбора параметров оборудования; способы обеспечения соответствия объектов профессиональной деятельности мировым стандартам и требованиям к техническому уровню; перспективы и пути развития энергомашиностроения.

Уметь:

·  разрабатывать конструкции конкурентоспособных бинарных энергетических установок с прогрессивными показателями качества с использованием САПР;

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

·  выполнять расчеты тепловых схем бинарных энергетических установок с оценкой их технико-экономических характеристик;

·  самостоятельно разбираться в принципиальных и рабочих тепловых схемах бинарных энергетических установок;

·  пользоваться нормативными характеристиками бинарных энергетических установок и оценивать их качество и намечать пути совершенствования

Владеть:

·  методами анализа тепловых схем бинарных энергетических установок;

·  методами расчета тепловых схем бинарных энергетических установок;

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 5 зачетных единицы, 180 часов.

№

п/п

Раздел дисциплины.

Форма промежуточной аттестации
(по семестрам)

Всего часов на раздел

Семестр

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и
трудоемкость (в часах)

Формы текущего контроля успеваемости

(по разделам)

лк

пр

лаб

сам.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

Основы теории бинарных циклов

2

1

2

-

-

-

2

Типы бинарных установок, их преимущества и недостатки

12

1

6

2

-

4

Тест

3

Методы расчета тепловых схем бинарных установок

50

1

10

8

-

32

Тест

4

ГТУ для парогазовых энергетических установок

10

1

4

2

-

4

Тест

5

Котлы-утилизаторы для бинарных ПГУ

10

1

4

2

-

4

Тест

6

Паровые турбины для бинарных ПГУ

4

1

4

-

-

-

7

Компоновки парогазовых установок на электростанциях

10

1

4

2

-

4

Тест

8

Основы эксплуатации ПГУ

8

2

2

-

4

Тест

-

Зачет

2

1

-

-

-

2

Защита типового расчета

Экзамен

36

1

-

-

-

36

устный

Итого:

144

36

18

-

90

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции:

1. Основы теории бинарных циклов

Монарные и бинарные тепловые циклы. Основы теории бинарных циклов с использованием различных рабочих тел. Степень бинарности. Вывод и анализ общих соотношений для КПД бинарных циклов. Введение в парогазовые циклы. Утилизационный парогазовый цикл.

2. Типы бинарных установок, их преимущества и недостатки

Обзор типов парогазовых энергетических установок: ПГУ с параллельной схемой, ПГУ с дожиганием в котле-утилизаторе; ПГУ со сбросом выхлопных газов ГТУ в энергетический котел, ПГУ с высоконапорным парогенератором, их преимущества недостатки и области применения.

Анализ работы оборудования в ПГУ различных типов.

Основы расчета тепловых схем ПГУ различных типов.

3. Методы расчета тепловых схем бинарных установок.

Типы утилизационных ПГУ. Расчет тепловых схем одноконтурных, двухконтурных и трехконтурных ПГУ с использованием промежуточного перегрева пара. Принципы формирования тепловой схемы с максимальным использованием теплоты выхлопных газов ГТУ. Выбор основных опорных параметров для расчета. Определение технико-экономических показателей, оценка их качества из требований экономичности, надежности и маневренности.

4. ГТУ для парогазовых энергетических установок

Требования к ГТУ для парогазовых установках. Особенности газоснабжения камер сгорания и экологические проблемы. Конструкции ГТУ для ПГУ зарубежных и отечественных производителей. Проблемы создания отечественных ГТУ.

5. Котлы-утилизаторы для бинарных ПГУ

Типы котлов-утилизаторов, работающих в составе ПГУ. Преимущества, недостатки и области применения вертикальных и горизонтальных котлов-утилизаторов. Конструкции теплообменных поверхностей и барабанов котлов-утилизаторов. Особенности работы котлов в составе ПГУ.

6. Паровые турбины для бинарных ПГУ

Особенности конструирования и режимов работы паровых турбин для утилизационных ПГУ. Конструкции конденсационных и теплофикационных паровых турбин зарубежных и отечественных производителей для одноконтурных, двухконтурных и трехконтурных ПГУ с промежуточным перегревом пара.

7. Компоновки парогазовых установок на электростанциях

Одновальные, двухвальные и многовальные ПГУ и их компоновка в машинном зале ТЭС. Взаимное расположение элементов ПГУ: ГТУ, паровой турбины, котла-утилизатора и генератора. Преимущества, недостатки и области применения различных компоновок.

8. Основы эксплуатации ПГУ

Режимы работы ПГУ и основные факторы, влияющие на их экономичность и надежность. Энергетические характеристики, их получение и использование. Работа ПГУ в нормальных режимах, пусковые, остановочные и аварийные режимы.

4.2.2. Практические занятия

2 семестр

1. Изучение тепловой схемы, ГТУ, котла-утилизатора и паровой турбины двухконтурной конденсационной ПГУ Ивановской ГРЭС.

2. Изучение тепловой схемы, ГТУ, котла-утилизатора и паровой турбины двухконтурной теплофикационной ПГУ Северо-западной ТЭЦ Петербурга.

3. Изучение тепловой схемы, ГТУ и паровой турбины трехконтурной конденсационной ПГУ с промперегревом Шатурской ГРЭС и ТЭЦ-26 Мосэнерго.

4. Расчет параметров и технико-экономических показателей ПГУ с дожиганием.

5. Расчет параметров и технико-экономических показателей ПГУ с вводом пара в камеру сгорания.

6. Расчет параметров и технико-экономических показателей ПГУ со сбросом газов в энергетический котел.

7. Расчет параметров и технико-экономических показателей ПГУ с вытеснением регенерации.

8. Изучение конструкций типичных зарубежных и отечественных ГТУ и паровых турбин для ПГУ.

9. Зачет по расчетному заданию.

4.3. Лабораторные работы

«Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены».

4.4. Расчетные задания

Расчет тепловой схемы и выбор оборудования двухконтурной ПГУ с определением технико-экономических характеристик.

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

«Курсовой проект учебным планом не предусмотрен».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в форме лекций с использованием презентаций. Презентации лекций содержат материалы по основным положениям курса, конструкциям ГТУ, котлов-утилизаторов, паровых турбин, а также необходимые схемы, графики диаграммы.

Практические занятия включают рассмотрение реальных энергетических объектов.

Самостоятельная работа включает подготовку к тестам, выполнение типового расчета, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются тесты, и устный опрос.

Аттестация по дисциплине – зачет и экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен.

В приложение к диплому магистра вносится оценка за 2 семестр.

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Основы современной энергетики: Учебник для вузов. В двух частях / Под общей редакцией чл.-корр. РАН . – 5-е издание, перераб. и доп. - Часть 1. , , Малышенко теплоэнергетика: М.: Издательство МЭИ, 2010. – 470 с.

2. Паровые и газовые турбины для электростанций: учебник для ВУЗов. Под ред. . М.: Издательский дом МЭИ, 2008.

3. , Романюк тепловых схем утилизационных парогазовых установок. М.: Издательский дом МЭИ. 2006. – 40 с.

4. , , Лукьянова тепловых схем трехконтурных утилизационных парогазовых установок. Учебное пособие. М.: Издательский дом МЭИ. 2010. – 47 с.

б) дополнительная литература:

1.  , , . Газотурбинные и парогазовые установки тепловых электростанций. – М.: Издательство МЭИ. 2002. – 584 с.

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

3. , Романюк тепловых схем утилизационных парогазовых установок. М.: Издательский дом МЭИ. 2006. – 40 с. (в электронном виде)

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для презентации лекций, и компьютерный класс, оснащенный компьютерами с программным обеспечением для проведения тестирования.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение» и профилю «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛА:

д. т.н., профессор

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ПГТ

д. т.н., профессор