|
|
Analýza provozu uzlu sítě po připojení jaderného bloku velkého výkonu
Prokop, Ondřej ; Varmuža, Jan (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Práce se zabývá analýzou provozu uzlu sítě po připojení jaderného bloku. Cílem diplomové práce je popsat vliv síťových poruch na blok jaderné elektrárny. Práce řeší tři základní problémy: Vliv zkratu a výkonové nerovnováhy v síti na synchronní generátor jaderné elektrárny a její provoz v ostrovní síti. Práce je zaměřena zejména na blok jaderné elektrárny. V případě poruchy v síti je nutné sledovat další bloky v modelu a jejich ochrany, protože výpadek bloku by mohl způsobit rozpad soustavy. Pro účely simulace je vytvořen testovací model elektrizační soustavy. Model byl optimalizován v programu LUG, který slouží pro výpočet elektrických síti. Simulace dynamických dějů je provedena v programu MODES. Jednotlivé poruchy jsou nastaveny pomocí scénářů. Výsledky jsou generovány do výstupních souborů, ze kterých byla vytvořena analýza vlivu síťových poruch na synchronní generátor jaderné elektrárny. Schopnost synchronního generátoru obnovit původní rovnovážný stav nebo zaujmout nový rovnovážný stav při změnách provozních parametrů sítě je jednou z nejdůležitější vlastností bezpečného a spolehlivého provozu sítě. Při zkratu vzniká tlumený přechodný děj. Prodloužením doby trvání zkratu vzrůstá amplituda přechodného děje. Nebezpečí ztráty stability synchronního generátoru se zvyšuje. Proto se určuje mezní doba trvání zkratu, při které nedojde ke ztrátě stability. Mezní doba trvání zkratu pro zkoumaný generátor je dostatečná pro vypnutí zkratu ochranami (v nejhorším případě 0,8 s). Například v porovnání s vodními elektrárnami je výrazně delší. Na výkonovou nerovnováhu v síti reaguje jaderný blok stabilním přechodem do nového provozního stavu. Modely ostatních elektráren byly navrženy s vysokou spolehlivostí a tak v případě těchto poruch nedojde k jejich výpadku a nedojde k rozpadu soustavy. Vznik ostrovní sítě je doprovázen silnými proudovými rázy. Bloky musí být odolné proti těmto rázům. V ostrovním provozu často dochází k rychlým změnám elektrických parametrů. Proto bloky musí reagovat na tyto změny co nejrychleji a co možná v nejširších mezích. Pro tento účel se používá regulátor ostrovního provozu. V případě přebytkového ostrova lze u parních elektráren využít přepouštěcí stanici do kondenzátoru. Tento režim je velkou výhodou parních elektráren, které jsou tak schopné rychle reagovat na změny zatížení. Hlavním výsledkem práce je chování synchronního bloku jaderné elektrárny při různých poruchách v síti. Na základě zjištěných údajů lze konstatovat, že zkoumaný blok jaderné elektrárny je vysoce stabilní vůči poruchám v síti. Výsledky této práce umožňují pokračování v tomto tématu využitím reálného modelu sítě a reálného modelu bloku.
|
|
|
Výpočet vyhořívání jaderného paliva reaktoru VVER 1000 pomoci programu KENO
Janošek, Radek ; Katovský, Karel (oponent) ; Novotný, Filip (vedoucí práce)
Na úvod této diplomové práce je provedeno seznámení s provozovanými typy jaderných reaktorů a zvláště s lehkovodními tlakovými reaktory typu VVER 1000. Tato práce zpracovává základní technologii reaktoru VVER 1000 se zaměřením na jeho aktivní zónu. Důležitým bodem je také detailní představení jaderného paliva TVSA-T. Jedním z dalších cílů této práce je uvedení pojmů jaderné bezpečnosti a jejích metod. Jelikož hlavním cílem práce je tvorba modelu reaktoru VVER 1000 sloužícího pro výpočet vyhořívání jaderného paliva v programu KENO, je část práce věnována prostředí kódu KENO a vysvětlení statistické metody Monte Carlo, kterou tento program využívá.
|
|
|
Hodnocení průmyslového znečištění životního prostředí Moravskoslezského kraje s použitím radioanalytických metod
Brunčiaková, Miriama ; Varmuža, Jan (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Moravskosliezský región je súčasťou územia tzv. „malého čierneho trojuholníka“. Je to územie s vyšším znečistením, spôsobeným jedným z druhu priemyslu. Tento región patrí medzi najznečistenejšie ovzdušie v Českej republike. Znečistenie je spôsobené rôznymi faktory, medzi ktorými v najväčšom dôsledku prispieva metalurgický priemysel a potom následne ťažba, doprava a malé lokálne kotle. Pro analýzu znečistenia je využitá inštrumentálna neutrónová aktivačná analýza s analýzou machu. Machy sú veľmi vhodné pro analýzu znečistenia ovzdušia, pretože veľmi dobre zachytávajú ťažké kovy. Ožarovanie prebehlo vo Spojenom ústavu pre jadrový výskum v Dubne, Ruská federácia, vo Frankovom laboratóriu neutrónovej fyziky (FLNP) na reaktore IBR 2M. Vzorky byli ožarované dvakrát, pre zistenie krátko-žijúcich a dlho-žijúcich izotopov. Krátkodobé ožarovanie bolo po dobu 3 minút a vzorky boli následne merané jeden krát asi 15 minút. Dlhodobé ožarovanie trvalo 3 dny a vzorky boli merané dvakrát, po prvý krát po 4 dňoch po dobu 30 minút a po druhý krát po 23 dňoch po dobu 90 minút. Pre dlhodobé ožarovanie bol využitý reaktorový kanál s kadmiovým filtrom. K analýze a spracovaniu dát bol využitý software Genie 2000 a software vytvorený vo FLNP, SÚJV. Z celkom 43 vzoriek machu (Hypnum cupressiforme, Pleurozium schreberi a Brachythecium rutabulum) nazbieraných na jeseň v roku 2015 boli určené koncentrácie 38 prvkov zahrňujúcich i ťažké kovy. Výsledky z merania sú spracované faktorovou analýzou a vynesené do máp.
|
|
|
Malé a střední jaderné reaktory a jejich využití
Novotný, Filip ; Sklenka,, Ľubomír (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zaměřuje na oblast malých a středních jaderných reaktorů, na jejich roli při počátečním vývoji jaderné energetiky. Shrnuje současné malé a střední reaktory v provozu a zamýšlí se nad budoucím vývojem v této oblasti. Analyzuje možnosti jejich využití a aplikace v různých oblastech lidské činnosti. Soustředí se na nové projekty malých a středních reaktorů, s důrazem na projekty dostupné v nejbližší době. Hodnotí odolnost proti šíření jaderných zbraní, ekonomické a technické výhody malých a středních reaktorů. Provádí analýzu možnosti využití malých reaktorů v pohonech vesmírných lodí a jejich využití v odlišných geografických oblastech. Získané poznatky z této analýzy aplikuje na situaci v České republice. Popisuje nerealizované projekty a projekty, které mohou být realizovány v budoucnosti.
|
|
|
Stav a limity výstavby jaderných elektráren ve světě
Novák, Martin ; Šťastný, Ondřej (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá rozborem výstavby jaderných elektráren od počátku jaderné energetiky až po současnou výstavbu. V úvodu této práce jsou uvedeny historické události, které přispěly ke vzniku současné jaderné energetiky. Dále je zde shrnut současný stav jaderné energetiky ve světě a její podíl na celkové výrobě elektrické energie. V úvodu je také provedeno obecné rozdělení jaderných elektráren do generačních stupňů. V rámci výstavby dnes již trvale odstavených, ale také v současnosti provozovaných jaderných elektráren je provedeno rozdělení do dvou generačních stupňů s podrobnějším pohledem na vývoj a výstavbu jednotlivých typů jaderných reaktorů. V práci je charakterizován pojem první jaderná éra s vyhodnocením faktorů ovlivňujících vývoj a výstavbu v různých zemích. Dále je uveden celosvětový stav výstavby jaderných elektráren v současnosti se srovnáním s výstavbou v minulosti. V další části práce je zhodnoceno stáří trvale odstavených a provozovaných jaderných reaktorů s ohledem na jejich obměnu. Jsou zde uvedeny možnosti zvyšování kapacity a délky provozu u jaderných elektráren v provozu. Dále jsou zde uvedeny všechny projekty, které jsou v současné době ve výstavbě. V této práci jsou podrobně rozebrány příčiny zdržení výstavby dvou evropských jaderných elektráren Olkiluoto 3 ve Finsku a Flamanville 3 ve Francii. Vývoj událostí v jednotlivých projektech je zde chronologicky uveden až do současného stavu a je poukázáno na příčiny jejich zpoždění. Součástí podrobného rozboru je i charakterizace jednotlivých aktérů v projektu a jejich rolí. V závěrečné části práce autor popisuje výstavbu některých dalších projektů jaderných elektráren ve světě.
|
|
|
Vnější část palivového cyklu jaderných elektráren
Winterová, Radka ; Mastný, Petr (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
V této bakalářské práci se autorka zabývá tématem palivového cyklu jaderných elektráren a jednotlivými rozdíly, které jsou typické pro dané jaderné reaktory. Autorka si klade za cíl podrobněji popsat jak přední, tak především zadní částí jaderného palivového cyklu, fabrikaci paliva pro lehkovodní jaderné reaktory, recyklaci a přepracování paliva, a následně také výrobou paliva na bázi REPU a MOX. Práce by měla také seznámit s celosvětovými přístupy k problematice palivového cyklu, zejména jeho zadní části.
|
|
|
Design of nuclear ceramic materials with enhanced thermal conductivity
Roleček, Jakub ; Katovský, Karel (oponent) ; Salamon, David (vedoucí práce)
Uranium dioxide (UO2) is the most common fuel material used in commercial nuclear reactors. The main disadvantage of UO2 is its low thermal conductivity, and large amount of heat generated during the fission in nuclear reactor creates a large temperature gradient in the UO2 fuel pellet. This temperature gradient induces large thermal stress, which leads to fuel pellet cracking. These cracks help to the release of fission product gases after high burnup. The formation of cracks and increase fission gas generation leads to a considerable reduction of fuel pellet durability. This thesis deals with the issue of increasing the thermal conductivity of the UO2 nuclear fuel on model material (CeO2). In this work are studied similarities of the CeO2 and UO2 behavior during conventional sintering and spark plasma sintering. The concept of thermal conductivity enhancement deal with incorporation of high thermal conductivity material – silicon carbide (SiC) into the CeO2 pellets. Silicon carbide is expected to increase the heat flow out of the fuel pellet, and thus increasing the CeO2 thermal conductivity. Similarities of SiC behavior in the CeO2 matrix and SiC behavior in the UO2 matrix reported in literature are also discussed in this work.
|
|
|
Palivové vsázky na elektrárnách s reaktory VVER
Šajdler, Miroslav ; Vojáčková, Jitka (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato práce je věnována palivovým vsázkám na elektrárnách s reaktory VVER. Popisuje průběh palivového cyklu od výroby až po uložení či přepracování. Je zde kladen důraz na střední část palivového cyklu v Jaderné elektrárně Dukovany a Temelín. Jsou zde důkladně probrána paliva na obou elektrárnách a jejich vývoj. Práce popisuje základní přehled přístupu k optimalizaci palivových vsázek v zahraničí. Poslední kapitola se věnuje praktickému výpočtu palivové vsázky na třetím bloku Jaderné elektrárny Dukovany, pomocí optimalizačního programu ATHENA a makrokódu Moby-Dick.
|
|
|
Experimentální výzkum urychlovačem řízených jaderných reaktorů pro thoriovou jadernou energetiku
Zeman, Miroslav ; ČR,, Milan Štefánik, UJF AV (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá problematikou spojenou využitím thoria jako jaderného paliva v urychlovačem řízených systémech. V této práci je popsán princip ADS, jejich současná situace a možnosti využití do budoucna. Tato práce je blíže zaměřená na určení neutronového toku ve spalačním terči QUINTA. V prosinci 2013 byl proveden experiment, ve kterém byla uskutečněna tři ozařování kobaltových vzorků v různých pozicích spalačního terče QUINTA, který se nachází ve Spojeném ústavu jaderných výzkumů, Dubna. Vzorky Co-59 byly ozařovány v poli neutronů generovaných deuterony o energii 2 AGeV a 4 AGeV a částicemi C-12 o energii 2 AGeV při spalační reakci. Tyto vzorky byly měřeny pomocí polovodičových detektorů ze superčistého germania a analyzovány použitím jaderné gama spektrometrie. Byly určeny reakční rychlosti produktů reakcí v Co-59, ze kterých byl určen tok neutronů v sestavě QUINTA. Experimentální reakční rychlosti byly porovnány s výpočtem s pomocí MCNPX kódu.
|
|
|
Simulace stínění ionizujícího záření programem MCNP
Konček, Róbert ; Košťál,, Michal (oponent) ; Katovský, Karel (vedoucí práce)
Žiarenie je definované ako ionizujúce, ak má dostatok energie na vytrhnutie elektrónov z atómov alebo molekúl, počas jeho prechodu látkovým prostredím. Z tejto schopnosti vyplýva jeho potenciál pôsobiť škodlivo na tkanivá živých organizmov. Tienenie ionizujúceho žiarenia je preto disciplína s veľkou praktickou dôležitosťou. Táto práca nadväzuje na autorovu predchádzajúcu prácu v tejto oblasti a rozširuje ju diskutovaním teoretických a praktických problémov pokročilých výpočtov tienenia. V teoretickej časti práce je diskutovaných niekoľko prístupov k výpočtom fluencie alebo dávky v ľubovoľnom bode priestoru. Metódy zdrojových jadier poskytujú dostatočne presné výsledky pre jednoduchšie úlohy z oblasti tienenia. V mnohých praktických prípadoch je však potrebné použiť výpočty založené na transportnej teórii. Existujú dva základné typy transportných výpočtov: deterministické výpočty, pri ktorých je numericky vyriešená lineárna Boltzmannova rovnica, a výpočty Monte Carlo, v ktorých prebieha simulácia stochastického putovania častíc cez geometriu úlohy. Výhody a nevýhody oboch metód sú diskutované. V praktickej časti sú výsledky výpočtov tienenia ionizujúceho žiarenia získané významným Monte Carlo kódom - MCNP6, porovnané s výsledkami z experimentov, ktoré boli vykonané v Dielni ionizujúceho žiarenia na Ústave elektroenergetiky, FEKT VUT. Tieto experimenty pozostávali z umiestnenia rádioizotopu kobalt-60 v troch rôznych polohách do oloveného kolimátora a počítania pulzov dvomi rôznymi scintilačnými detektormi položenými oproti otvoru v kolimátore, pričom medzi zdrojom a použitým detektorom striedavo je alebo nie je olovený tieniaci štít. Zhoda výpočtov a dát z meraní je vzhľadom na neistoty inherentné v experimentálnej zostave rozumná. Vykonaná citlivostná analýza ukazuje relatívnu dôležitosť rôznych parametrov použitých ako vstupy v simuláciách, napr. hustôt materiálov alebo rozmery scintilačných kryštálov. Okomentované vstupné súbory použité pri simulácii v MCNP sú taktiež súčasťou práce.
|
host ::
RSS.