Рабочая программа учебной дисциплины "парогенераторы и теплообменники аэс" Цикл: профессиональный

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

(ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

ИНСТИТУТ ЭНЕРГОМАШИНОСТРОЕНИЯ И МЕХАНИКИ (ЭнМИ)

Направление подготовки: 141100 Энергетическое машиностроение

Профиль подготовки: Котлы, камеры сгорания и парогенераторы АЭС

Квалификация (степень) выпускника: бакалавр

Форма обучения: очная

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

"ПАРОГЕНЕРАТОРЫ И ТЕПЛООБМЕННИКИ АЭС"

Цикл:

профессиональный

Часть цикла:

вариативная

№ дисциплины по учебному плану:

ЭнМИ; Б3.13.1

Часов (всего) по учебному плану:

144

Трудоемкость в зачетных единицах:

4

7 семестр

Лекции

36 час

7 семестр

Практические занятия

36 час

7 семестр

Лабораторные работы

-

Расчетное задание

20 час самостоят. работы

7 семестр

Объем самостоятельной работы по учебному плану (всего)

72 час

Экзамены

7 семестр

Курсовой проект

2 з.е. (72 часа)

8 семестр

Москва - 2010

1. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Цель дисциплины

По завершению освоения данной дисциплины студент способен и готов:

к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения (ОК-1);
к самостоятельной, индивидуальной работе, принятию решений в рамках своей профессиональной компетенции (ОК-7);
анализировать научно-техническую информацию, изучать отечественный и зарубежный опыт по тематике исследования (ПК-6);

применять методы графического представления объектов энергетического машиностроения, схем и систем (ПК-8);
к конструкторской деятельности в профессиональной сфере (ПК-9);
принимать и обосновывать конкретные технические решения при создании объектов энергетического машиностроения (ПК-10);
представлять техническую документацию в соответствии с требованиями ЕСКД (ПК-11);
демонстрировать знание теоретических основ рабочих процессов в энергетических машинах, аппаратах и установках (ПК-12);
использовать специализированные знания фундаментальных разделов физики, химии, экологии для освоения физических, химических и экологических основ рабочих процессов, протекающих в котлах, камерах сгорания и парогенераторах (ПСК-1).

Задачи дисциплины:

овладение студентами принципов проектирования основного оборудования АЭС;
изучение современных конструктивных решений в исполнении характерных узлов и элементов парогенераторов АЭС;
приобретение практических навыков в проведении теплогидравлических, компоновочных прочностных и гидравлических расчетов парогенераторов АЭС с ВВЭР.

2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП ВПО

Дисциплина относится к вариативной части профессионального цикла Б.3 основной образовательной программы подготовки бакалавров по профилю "Котлы, камеры сгорания и парогенераторы АЭС" направления 141100 Энергетическое машиностроение.

Дисциплина базируется на следующих дисциплинах: «Термодинамика», «Тепломассообмен», «Механика жидкости и газа», «Механика материалов и конструкций» и учебно-производственной практике.

Знания, полученные по освоению дисциплины, необходимы при выполнении бакалаврской выпускной квалификационной работы и изучении дисциплины "Паровые котлы", а также программы магистерской подготовки «Разработка и проектирование современного энергетического оборудования в области энергетических установок на органическом и ядерном топливе».

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

В результате освоения учебной дисциплины обучающиеся должны демонстрировать следующие результаты образования:

Знать:

Современные типы АЭС, страны-обладатели ядерными энергоустановками, перспективы развития атомной энергетики (ПК-6).
Преимущества и недостатки АЭС по сравнению с ТЭС (ОК-7; ПК-12).
Виды теплоносителей, применяемых в АЭС, их преимущества и недостатки (ПК-10; ПСК-1).
Требования, предъявляемые к парогенератору АЭС и исходные данные для его проектирования (ПК-12; ПСК-1).
Виды коррозии, характерной для парогенераторов АЭС с ВВЭР. Основные закономерности механизма электрохимической коррозии и пути уменьшения ее скорости (ПК-12; ПСК-1).
Требования, предъявляемые к водному режиму АЭС (ПК-12; ПСК-1).

Уметь:

Классифицировать атомную станцию по нескольким признакам (ОК-1; ОК-7; ПК-12).
Классифицировать теплообменные аппараты различных энергоустановок (ОК-1; ОК-7; ПК-12).
Объяснять взаимосвязь параметров реакторной установки (ПК-12; ПСК-1; ОК-1).
Проводить тепловые, компоновочные, прочностные, гидравлические, сепарационные расчеты парогенераторов АЭС с ВВЭР (ПК-9; ОК-7; ПСК-1).
Оформлять результаты работы в документированном виде (расчеты и чертежи) согласно требованиям ЕСКД (ПК-8; ПК-11).

Владеть:

Навыками ведения теплового и компоновочного расчетов парогенераторов для АЭС с ВВЭР с применением справочной литературы (ОК-7, ПК-9, ПК-11)
Подходами к выбору типа и основных конструкционных элементов теплообменного аппарата (ОК-1;ОК-7; ПК-9; ПК-10; ПК-12).

4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1 Структура дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 4 зачетных единицы, 144 часов.

№ п/п	Раздел дисциплины. Форма промежуточной аттестации (по семестрам)	Всего часов на раздел	Семестр	Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость (в часах)				Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
№ п/п		Всего часов на раздел	Семестр	лк	пр	лаб	сам.	Формы текущего контроля успеваемости (по разделам)
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	Современное состояние атомной энергетики. Принципиальные схемы АЭС	6	7	4	-	-	2	Тест: классификация АЭС
2	Теплоносители и теплообменные аппараты электростанций	23	7	14	4	-	5	Тест: теплоносители и их свойства, классификация теплообенных аппаратов
3	Расчет и проектирование парогенераторов АЭС	54	7	20	20	-	14	Контрольная работа
4	Коррозионные процессы в парогенераторах АЭС. Водный режим АЭС	11	7	10	-	-	1	Тест: водный режим АЭС, методы защиты от коррозии
5	Типовой расчет	10	7				10
6	Зачет	4	7	-	-	-	4
7	Экзамен	36	7	-	-	-	36	устный
8	Итого:	144		48	24	-	72

4.2 Содержание лекционно-практических форм обучения

4.2.1. Лекции по разделам

I Современное состояние атомной энергетики. Принципиальные схемы АЭС.

Современное состояние и перспективы атомной энергетики

II Теплоносители и теплообменные аппараты электростанций

Требования предъявляемые к теплоносителям

Выбор параметров теплоносителей

Теплообменные аппараты электростанций

III Расчет и проектирование парогенераторов АЭС

1)Парогенераторы АЭС

Тепловые схемы парогенераторов. Классификация ПГ. Варианты конструктивного выполнения поверхностей нагрева

2)Тепловой расчет парогенераторов АЭС

Методика теплового расчета. Определение тепловой мощности, величины поверхности теплообмена

3) Компоновка поверхности теплообмена

Методика компоновочного расчета поверхности нагрева, определение характерных размеров элементов парогенератора

4) Расчет парогенератора на прочность

Расчет по выбору основных размеров. Определение необходимой толщины обечаек корпуса парогенератора, сверленой и несверленой частей коллектора первого контура, эллиптических днищ.

5) Методы получения «сухого» пара

Гравитационно-осадительная сепарация, жалюзийные и осевые сепараторы. Расчет сепарационных устройств ПГ

6) Гидродинамика парогенератора

Особенности гидродинамики парогенераторов АЭС. Определение потерь давления на прокачку теплоносителя. Расчет мощности центробежного насоса.

7) Технико-экономический расчет парогенератора

Расчет массы элементов парогенератора. Определение капитальных и эксплуатационных затрат. Выбор оптимальной скорости теплоносителя.

IV Коррозионные процессы в парогенераторах АЭС. Водный режим АЭС

1) Виды коррозии. Коррозия в парогенераторе. Механизм электрохимической коррозии.

Коррозия конструкционных материалов. Классификация. Вода как растворитель, структура воды, ионное произведение воды и показатель водородных ионов. Механизм электрохимической коррозии. Активаторы коррозионного процесса. Водородная деполяризация катодных участков. Кислородная деполяризация катодных участков в кислой и щелочной средах.

2) Методы защиты оборудования от коррозии

Методы защиты от коррозии: химическое обескислороживание воды, обескислороживание гидразином, предотвращение углекислотной коррозии, поддержание щелочной реакции среды.

3) Водный режим теплоносителей АЭС с ВВЭР

Поступление примесей в воду. Водный режим, определение. Требования к химическому составу теплоносителей.

4.2.2. Практические занятия по разделам

II Теплоносители и теплообменные аппараты электростанций

Выбор параметров теплоносителя и рабочего тела.
Выбор теплообменного аппарата для заданных параметров теплоносителей.

III Расчет и проектирование парогенераторов АЭС

Изучение конструкции и узлов парогенератора для АЭС с ВВЭР.
Тепловой расчет парогенератора.
Компоновочные расчеты парогенераторов горизонтального и вертикального типов.
Расчет узлов парогенератора на прочность
Расчет сепарационных характеристик парогенератора. Выбор типа сепарационных устройств.
Гидродинамический расчет парогенератора.

4.3. Лабораторные работы:

Лабораторные работы учебным планом не предусмотрены.

4.4. Расчетные задания

Примерная тема расчетного задания:

«Парогенератор для АЭС с ВВЭР вертикального типа и ширмовой поверхностью нагрева».

4.5. Курсовые проекты и курсовые работы

Примерная тема курсового проекта: «Парогенератор для АЭС с ВВЭР».

5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Лекционные занятия проводятся в традиционной форме, форме презентаций и видео материалов.

Практические занятия включают изучение существующих конструкций парогенераторов с использованием фотоматериалов, выполнение примера расчетов парогенератора; просмотр учебного фильма о горизонтальном парогенераторе с комментированием конструкции узлов с последующим обсуждением.

Самостоятельная работа включает подготовку к лекциям, контрольным работам, устным опросам, тестам, выполнение расчетного задания, подготовку к зачету и экзамену.

6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА ДЛЯ ТЕКУЩЕГО КОНТРОЛЯ УСПЕВАЕМОСТИ, ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ ПО ИТОГАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ

Для текущего контроля успеваемости используются различные виды тестов, контрольные задачи, устные опросы, защита расчетного задания, защита курсового проекта.

Аттестация по дисциплине – зачет, экзамен.

Оценка за освоение дисциплины, определяется как оценка за экзамен.

В приложение к диплому вносится оценка за 7 семестр

7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

7.1. Литература:

а) основная литература:

1. Рассохин Н.Г. Парогенераторные установки атомных электростанций. М.: Энергоатомиздат, 1987. 384 с.

б) дополнительная литература:

1. Трунов Н.Б., Логвинов С.А., Драгунов Ю.Г. Гидродинамика и теплохимические процессы в парогенераторах АЭС с ВВЭР. М.: Энергоатомиздат, 2001. 316 с

2. Двойнишников В.А., Хритинин А.Ф., Козлов Ю.А. Расчет и проектирование ПГ АЭС. М.: Изд-во МЭИ, 1981. 68 с.

3. Тепловые и атомные электрические станции. Справочник, Т.3 / Под ред. А.В.Клименко, В.М.Зорина. М.: Энергоатомиздат, 2003. 648 с

7.2. Электронные образовательные ресурсы:

а) лицензионное программное обеспечение и Интернет-ресурсы:

не предусмотрены

б) другие:

Учебный фильм «Горизонтальный парогенератор ФГУП Гидропресс», фотоматериалы по изготовлению ПГ

8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Для обеспечения освоения дисциплины необходимо наличие учебной аудитории, снабженной мультимедийными средствами для представления презентаций лекций и показа учебных фильмов.

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО и с учетом рекомендаций ПрООП ВПО по направлению подготовки 141100 «Энергетическое машиностроение» и профилю «Котлы, камеры сгорания и парогенераторы АЭС».

ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:

ассистенты Лахов В.А.,

Лахов Д.А

"УТВЕРЖДАЮ":

Зав. кафедрой ПГС