МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Якутский государственный университет им.
П Р О Г Р А М М А
курса
«Тепловые и атомные электростанции»
Для государственных университетов
Специальность 100400 – Электроснабжение (по отраслям)
Специализация 100401 – Электроснабжение промышленных
предприятий
Якутск 2002 г.
Составитель к. т.н., ст. науч. сотрудник,
доцент
Рабочая программа утверждена на заседании кафедры «Электроснабжение»
« 19 » октября 2002 года протокол
Зав. кафедрой___________________
Рабочая программа утверждена на заседании методкомиссии ФТИ «__»______2002 года протокол №________
Председатель методсовета ГРФ
_________________________
Рабочая программа утверждена на заседании научно-методического совета ЯГУ
«__»_______2002 года протокол №________
Председатель научно-методического совета ЯГУ
______________________
Объем курса: 40 часов, в том числе:
Лекционные занятия: 17 часа
Практические занятия: 17 часов
Самостоятельная работа: 3 часов
Индивидуальная работа со студентами: 3 часов.
Распределение часов курса по семестрам:
Семестр | Лекции | Практич. занятия | Самостоят работа | Индивид работа со студентами | Количество РГР | Форма контроля |
6 | 17 | 17 | 3 | 3 | 1 | зачет |
1. Требования государственного стандарта высшего образования
по данному предмету.
В соответствии с требованиями государственного стандарта по циклу общепрофессиольных дисциплин инженер должен знать и уметь использовать: принципы технологического процесса производства электроэнергии на различных типах электрических установок.
По рекомендации Методического совета факультета курс дополнен разделами:
- дизельные, газотурбинные и парогазовые установки (станции)
- радиоизотопные источники энергии
2. Принципы построения учебного курса и преподавания.
2.1. Основания для чтения курса.
Основанием для чтения курса является государственный стандарт направления 650900 – «Электроэнергетика» по специальности 100400 – «Электроснабжение».
2.2. Адресат курса.
Курс читается студентам специальности 100400 - «Электроснабжение».
2.3. Главная цель курса.
Задачами преподавания курса «Тепловые и атомные электростанции» является формирование у студента теоретической базы и практических навыков для освоения специальных дисциплин. При изучении специальных дисциплин студент должен понимать смысл дисциплины, ее применение для практики и грамотно применять ее в дальнейшей практической деятельности.
2.4. Ядро курса.
Ядром курса «Тепловые и атомные электростанции» являются разделы, изучающие процессы и явления, происходящие в ТЭС и АЭС; в составах основного образования и элементах станций; в паровых котлах и в ядерных реакторах; методы расчетов основных технико-экономических показателей ТЭС и АЭС; определение сравнительной эффективности их использования; воздействие тепловых и атомных станций на климат, природу региона – Крайний север; тенденции изменения себестоимости электрической, тепловой энергии в ТЭС, ТЭЦ, АЭС и АТЭЦ, и их воздействия на окружающую среду и на население; перспективы дальнейшего их развития (ТЭС и АЭС) в РФ, СНГ и Мира. Кроме того, разделы, изучающие теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях и энергетические балансы, а также тепловые схемы тепловых и атомных электростанций.
2.5. Требования к начальной подготовке, необходимые для успешного усвоения курса
Успешное освоение курса «Тепловые и атомные электростанции» требует знания следующих разделов:
- технической термодинамики – основные понятия и законы термодинамики, дифференциальные уравнения термодинамики, термодинамические свойства веществ, воды, водяного пара и др., основные термодинамические процессы, методы анализа эффективности циклов тепловых установок (ТЭС, АЭС);
- экономики и энергетики – экономический анализ новой теплотехники и технологии, производственные, оборотные фонды и их использование, структуру сметы расходов по проекту ТЭС и АЭС, их отличие. Стратегия их снятия с эксплуатации, себестоимость продукции, цены и тарифы на энергию, экономическая эффективность вариантов ТЭС и АЭС, воздействие ТЭС и АЭС на окружающую среду и на население, алгоритм и методологию технико-экономических расчетов в энергетике.
2.6. Уровень требования по сравнению со стандартом
Изменений требований по сравнению со стандартом нет.
2.7. Объем в часах курса
Общий объем аудиторных занятий 34 часов. Из них лекционных занятий – 17 часов, практических – 17 часов.
2.8. Основные понятия курса
Энергетика и природа. Основные термодинамические процессы в ТЭС и АЭС. Принципиальные тепловые схемы ТЭС, для средних, высоких параметров пара. Органическое топливо. Теплотворная способность различных видов ограниченного топлива. Паровые котлы и турбины. Принципиальные тепловые схемы одного, двух и трех контурных АЭС. Ядерное топливо – обогащенное, природный уран. Ядерные реакторы на тепловых и быстрых нейтронах. Реакторы с жидкометаллическими теплоносителями. Воспроизводство вторичного ядерного топлива. Коэффициент полезного действия ТЭС и АЭС. Воздействие ТЭС и АЭС на окружающую среду и на население. Энергетика и экология региона, страны и Мира.
2.9. Построение курса
Курс выстроен так, что обеспечивает поэтапное формирование образовательной базы по энергетике и электрификации – электроэнергетике. На каждом этапе изучается раздел курса, классифицируются и анализируются теплотехника и технологии, явления и процессы, происходящие в тепловых схемах ТЭС и АЭС. Проводятся практические занятия и экскурсии на Якутскую ТЭЦ, Якутскую ГРЭС. Анализ на месте состава основного оборудования (паровых котлов, турбин, камеры сгорания, теплообменников и т. д.).
2.10. Дисциплины, обеспечиваемые курсом
Курс «Тепловые и атомные электростанции» являются базовым для специальных дисциплин:
- производство электроэнергии;
- передача и распределение электроэнергии;
- электроснабжение;
- электроэнергетические системы и сети;
- электроснабжение промышленных предприятий;
- эксплуатация систем электроснабжения;
2.11. Практическая часть курса
При изучения курса студент должен:
– знать и уметь использовать основные законы термодинамики в теплотехнике, термодинамические свойства воды и водяного пара, ядерные процессы, кинетику ядерного реактора, получение электрической
и тепловой энергии в энергоустановках на органическом и ядерном топливе;
– иметь навыки расчета тепловых схем электрических станций и их основных элементов – паровых котлов и турбин, ядерных реакторов, турбин на насыщенном паре.
По окончании курса студент должен уметь: составлять тепловые схемы тепловых и атомных электрических станций; проводить анализ работы различных типов электростанций, работающих на различных видах органического и ядерного топлива.
3. Зачета
Раздел 1. Энергетика и электрификация. Энергетические ресурсы и энергетический баланс. Возобновляющиеся и невозобновляющиеся энергетические ресурсы. Топливно-энергетический комплекс. Структура электроэнергетики. РАО «ЕЭС России». Виды энергетических ресурсов и их запасы.
Раздел 2. Тепловые электростанции. Теоретические основы преобразования энергии в тепловых двигателях. Паровые котлы. Паровые турбины. Типы тепловых электростанций. Энергетический баланс тепловой электрической станции. Паровая турбина на насыщенном паре. Теплотворная способность топлива. Коэффициент полезного действия тепловых электрических станций. Современные парогенераторы. Классификация паровых турбин. Схемы паровых котлов.
Раздел 3. Атомная энергетика. Атомные электрические станции. Типы атомных электрических станций. Паровые турбины атомных электрических станций. Сравнение многоконтурных схем атомных электрических станций. Атомные станции теплоснабжения. Реактор на тепловых нейтронах. Реактор на быстрых нейтронах. Тепловая схема атомной электрической станции на быстрых нейтронах. (АЭС-БН-350). Обогащение ядерного топлива. Пределы обогащения ядерного топлива. Атомная энергетика Мира. Ядерное топливо. Вторичное ядерное топливо. Особенности переработки отработанного ядерного топлива атомной электрической станции. Плавучие атомные электрические станции малой мощности. Тепловая схема атомной электрической станции с водо-водяным реактором. Атомные электрические станции с уран-графитовыми реакторами. Размещение атомных электрических станций в графике электрических нагрузок района. Особенности и отличия корпусных и канальных ядерных реакторов. Особенности вертикального и горизонтального расположения парогенераторов для атомных электрических станций. Водный режим парового контура атомной электрической станции. Особенности атомной электрической станции «Саха-92». Атомные станции малой мощности. Тепловая схема Билибинской атомной электрической станции. Коэффициент воспроизводства плутония. Обогащение изотопом урана 235. Термодинамические циклы для атомных электрических станций.
Раздел 4. Радиоизотопные источники электрической и тепловой энергии. Особенности и области применения радиоизотопных источников энергии. Радиоизотопные термоэлектрические генераторы.
Раздел 5. Энергетика и окружающая среда. Отличия атомных и тепловых электрических станций Влияние тепловых и атомных электрических станций на окружающую среду.
4. Рекомендуемая литература
Основная литература
1. Рыжкин электрические станции. – М.: Энергия, 1997.
2. Маргулова электрические станции. – М.: Высшая школа, 1974.
3. Мелентьев развития и управления больших систем энергетики. – М.: Высшая школа, 1982.
Дополнительная литература
1. , Шадрин ресурсы: проблемы и прогнозы. – Якутск, 1986.
2. Шадрин электрические станции на Крайнем Севере. – Якутск, 1983.
3. Радиоизотопные источники электрической энергии. Под ред – М.: Атомиздат, 1978.
