DUCHOŇ, J. Koncepční návrh jaderného zdroje na bázi malého modulárního reaktoru [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2023.

Posudek vedoucího

Milčák, Pavel

Předložená diplomový práce je zaměřena na koncepční návrh jaderného zdroje na bázi malého modulárního reaktoru s použitím pro teplárenství. Jedná se o velmi zajímavou tématiku, která zatím není moc řešena. Diplomová práce byla cílena zejména na koncepční návrh, výpočtovou část sekundárního okruhu s vyvedením tepla a návrh hlavních komponent. Bohužel návrh koncepce student společně s prvními výpočty konzultoval cca tři týdny před odevzáním a provedené výpočty nejsou optimalizovány a i některá tvrzení a odhadované parametry nejsou zcela korektní. I přes výše uvedené nedostatky vzniklo za krátkou dobu dobré inženýrské dílo a proto práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou dobře/C.

Posudek oponenta

Kracík, Petr

Předložená diplomová práce se zabývá koncepčním návrhem zdroje pro výrobu elektřiny a dodávku tepla do SCZT s využitím malého modulárního reaktoru. V úvodu práce je stručně popsán současný stav výroby elektřiny ve světě i ČR, jaderné elektrárny i vybrané malé modulární reaktory, které jsou v současnosti v různých fázích vývoje. Pro koncepční návrh byl vybrán malý modulární reaktor SMART od korejské společnosti, přičemž uvažované klimatické podmínky byly zvoleny na úrovni průměrných hodnot ČR. V rámci koncepce sekundárního okruhu byla zvolena dvou tělesová parní turbína, která je rozdělena na VT a NT část, přičemž obě jsou v provedení diabolo, dvoustupňový příhřev páry za VT dílem, pět nízkotlakých a dva vysokotlaké ohříváky, napájecí nádrž s odplyněním, vodou chlazený kondenzátor a dodávka tepla by měla být realizována třístupňovým ohřevem v topných ohřívácích. Na základě bilančního výpočtu koncepčního návrhu, které student řešil pro dva provozní stavy (plně kondenzační a odběrový do SCZT), byly stanoveny hlavní parametry kondenzátoru, chladicí věže, regeneračních ohříváků a parogenerátoru. K práci bych měl několik komentářů a připomínek: (1) Zvolené ohřátí v KUP (str. 22) ve výši 5 °C je nesmyslně vysoké. (2) Zvolil jste 5× NTO s průměrným ohřátím kondenzátu v každém NTO o cca 21,9 °C, což je na spodní hranici doporučení, s voleným koncovým teplotním rozdílem 2 °C. Na odběry 5, 6 a 7 pro regeneraci jste současně připojil topné výměníky, kde je však koncový teplotní rozdíl cca 21,7 °C, 23,7 °C a 25,7 °C, což jsou bez odůvodnění zbytečně vysoké hodnoty a vede to k závěru, že schéma nebylo optimalizováno s důrazem na co nejvyšší účinnost oběhu. (3) Cituji ze strany 29: „Dále bylo potřeba určit suchost páry po expanzi na VT dílu. Ta se odvíjí od rychlosti otáček turbíny“. Suchost se však odvíjí od tlaku páry, resp. návrhu průtočného kanálu stupně PT. (4) Termodynamické účinnosti na str. 29 byly voleny značně optimisticky, přestože ve VT části bude probíhat expanze v mokré páře již od vstupu do prvního lopatkového stupně a v NT dílu bude expanze probíhat v mokré páře ve značné časti. (5) Na straně 37 jsou volené účinnost generátoru a mechanická účinnost PT značně podhodnoceny pro tento typ a výkon TG. (6) Cituji ze strany 39: „Pro vyvedení tepelného výkonu byl navržen horkovod, ve kterém je voda ohřívána …“ a „Při návrhu byly zanedbány tlakové ztráty v horkovodu a samotný tlak byl stanoven …“. Jenže pro vyvedení výkonu neřešíte horkovod a SCZT, ale tři topné výměníky, ve kterých nedochází k ohřevu z volených 60 °C na 130 °C o 60 °C, jak je uvedeno v rovnici 5.3, ale o 70 °C. (7) Cituji ze strany 39: „Na základě [39] bylo zjištěno, že pro správnou funkci turbíny je možné z ní maximálně odebrat přibližně 15 % tepelného výkonu.“ Zdroj [39] je bakalářská práce (BÁRTOVÁ, J. Teplárenské zdroje v ČR, VUT, 2018). Student po absolvování odborných předmětů NMS by měl vědět, že je to nesmysl. (8) V rovnici 6.24 je špatně jednotka a v rovnici 6.78 je mimo špatného dosazení i špatný výsledek, s jehož hodnotou je následně dále pracováno. (9) Potřebnou teplosměnnou plochu navrhovaného kondenzátoru rozdělil student mezi tři menší kondenzátory. Vhodnější by však bylo dělení mezi dva kondenzátory, protože je otázkou, zda bude výhodnější jeden NT díl v provedení diabolo, nebo dva NT v provedení diabolo. (10) Na straně 52 uvádíte „V rámci výpočtu bylo pro zjednodušení uvažováno, že ohřev kondenzátu probíhá zejména teplem uvolněným při kondenzaci. Teplota ohřívající páry byla tedy uvažována neměnná.“ Avšak na straně 34 uvažujete u regeneračních ohříváků ochlazení kondenzátu v chladiči s rozdílem 9 °C (rce. 4.109 až 4.113) a současně do některých regeneračních ohříváků bude proudit přehřátá pára. (11) U NTO máte počet trubek 710, 720, 730, 740 a 755 ks. Obdobně u VTO. Obvykle se počty trubek (trubkovnice, nádoby apod.) navrhují v řadách, aby se zjednodušila výroba atd. (12) Na straně 63 je v rovnici 6.113 výsledný skutečný parní výkon jednoho parogenerátoru mírně nižší, než požadovaný výkon v rovnici 6.79. Obvyklé však je mít skutečný výkon o něco vyšší (rezerva) než je požadovaný. (13) V rámci práce máte v řadě případů uvedeny špatná čísla referencí. Například na straně 42 uvádíte „To by pokrylo například téměř čtvrtinu spotřeby města Brna [40].“ Předpokládám, že se odvoláváte na studii [41]. Nebo obrázek 6.1 je zdroje [42]. I přes uvedené výhrady práce neobsahuje zásadní nedostatky a chyby. Po formální, jazykové a pravopisné stránce je práce na odpovídající úrovni. Předloženou diplomovou práci doporučuji k obhajobě a hodnotím známkou uspokojivě / D.

eVSKP id 149017