Atomreaktorok termohidraulikája és üzemtana Tárgycsoport tételei 13. (TH+ÜT) Aktívzóna-monitorozás, in- és ex-core detektorok, üzemi mérések. Budapest, 2013. május 17. Dr. Aszódi Attila és Dr. Czifrus Szabolcs
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, 2013. december 17. Boros Ildikó
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.
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./ 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, 2013. május 8. Dr. İsz János egyetemi docens
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).
Ajánlott irodalom: LÉVAI ANDRÁS: Hıerımővek I., Nehézipari könyv- és folyóiratkiadó vállalat, Budapest, 1953. LÉVAI ANDRÁS: Hıerımővek II., Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1963. LÉVAI A. ZETTNER T.: Hıerımővek IV., Mőszaki Könyvkiadó, Budapest, 1975. BIHARI P. BALOGH A.: Erımővek. Jegyzet kézirat (ftp.energia.bme.hu). BÜKI GERGELY: Erımővek. Mőegyetemi Kiadó, 2004. BÜKI GERGELY: Kapcsolt energiatermelés. Mőegyetemi Kiadó, 2007. BÜKI GERGELY: Energiaátalakítás, gáz- és gızerımővek. Akadémiai Kiadó, 2000. 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, 1978. 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, 2013. december 12. Dr. Bihari Péter egyetemi docens
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, 2013. május 7. Dr. Fehér Sándor