[design/2014/cvut-logo-blue.png]

Ústav energetiky

Oblasti výzkumu

Spalování paliv a návrh kotlů

  • Zvyšování efektivity a ekologičnosti procesu spalování tuhých paliv.
  • Zaměření na biomasu a alternativní paliva v ohništích malých výkonů.
  • Optimalizace konstrukčních řešení teplovodních kotlů určených pro lokální otop.

CCS – Carbon capture and storage

  • Výzkum technologie oxy-fuel spalování:
    • Realizováno na dvou experimentálních zařízeních se stacionární fluidní vrstvou.
    • Zkoumán vliv na průběh spalování, tvorbu emisí a sdílení tepla.
  • Post-combustion - Ca-looping systém:
    • Tvorba výpočtových modelů reaktorů.
    • Návrh a dimenzování systému.
  • Pre-combustion:
    • Tvorba výpočtových modelů pro celé procesní schéma elektráren s integrovaným zplyňováním.
    • Alternativní metody separace CO2 (solventy, kryogenní záchyt, membrány, Ca-looping).
    • Optimalizace submodelů i celého systému.

Sušení biomasy

  • Výzkum kontaktního sušení biomasy v parou otápěné bubnové sušce.pracoviste/12115/03_susenimokrebiomasy.jpg
  • Cílem je integrace do energetického zdroje pro efektivnější využití biomasy.
  • Analýza možnosti využití brýdové páry odcházející z parní sušky.

Dvoufázové proudění v energetických zařízeních

  • pracoviste/12115/04_merenistrukturykapalnefazevPTJETemelin.jpgTeoretický a experimentální výzkum vzniku a vývoje dvoufázového proudění v energetických zařízeních.
  • Vývoj a aplikace unikátní instrumentace pro měření struktury kapalné fáze mokré vodní páry expandující v koncových stupních parních turbín v konvenčních i jaderných elektrárnách.

Decentralizovaná energetika

pracoviste/12115/05_E-ON_LaboratornijednotkavlaboratoriLORCA.jpgVýzkumné aktivity jsou směřovány do dvou oblastí:

  • Expertní činnost v oblasti decentralizované energetiky, zpracování studií proveditelnosti, energetických auditů a posudků, poradenství v oblasti provozu decentralizovaných zdrojů pro průmyslové aplikace i bytovou výstavbu.
  • Projektování a provoz zařízení s organickým Rankinovým cyklem (ORC).

Aktivity se rozvíjejí na našem partnerském pracovišti, v laboratoři LORCA v Univerzitním centru energeticky efektivních budov (UCEEB) ČVUT v Buštěhradu:
  • ​V rámci UCEEB je provozován moderní systém tzv. energocentra s mikroturbínou, plynovými kotli a chladícími jednotkami.
  • ​Vývoj vlastní koncepce zařízení na bázi organického Rankinova cyklu (ORC):

Kompresory

  • Zlepšování konstrukce kompresorů a optimalizace jejich provozního nasazení.
  • Hlavním cílem je snižování energetické náročnosti procesu stlačnování plynů.

Tepelná čerpadla

Tepelná čerpadla jsou moderním a energetiky efektivním zdrojem tepla pro vytápění i průmyslové aplikace. Pozornost je zaměřena především na:

  • Optimální nasazení v konkrétních případech.
  • Zlepšování řízení jejich provozu.

Themohydraulika jaderných reaktorů

Detailní znalost proudění a chlazení v aktivní zóně jaderných reaktorů je klíčová pro jejich bezpečný provoz. Rozšíření našich znalostí v této oblasti tak přispívá jednak ke zvýšení bezpečnosti provozu jaderných elektráren, ale zároveň umožňuje zvyšování jejich výkonu a spolehlivosti provozu. Současně se věnujeme výzkumu i v příbuzných oblastech. Hlavní činnosti zahrnují tyto oblasti:

  • Termohydraulické děje v lehkovodních reaktorech.
  • Experimentální práce v oblasti dvoufázového proudění.
  • Výzkum v oblasti reaktorů IV. generace.
  • Chlazení fúzních reaktorů.

CFD výpočty v energetice

pracoviste/12115/06_prostrediCFDprogramuANSYSFluent.jpgPro termohydraulické děje v jaderné energetice jsou ve velké míře využívány CFD kódy (Computational Fluid Dynamics). Ty představují výpočtovou metodu, s jejíž pomocí je v prvé řadě možné detailně modelovat dynamiku proudění kapalin a plynů. Dále je v nich možné realizovat simulace s přestupem tepla či hmoty, s fázovými změnami, s chemickými reakcemi, s mechanickým pohybem částí simulovaného zařízení (rotace oběžných kol turbín, pohyb pístu) apod. K dispozici jsou akademické licence CFD programů ANSYS FLUENT a ANSYS CFX. Numerické modelování a validace na experimentálních datech provádíme zejména v těchto oblastech: 

  • Detailní výpočty aktivní zóny jaderného reaktoru.
  • Míšení chladiva v reaktoru a v primárním okruhu jaderného bloku.
  • Dvoufázové proudění a podchlazený var.
  • Proudění mokré páry.

Výzkum jaderných paliv

Výzkum nových a zlepšování stávajících paliv jaderných reaktorů. Výzkum se soustředí na tři oblasti:

  • Zlepšení tepelné vodivosti UOX paliv.
  • Zlepšení korozní odolnosti Zr pokrytí jaderných paliv při standardních a havarijních podmínkách.
  • Nové a pokročilé vyhořívající absorbátory jaderných reaktorů a jejich přesný výpočet a kombinace.