SCHUBERT, V. Paroplynová turbína pro bezemisní akumulační elektrárnu [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2024.
Diplomová práce byla zadána společností Siemens Energy Brno a zabývá se možnostmi akumulace elektrické energie s ohledem na současnou transformaci energetiky dle potřeb EU. Formou rešerše byly představeny jednotlivé technologie a možnosti ukládání elektrické energie. Dále byl v práci prezentován koncept bezemisní akumulační elektrárny, který vychází z patentu firmy Siemens Energy Brno. V dalších částech DP bylo sestaveno realizační schéma a byl proveden ideový návrh paroplynové turbíny pro energetickou jednotku takové akumulační elektrárny. Dle zadání byl proveden termodynamický návrh paroplynové turbíny: jednotělesová, protitlaková turbína s jmenovitými otáčkami 10 500 min-1 a vnitřním výkonem 20 395 kW. Turbína byla rozdělena do regulačního a 15 přetlakových stupňů. Paroplynová směs vzniklá ve dvou spalovacích komorách byla zavedena do vstupního hrdla turbíny. Návrh byl proveden správně s použitím zjednodušujících podmínek dle zadání. Diplomant pracoval samostatně a využíval rozsáhlé literární podklady (96 použitých zdrojů). Práce má velmi cennou rešeršní část, zde jsou shrnuty dosavadní poznatky transformace energetiky z hlediska akumulace energie. Oceňuji technické řešení při kterém je dosaženo předností spalovacích turbín při zachování konstrukčních výhod parních turbín. Diplomant bude po nabytí praxe skvělým turbinářem. Závěry DP považuji za správné, práci hodnotím výborně a doporučuji ji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Předložená diplomová práce se zabývá návrhem bezemisního energetického zařízení s využitím paroplynové a parní turbíny. V úvodu práce jsou popsány základní technologie CCU/S od metod záchytu CO2, přes jeho dopravu a využití či uložení do geologicky vhodného prostředí. V následující kapitole jsou řešeny možnosti akumulace elektřiny, mezi které cílí i technologie řešená v rámci DP. Teoretický úvod je dehonestován nepřesnými nebo zavádějícími informacemi, ale je nad rámec zadání DP. Vlastní návrh bezemisní akumulační elektrárny vychází z patentu společnosti Siemens (obr. 37) a je rozšířen o HRSG kotel s parní turbínou, ohřívákem topné vody a pomocnými technologiemi. Dílčí komponenty v rámci projekčního návrhu systému jsou řešeny v ideové rovině, což v principu není špatně, ale pokládám návrh za nedotažený. Po formální stránce věci je například nesoulad pozic v popisu technologie s pozicemi v obrázku 39, chybné jednotky a podobně. Na uvedeném obrázku je v rámci schématu uvažována pod pozicí 17 i napájecí nádrž s odplyněním, které bude v parní části rozhodně nezbytné, ale již není řešen odběr páry například z HRSG kotle. V rámci schématu je také uvažováno s kompresí přiváděného CH4 a O2. Teploty po kompresi jsou uvedeny tabulce 2 bez podrobnějšího popisu a na obrázku 47 jsou i uvedeny parametry plynů před kompresí. Z práce však není zřejmé, jaké účinnosti kompresorů byly uvažovány, resp. jakou kompresní práci (výkon) bude nutné dodat. V této části práce postrádám komplexní vyhodnocení technologie například pomocí bilance celkových energií, výkonů či teplárenské účinnosti. V následující části je uveden návrh paroplynové turbíny, který není koherentní s projekčním návrhem technologie. Například v rámci návrhu PPT jsou ve druhé rovnici voleny otáčky turbíny, ze kterých vychází nutnost převodovky mezi PPT a jejím generátorem. Převodovka je v konceptu uvažována pouze u parní turbíny. PPT je navrhována v uspořádání RS ve formě A-kolo + 15 přetlakových stupňů s reakcí 0,5. Výpočet je řešen zjednodušenou formou a s odhadem většiny ztrát v rámci jedné hodnoty. Ve výpočtu je volen rychlostní poměr (v rovnicích 49 a 139), ze kterého je následně stanoven izoentropický spád na stupni (rovnice 50 a 140). V rovnici však chybí vstupní kinetická energie, resp. rychlost, která je následně volena. Nelogický je také postup volby nové vstupní rychlosti v rovnici 118, když je následně de facto stanovena délka vstupní hrany statorové lopatky z rovnice kontinuity. Z termodynamického návrhu vychází řez PPT uvedený v příloze. Lze ocenit, že vybrané dílčí konstrukční prvky řezu jsou komentovány v kapitole 5.4. V poslední příloze práce je uvedeno dispoziční uspořádání soustrojí a hlavní prvky (spojka, převodovka i generátor) jsou komentovány v kapitolách 5.6 až 5.9. Obě uvedené přílohy jsou řešeny na vysoké kvalitativní úrovni. I přes uvedené výhrady, které nejsou zásadního charakteru, 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 velmi dobře / B.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | B | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | C | ||
| Vlastní přínos a originalita | B | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | B | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | C | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 157373