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

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

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