Energetikai mérnök BSc képzés, Atomenergetika szakirány záróvizsga tételei

Átírás

1 Atomreaktorok termohidraulikája és üzemtana Tárgycsoport tételei 13. (TH+ÜT) Aktívzóna-monitorozás, in- és ex-core detektorok, üzemi mérések. Budapest, május 17. Dr. Aszódi Attila és Dr. Czifrus Szabolcs

2 Atomerımővek Tárgycsoport tételei 1. (AE) Mely reaktortípusok tartoznak a III. generációs reaktorok közé? Ismertesse az EPR fı jellemzıit, berendezéseit! 2. (AE) Milyen megfontolásokat kell figyelembe venni egy új atomerımő telephelyének kiválasztása során? Ismertesse a figyelembe veendı külsı hatásokat, telephelyi jellemzıket! 3. (AE) Ismertesse jelképes vázlat segítségével egy PWR primer és szekunder köri fıberendezéseit, néhány mondattal jellemezve azokat! 4. (AE) Ismertesse a gızfejlesztı mőködését! Melyek az álló és fekvı gızfejlesztık közötti legfontosabb különbségek? 5. (AE) Ismertesse általánosságban, hogy miért van szükség vízzel hőtött reaktoroknál kondicionáló anyagokra, illetve a vízkémia alkalmazására! Ismertesse röviden a primerköri és szekunder köri vízkémia alapjait (VVER-440 esetén)! 6. (AE) Ismertesse az üzemzavari hőtırendszerek fajtáit, mőködését! 7. (AE) Milyen funkciót lát el a lokalizációs torony? Ismertesse a lokalizációs torony mőködési elvét! 8. (AE) Ismertesse az atomerımővek hőtésének speciális követelményeit, a normál üzemi illetve üzemzavari hőtés lehetıségeit! 9. (AE) Ismertesse a főtıelem-sérülések fıbb jellemzıit és ezek vizsgálati módszereit! 10. (AE) Ismertesse a fı PWR konténment típusokat! Ismertesse röviden a konténment tervezésekor figyelembe vett követelményeket (tervezési alap)! Budapest, december 17. Boros Ildikó

3 Energetika Tárgycsoport tételei 1. Az energetika általános kérdései 1./ Primerenergia, szekunder energiahordozók, energiamérleg, energiahordozó szállítása, végfelhasználása. 2./ A tiszta tüzelıanyagok égésének fajlagos CO 2 -kibocsátása, a hálózatra adott villamos energia fajlagos CO 2 -kibocsátása. A világ és Magyarország CO 2 -kibocsátása. 3./ A világ és Magyarország tüzelıanyag készlete (τ, év) konvencionális/nem konvencionális kitermelési eljárással. 4./ A megújuló energiaforrások potenciálja a világon és Magyarországon. 5./ A szekunder energiahordozók termelése a világon, EU-27-ben és Magyarországon. 6./ Az energiapolitika definíciója, az EU-27 és Magyarország energiapolitikája. 7./ Globális problémák, fenntartható fejlıdés és fenntartható energetika koncepciója. 2. Szénhidrogén energetika 1./ A kıolaj elemi összetétele, szénhidrogén csoportjai, minısítése, szennyezıi. Az üzemanyag oktánszáma, szenzibilitása, cetánszáma. 2./ Kıolaj-vertikum: bányászat, stabil olaj szállítása, kıolaj-finomítás, termékek. 3./ A földgáz összetétele, tulajdonságai. Földgáz vertikum: bányászat, a száraz földgáz szállítása, tárolása. 4./ A cseppfolyósított földgáz tengeri szállítása (lehőtés, szállítás hajóban, felmelegítés, betáplálás a hálózatba). 5./ Szén- és biomassza elgázosítás: szintézisgáz, metán (szintetikus földgáz) elıállítása és feldolgozása üzemanyaggá. 6./ 1. (bioalkohol, biodízel), 2. (szintetikus üzemanyagok, metán) és 3. generációs bioüzemanyagok (biometán, biohidrogén): defínició, technológiák. Hıtermelés 1./ Főtési hıigény energetikus és épületgépész szemlélettel, hazai megtakarítási potenciál. 2./ Használati melegvíz hıigény, hazai megtakarítási potenciál. Technológiai hıigény. 3./ Kompresszoros, abszorpciós hőtıgép, hőtıház. Hıszivattyús hıtermelés. 4./ Téli, nyári légkondicionálás.

4 Villamosenergia-termelés hıerımővekben 1./ Fosszilis tüzelıanyagú gızerımővek (kapcsolás, hıkörfolyamat h-s és T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 2./ Fosszilis tüzelıanyagú gızerımővek (fı berendezések, energiaátalakítás és lejátszódó folyamatok). 3./ Gızerımővek hőtıvíz rendszerei. 4./ Nyomottvizes atomerımő primerkör (kapcsolás, atomreaktor (nukleáris gızfejlesztı rendszer) és hıteljesítménye, biztonsági filozófia). 5./ Nyomottvizes atomerımő szekunderkör (kapcsolás, gızfejlesztı és gızturbina, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 6./ Nyitott egytengelyes gázturbina (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 7./ Kombinált gáz-gız erımő (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). Feltöltött kazánban integrált gáz-gız erımő. 8./ CO 2 -leválasztó technológiák (tüzelés után, oxy-fuel tüzelés, tüzelés után), CO 2 földalatti elhelyezése, hatásfok-csökkenés. Kapcsolt hı- és villamosenergia-termelés 1./ Ellennyomású főtıerımővek (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 2./ Kondenzációs főtıerımővek (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 3./ Gázturbina és forróvíz vagy gızkazán kombinációja (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, hıhasznosító t Q& diagramja, energetikai jellemzı). 4./ Gázturbina és ellennyomású vagy elvételes-kondenzációs gızturbina kombinációja (kapcsolás, hıkörfolyamat T-s diagramban, teljesítménymérleg, hıhasznosító t Q& diagramja, energetikai jellemzı). 5./ Gázmotoros kombináció (kapcsolás, teljesítménymérleg, energetikai jellemzı). 6./ A közvetlen és a kapcsolt hı- és villamosenergia-termelés összehasonlítása. Megújuló energiaforrások hasznosítása hı- és villamosenergia-termelésre 1./ Vízerımővek (vízerı-potenciál, vízturbina és vízerımő típusok, mőködés, teljesítménye és rendelkezésre állása). 2./ Szélerımővek (szélerı-potenciál, szélturbina-generátor, mőködés, teljesítménye és rendelkezésre állása). 3./ Napelemek, naperımővek (napenergia-potenciál, naperımő kapcsolás, napelem típus, mőködés, hatásfok, teljesítmény és rendelkezésre állás). 4./ Napkollektorok (napenergia-potenciál, napkollektor típus, mőködés, hatásfok, teljesítmény és rendelkezésre állás).

5 5./ A geotermikus energia hasznosítása hıtermelésre (Hódmezıvásárhely), kapcsolt hı- és villamosenergia-termelésre (típus, teljesítmény). 6./ A biomassza hasznosítása hıtermelésre (tőzifa, pellet, hulladék), kapcsolt hı- és villamosenergia-termelésre (főtıerımő típus). 7./ A biomassza elgázosítása (szintézisgáz, biogáz, depóniagáz), metán- és hidrogén elıállítása. 8./ Hidrogénenergetika, üzemanyag és tüzelıanyag-cellák. Vezetékes energiaellátó rendszerek 1./ Földgázellátás (minıségi jellemzık, igény, az ellátás fizikai folyamata, ellátásbiztonság). 2./ Villamosenergia-ellátás (minıségi jellemzık, igény, az ellátás fizikai folyamata). 3./ A villamos energia ellátásbiztonsága (tartaléktartás, primer, szekunder, tercier tartalék, az erımővek szabályozhatósága, a villamosenergia-rendszer pillanatnyi teljesítménye). 4./ A földgáz- és villamosenergia-ellátás piaci mőködési és szervezeti modellje. 5./ Forróvizes távhıellátás (minıségi jellemzık, igény, az ellátás fizikai folyamata, ellátásbiztonság, mőködési modell). Budapest, május 8. Dr. İsz János egyetemi docens

6 ZÁRÓVIZSGA kérdések (tételek) az Erımővek c. tantárgyból 1. Gızkörfolyamatok alapfogalmai: alapkörfolyamatok felépítése, hatásfok meghatározása, elhanyagolások; valós körfolyamatok. Energiaátalakító körfolyamatok analízise: veszteségfeltárás energia és hımérséklet/entrópia szemlélettel. A gızerımő strukturális felépítése: alrendszerek, alrendszerek közötti energiaáramok. A gızerımő eredı hatásfoka ( nyolc-éta-formula ); az eredı hatásfokra vonatkozó összefüggés levezetése. 2. A gızerımő hatásfokának javítására szolgáló módszerek és azok befolyása az erımő berendezéseire és részhatásfokaira: kezdıparaméterek változtatása; végparaméterek változtatása; a körfolyamat felépítésének módosítása. 3. A tápvízelımelegítés elmélete: végtelen sok fokozatú elımelegítés; egyfokozatú elımelegítés; többfokozatú elımelegítés; a hatásfokra gyakorolt hatás. A tápvízelımelegítı rendszer legkedvezıbb kialakítása: az elımelegíési véghımérséklet, fokozatszám és a fokozatbeosztás legkedvezıbb módja (a meghatározás gondolatmenete). A tápvízelımelegítı rendszer kialakítása és üzeme (néveleges terhelésen); segédelımelegítık (gızhőtık és csapadék-utóhőtık). 4. Újrahevítés: újrahevítés a hagyományos gızerımőben (az újrahevítés legkedvezıbb nyomásának megválasztása); újrahevítés az atomerımővi telített-gız körfolyamatban. 5. A kondenzációs berendezés: keverı és felületi gızkondenzátorok, a kondenzátorok üzemeltetésének sajátosságai. Hőtési rendszerek: frissvízhőtés (tározók méretezésnek alapfogalmai); visszahőtéses rendszerek (hőtıtó, szóróhőtı, nedves hőtıtorony, száraz hőtıtorony, kombinált és hibrid eljárások); közvetlen légkondenzációs rendszer. 6. Gázturbinás erımővek (nyílt ciklus: felépítés, berendezések, kompresszió, expanzió, blokk-diagram, Sankey-diagram, η E, optimalizálás). Gázturbina teljesítményszabályozás (kompresszor és turbina együttmőködése, kompresszor és turbina jelleggörbék, teljesítményváltoztatási lehetıségek). Hatásfokjavítási lehetıségek egytengelyes GT egységben (osztott kompresszió, soros égıtér kialakítása, újrahevítés, belsı hıhasznosítás, T s diagramok, kapcsolási vázlatok, elınyök, hátrányok) 7. Kombinált ciklusú (gáz/gız) erımővek (kapcsolási megoldások bemutatása, kazán és GT együttmőködése, tápvízrendszereren keresztüli kombináció, hıhasznosító kazán, az integráció bemutatása T S& diagramban) Kombinált ciklus hıhasznosító kazánnal (körfolyamat felépítése, optimális kezdınyomás, tömegáram-változtatás, max. termikus hatásfok, kombinált gáz/gız erımővek gızkörfolyamati része). 8. Póttüzelés kombinált ciklusú egységeknél (alkalmazása, elınyök, hátrányok, kapcsolási vázlat, T Q& -diagram, η E változása). STIG (CHENG)-ciklus (víz, ill. gız bevezetés az égıtérbe, elıny, hátrány, élettartam-befolyás). HAT ciklusok. Levegıelıhőtéses gázturbinák. A gázturbina élettartam-gazdálkodása (egyenértékő élettartam, súlyfaktorok, események).

7 Ajánlott irodalom: LÉVAI ANDRÁS: Hıerımővek I., Nehézipari könyv- és folyóiratkiadó vállalat, Budapest, LÉVAI ANDRÁS: Hıerımővek II., Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, LÉVAI A. ZETTNER T.: Hıerımővek IV., Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, BIHARI P. BALOGH A.: Erımővek. Jegyzet kézirat (ftp.energia.bme.hu). BÜKI GERGELY: Erımővek. Mőegyetemi Kiadó, BÜKI GERGELY: Kapcsolt energiatermelés. Mőegyetemi Kiadó, BÜKI GERGELY: Energiaátalakítás, gáz- és gızerımővek. Akadémiai Kiadó, BÜKI GERGELY: Energiatermelés, atomtechnika. BME Egyetemi jegyzet BÜKI GERGELY: Erımővi berendezések. BME Egyetemi jegyzet BÜKI GERGELY: Hıkörfolyamatok I. BME Egyetemi jegyzet GÁCS IVÁN: Erımővek. Kézirat. (rövid összefoglaló, ftp.energia.bme.hu) PETZ ERNİ: Hıerımővek I., Gazdasági vizsgálatok. BME Egyetemi jegyzet LÉVAI ANDRÁS: Hıerımővek II., Hıkapcsolások. BME Egyetemi jegyzet MARGULOVA T. H.: Atomerımővek. Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, A kifejezetten ajánlott kiadványokat félkövér szedéssel kiemeltük. A vizsgán mindenki három kérdést kap (húz véletlenszerően), egyet az elsı (1..8), egyet a második (9..16) és egyet a harmadik (17..24) harmadból. Budapest, december 12. Dr. Bihari Péter egyetemi docens

8 Reaktortechnika Tárgycsoport tételei 1) Reaktoranyagok. A felhasznált anyagokkal szemben támasztott általános és speciális követelmények. Anyagszerkezeti, kristálytani alapok. Kristályhibák fajtái, diszlokációk. 2) Üzemanyagok. Urán, plutónium, keramikus és diszperziós üzemanyagok. Urán-dioxid, plutónium-dioxid és MOX-üzemanyag. Urán-gadolínium üzemanyag, karbid-üzemanyagok. Anyagszerkezeti, fizikai, mechanikai és hıtechnikai jellemzık. Kompatibilitási, sugárkárosodási tulajdonságok. 3) Reaktivitás-kompenzáló, illetve reaktivitás-szabályozó anyagok. Bórvegyületek, ritka földfémek, hafnium, ezüst, indium, kadmium. 4) A sugárvédelem anyagai. A reaktor és az atomerımő, mint sugárforrás. A neutron- és gammasugárzás eltérı kölcsönhatási mechanizmusából eredı különbözı követelmények. A legfontosabb sugárvédelmi anyagok és jellemzésük. 5) Sugárkárosodás. Primer és szekunder hatások. Ionizáció, atomelmozdulás. A sugárkárosodás jellemzésére használt mennyiségek, dpa-hatáskeresztmetszet. Reaktortartálydozimetria. A ridegtörési hımérséklet eltolódása. A felkészüléshez ajánlott szakirodalom: Csom Gyula: Atomerımővek üzemtana, I. kötet, VI. fejezet (Anyagismeret). Budapest, május 7. Dr. Fehér Sándor