VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ZHODNOCENÍ NAPOJENÍ JEDU NA HORKOVODNÍ SÍ M STA BRNA TITLE

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

FAKULTA STROJNÍHO INENRSTVÍ ÚSTAV FACULTY OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF

ZHODNOCENÍ NAPOJENÍ JEDU NA HORKOVODNÍ SÍ MSTA BRNA TITLE

DIPLOMOVÁ PRÁCE MASTER’S THESIS

AUTOR PRÁCE

BC. DAVID KOZEL

AUTHOR

VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BRNO 2007

DOC. ING. JIÍ POSPÍIL, PH.D.

2010

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

ANOTACE V této diplomové práci jsem eil zhodnocení napojení jaderné elektrárny Dukova ny na horkovodní sí msta Brna. Pro stanovení velikosti vyvedeného vkonu bylo nutno urit bilance poteb tepla msta Brna a monosti velikosti dodávek tepla. V dalí ásti práce ji bylo moné nadimenzování potrubí a optimalizace jeho trasy vzhledem k dnenímu stavu pozemk na trase tepelného napájee. Parametry napájee byly voleny s ohledem na monosti vyuité technologie pro penos daného média a také stávajícímu stavu rozvod msta Brna. Po pivedení napájee ped msto Brno do peerpávací stanice Bosonohy, byla eena druhá ást práce a to od napojení na pátení rozvody SCZT a po dodávky tepla jednotlivm odbratelm. V posledním bod bylo zpracováno navrení systému ízení tepla z jaderné elektrárny Dukovany a mstskch lokálních zdroj v závislosti na stávajícímu ízení dodávektepla pomocí odbrovch diagram soustavy SCZT.

ANNOTATION In this thesis, I was solved assessment of nuclear power plant Dukovany, conection to the hot water network to city Brno. For determine the size needful enforcement was necessary to establish the heat balance of needs of the city of Brno and the size of the heat supply options. After that it was possible to determine the dimensions of pipes and optimize his routes of due to the current state of land along the route of thermal power supply. Power supply parameters were chosen with regard to the possibilities of technology used for transmission of the media and the status quo for distribution of the city Brno. After pushing the power supply ahead of the city Brno into the pumping station Bosonohy, and second part of the solution was the connection to the backbone wiring SCZT heat to individual customers. The last point was elaborated design management system of heat from nuclear power plant and urban local based resources on current management of heat supply system using consumption diagrams SCZT.

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Klíové slova: Tepeln napáje, elektrárna, teplárna, soustava centrálního zásobování teplem, bilance tepla

Key words: Thermal power supply, power station, heating plant, central heating supply systém, heat balance

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Bibliografická citace mé práce: KOZEL, D. Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna. Brno: Vysoké uení technické v Brn, Fakulta strojního inenrství, 2010. 60 s. Vedoucí diplomové práce doc. Ing. Jií Pospíil, Ph.D.

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

ESTNÉ PROHLÁENÍ

Prohlauji, e jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatn bez cizí pomoci. Vycházel jsem pi tom ze svch znalostí, odbornch konzultací a doporuené literatury, uvedené v seznamu.

PODKOVÁNÍ

Podkování patí doc. Ing. Jiímu Pospíilovi, Ph.D., Ing. Janu Drboalovi a Ing. Tomái Cahovi za vstícnost, ochotu a píkladn postup pi konzultacích nezbytnch pro vznik této práce.

V Brn dne 24. kvtna 2010

……………………………….. Podpis

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

OBSAH 1. ÚVOD .............................................................................................................. 7 2. CÍL PRÁCE ..................................................................................................... 7 3. SOUASN STAV EENÉ PROBLEMATIKY............................................. 8 3.1. Energetická koncepce msta Brna – zdroje tepla ........................................ 8 3.1.1 Provoz pitálka ..................................................................................... 9 3.1.2 Provoz erven Mln ............................................................................ 9 3.1.3 Provoz Brno– sever............................................................................ 10 3.1.4 Provoz Staré Brno............................................................................... 11 3.1.5 Celkov pehled tepelnch zdroj SCZT ............................................. 11 3.2. Energetická koncepce msta Brna – tepelné sít SCZT ............................ 11 3.2.1. Parní soustava .................................................................................... 12 3.2.2. Horkovodní soustava .......................................................................... 12 3.2.3. Vmníkové stanice dodavatele tepla................................................. 13 3.2.4. Odbry a prodej tepla.......................................................................... 13 3.2.5. Tepelná soustava CZT........................................................................ 14 3.2.6. Bilance – rozdlení dodávek v SCZT a místní CZT ............................ 15 3.3. Jaderná elektrárna Dukovany .................................................................... 16 4. PROJEKNÍ NÁVRH VYVEDENÍ TEPELNÉHO VKONU Z JEDU VETN BILANNÍCH VPOT .............................................................................. 17 4.1. Základní popis ............................................................................................ 17 4.2. Bilance spoteb tepla – vyvedení tepla z JE Dukovany .............................. 18 4.3. Zmny ve zdroji tepla JE Dukovany ........................................................... 24 4.4. Optimalizace dimenze potrubí.................................................................... 25 4.4.1. Hydraulick vpoet TN....................................................................... 25 4.4.2. Technické eení tepelného napájee................................................. 29 4.4.3. Popis zpsob uloení vyskytujících se na trase TN .......................... 30 4.5. Trasa tepelného napájee.......................................................................... 31 4.6. PS na trase TN ........................................................................................ 39 5. MONOSTI ZALENNÍ DODÁVKY TEPELNÉHO VKONU DO STÁVAJÍCÍ HORKOVODNÍ SÍT ..................................................................................... 43 5.1. Napojení na stávající rozvody SCZT .......................................................... 43 5.1.1. Délka a dimenze novch úsek rozvod TN........................................... 46 5.2. Napojení odbratel ................................................................................... 49 5.2.1. Centrální pedávací stanice (CPS) ......................................................... 49 5.2.2. Objektové pedávací stanice (OPS)........................................................ 50 5.3. Havarijní zálohování vytvoeného systému SCZT...................................... 53 6. NAVRENÍ SYSTÉMU ÍZENÍ DODÁVEK TEPLA Z JE DUKOVANY A MSTSKCH LOKÁLNÍCH ZDROJ........................................................... 54 6.1. Poteba dodávek tepla TN v závislosti na denním odbru tepla................. 55 7. ZÁVR........................................................................................................... 58 8. SEZNAM POUITÉ LITERATURY................................................................ 59 9. SEZNAM POUITCH JEDNOTEK.............................................................. 59 10. SEZNAM POUITCH ZKRATEK ................................................................ 60 11. PÍLOHY....................................................................................................... 60

-6-

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

1. ÚVOD Ji pi vstavb Jaderné elektrárny Dukovany byla zpracovávána studie vyuití zbytkového tepla pí vrob elektrické energie. Jeliko byla elektrárna situována v relativní blízkosti msta Brna, naskytla se zde monost vyuití tohoto tepla pro zásobování CTZ msta Brna. Dlouhá léta byl tento projekt podrobn een, byly vytváeny návrhy trasy, optimalizovány poteby peerpávacích stanic, dimenze potrubí a napojení na stávající horkovodní sí v Brn. Po roce 1990 byly tyto aktivity perueny a od projektu se ustoupilo. V dnení dob, pi narstajících cenách zemního plynu, kter momentáln slouí jako hlavní zdroj pro vrobu tepla v Brn a závislosti na jeho dodávkách, by tento projekt mohl zaruit dodávky horké vody pro CTZ msta Brna a osamostatnit jej ásten od poteby na dodávkách zemního plynu. Dále by se také zvila úinnost Jaderné elektrárny Dukovany, z které by se stala teplárna.

2. CÍL PRÁCE V této diplomové práci budu eit zhodnocení napojení Jaderné elektrárny Dukovany (JE Dukovany) na horkovodní sí msta Brna. S tím bude spjat návrh vyvedení tepelného vkonu z JE Dukovany vetn bilanních vpot, zpracování zalenní dodávky tepelného vkonu do stávající horkovodní sít a potebnmi projekními úpravami. V závru bude navren systém ízení dodávek tepla z JE Dukovany a mstskch lokálních zdroj. Vyvedení tepla se pedpokládá z 1. a 2. bloku JE Dukovany s erpacími stanicemi po trase napájee do oblasti Bosonoh, kde je navrena smovací a erpací stanice s navazujícími obchvatnmi vtvemi. Ty zajistí dodávky tepla do jednotlivch ástí msta, vetn napojení na stávající systémy CZT msta. Takto vznikne zdroj tepla nezávisl na fosilních palivech a tyto dodávky tepla do msta Brna umoní ástené osamostatnní od zemním plynu. V neposlední ad klesne produkce oxidu uhliitého ve mst, vzniklá spalováním zemního plynu. V rámci uvaované studie nového horkovodního systému bude zapotebí postupn zpracovat kroky, které jsou patrny z následujícího schéma:

-7-

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

3. SOUASN STAV EENÉ PROBLEMATIKY 3.1. Energetická koncepce msta Brna – zdroje tepla Dodávku tepla do soustavy centrálního zásobování teplem v Brn (SCTZ) v souasné dob zajiují Teplárny Brno, a.s., pomocí vlastních zdroj tepla a jednoho spolupracujícího zdroje. SCTZ je souásti soustavy, tvoené na jedné stran zdroji s distribuními systémy a na stran druhé spotebiteli a odbrateli energií. Vlastní zdroje: • Provoz pitálka (P) • Provoz erven Mln (PM) • Provoz Brno – sever (PBS) • Provoz Staré Brno (PSB) Spolupracující zdroj: • Spalovna komunálního odpadu (SaKO) v majetku msta Brna -8-

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

3.1.1 Provoz pitálka Je to nejstarí zdroj tepla situovan ve stedu msta. Slouí pro vrobu jak elektrické energie tak tepla. Do provozu byla teplárna uvedena na pelomu roku 1930. V polovin minulého století byla doplnna o dalí kotle a protitlaková turbosoustrojí. V 70. létech bylo spalování uhlí nahrazeno spalováním zemního plynu. V poslední dob byl zdroj opt modernizován a staré kotle byly nahrazeny novm vkonnjím kotlem a tak dosaeno ekologitjího provozu. Celkov instalovan tepeln vkon P je 411 [MWt] a elektrick vkon 80,6 [MW]. Je azen jako základní zdroj parní ásti SCZT. Tab.1 – Charakteristika teplárny pitálka Charakteristika P Vrobce Uvedení do provozu Teplonosná látka Palivo Jmenovit tlak páry Jmenovitá teplota páry Teplota napájecí vody Jmenovit tepeln vkon Dosaiteln vkon Turbogenerátory Rok vroby Typ turbíny Elektrick vkon

Jedn.

K1

K25 K28 K29 Hradec SES 1. BZKG VKG Králové Tlmae Brno Ostrava koda 1995 1938 1955 1954 pára pára pára pára ZP ZP ZP ZP MPa 1,0/6,4 6,4 9,2 9,2 °C 510 420 510 510 °C 170 170 170 170 MWt 198 55 79 79 MWt 198 55 76 76 TG27 TG28 TG20 TG22 TG26 1984 1985 1955 1964 1967 protitlaká protitlaká odbrová protitlaká protitlaká MW 30 30 5 6,6 9

- Zdroj: [5] 3.1.2 Provoz erven Mln Tato paroplynová teplárna patí k nejmodernjímu a nejnovjímu tepelnému zdroji. Zásobuje lokality abovesky, Lesná a Královo Pole. V prostoru pvodní horkovodní vtopny, byl uveden do provozu v roce 1998 a nahradil pvodní spalování uhlí zemním plynem, popípad mou slouit jako náhradní paliva lehké topné oleje. Zemní plyn je spalován ve spalovací komoe plynové turbíny a vzniklé spaliny pohání plynovou turbínu s generátorem. Tento zdroj je hlavním zdrojem horkovodní soustavy v Brn, kdy v období jara a podzimu slouí pro zásobování teplem i horkovodní soustavy Lie a Vinohrady.

-9-

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Tab.2 – Charakteristika teplárny Provoz erven Mln Charakteristika PM Vrobce Uvedení do provozu Teplonosná látka Palivo Jmenovit tlak páry Teplota vody vstup/vstup Teplota napájecí vody Jmenovit tepeln vkon Dosaiteln vkon Turbogenerátory Rok vroby Typ turbíny Elektrick vkon

Jedn. MPa °C °C MWt MWt MW

K1 SES Tlmae 1996 HV ZP 2,5 130/70 27 27 ST11 1998 spalovací 71

K2 SES Tlmae 1996 HV ZP 2,5 130/70 27 27 TG12 1998 protitlaká 24

SK11 ABB ENS 1998 pára spaliny 6,4 500 105/120 100 100 TG20

- Zdroj: [5] 3.1.3 Provoz Brno – sever Tento zdroj tepla byl vybudován v Obanech a slouí pro dodávky tepla velkm obytnm souborm Líe a Vinohrady. V dnení dob je veden pedevím jako pikov zdroj pro zimní období. Tab.3 – Charakteristika teplárny Provoz Brno-sever Charakteristika PBS Vrobce Uvedení do provozu Teplonosná látka Palivo Jmenovit tlak páry Jmenovitá teplota páry Teplota napájecí vody Jmenovit tepeln vkon Dosaiteln vkon Turbogenerátory Rok vroby Typ turbíny Elektrick vkon

Jedn.

K13

K14

K15

-

1. BZKG Brno

1. BZKG Brno

1. BZKG Brno

MPa °C °C MWt MWt MW

1977 pára ZP/TTO 1,3 240 105 75 75 TG1 1994 protitlaká 4/3,5

1977 pára ZP/TTO 1,3 240 105 75 75

1977 pára ZP/TTO 1,3 240 105 75 75

- Zdroj: [5] Potebn vkon zaruují ti parní kotle s protitlakou turbínou a dále jsou zde osazeny dv vmníkové stanice pára – horká voda o vkonu 2x 80 [MWt]. Touto koncepcí zdroje je moné dodávat teplo jak v horké vod tak i páe. Pro svou dobrou regulovatelnost a monému nízkému minimálnímu vkonu kotl - 10 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

umouje pokrytí vekerch poadavk odbratel tepla v letních msících, pouze za pomoci Spalovny komunálních odpad. 3.1.4 Provoz Staré Brno V roce 1963 to byla uhelná vtopna napojená na parní soustavu. Po celkové modernizaci v roce 1993, kdy uhlí bylo nahrazeno zemním plynem je tento tepeln zdroj provozován jako sezónní, pokrvá piky zatíení peván v zimních období. Me dodávat teplo jak do horkovodní ásti Staré Brno – 30 [MWt], tak teplovodní ásti Rybáská – 12 [MWt] tepelné energie. Tab.4 – Charakteristika teplárny Provoz Staré Brno Charakteristika PSB Vrobce

Jedn. -

K1 Strojírny Kolín

K2 Strojírny Kolín

Uvedení do provozu Teplonosná látka Palivo Jmenovit tlak páry Jmenovitá teplota páry Teplota napájecí vody Jmenovit tepeln vkon Dosaiteln vkon

MPa °C °C MWt MWt

1993 pára ZP 1,3 220 105 17 17

1993 pára ZP 1,3 220 105 17 17

- Zdroj: [5] 3.1.5 Celkov pehled tepelnch zdroj SCZT Tab.5 – Vkony tepelnch a spolupracujících zdroj SCZT Tepeln vkon

V mediu

Max. mon vkon do Zdroj tepla instalovan dosaiteln v páe v horké vod soustavy SCZT [MWt] [MWt] [MWt] [MWt] [MWt] Provoz pitálka 411 405 340 30 340 Provoz Brno-sever 225 225 160 170 216 Provoz ervev Mln 154 140 15 125 140 Provoz Staré Brno 34 34 34 30 34 Celkem 824 804 549 355 730 Spalovna komunálního odpadu 108 84 56 56 SaKO 3.2. Energetická koncepce msta Brna – tepelné sít SCZT Tepelné sít msta Brna, provozované Teplárnami Brno a.s., dle druhu teplonosného média a jeho parametr meme rozdlit na: • horkovodní tlak PN 25 [2,5MPa] teplotní spád 130/70 [°C] - 11 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

• teplovodní tlak PN 6 [0.6MPa] teplotní spád 100/70 [°C] • parní tlak PN 16 [1.6MPa] teplota 250 [°C] S vstavbou tepelnch sítí se zaalo v roce 1930 a stavly se vhradn parní. Tento trend trval a do padesátch let minulého století, kdy pro poteby zásobovat teplem velké sídlitní celky, poala vstavba sítí horkovodních. Tab.6 – lenní tepelnch sítí SCZT s jmenovitmi parametry ve mst Brn Jmenovité parametry Maximální dimenze potrubí ze zdroje tlak teplota [MPa] [°C] DN/DN Msto 0,9 210 500/150 Sever 0,9 210 500/150 Jih a SaKO 1,2 230 500/125 Tábor 0,9 210 500/150 erven Mln 0,9 210 500/150 Malomice 0,9-1,2 230 500/200 a 800/0 Blohorská do 1,6 130/70 300/300 Lesná do 2,5 130/70 500/500 a 600/600 Lie do 2,5 130/70 350/350 a 700/700 Vinohrady do 2,5 130/70 400/400 Staré Brno do 1,6 130/70 300/300 Královo Pole do 2,5 130/70 600/600 Chládkova do 2,5 130/70 450/450 abovesky do 2,5 130/70 450/450 Teplovod ápkova do 0,6 95/65 200/200 Název

Horkovodní

Parní

Soustava

Penosová kapacita [MWt] 81 81 107 81 81 107 30 90 80 a 180 57 30 140 67 67 4

- Zdroj: [5] Poznámka: • Prmr potrubí je uvádn z pravidla na vstupu ze zdroje tepla, pípadn na síti • Kapacita na vstupu je maximální dodávka tepelného vkonu danm potrubí, pi dosaení reálnch hodnot rychlosti toku média • Jmenovit tlak nemaximální tlak na vstupu do dané sít • Jmenovitá teplota je maximální provozní teplota na vstupu do dané sít 3.2.1. Parní soustava Parní soustava je rozvtvena na 6 vtví, které jsou propojeny a v bném provozu se z hydraulického hlediska chovají jako jeden celek. Celá trasa je osazena adou sekních uzávr, které v pípad poteby mohou uzavít jednotlivé úseky i celou trasu. Dále jsou na trase svody kondenzátu, prvky pro dilatace potrubí a potrubí je zaizolováno a oplechováno. 3.2.2. Horkovodní soustava Jak je vidt z tabulky je horkovodní soustava lenna do 8 vtví. • Soustava Blohorská, Staré Brno – zcela autonomní, vlastní zdroje tepla - 12 -

Bc.Kozel • • •

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Soustava Kr. Pole, Chládkova, abovesky – horkovodní vtev vyvedena z PM Soustava Lie, Vinohrady – jediná horkovodní vtev vyvedené z PBS Soustava Lesná – me bt zásobována z obou zdroj Obr.1 – rozvody SCTZ

Uvedené tepelné soustavy mohou bt pro svou vzájemnou propojenost zásobovány z obou zdroj souasn. Horkovody jsou osazeny sekními uzávry na sítí, ím je umonno odstavení jednotlivch úseku. Na vstupu jsou poté hlavní uzávry, které umoují uzavení celch vtví. Dále jsou na trase vypoutcí a odvzduovací armatury, prvky pro dilatace potrubí a potrubí je opateno izolací. Rozvody potrubí po mst jsou vedeny v kanálech, kolektorech nebo bezkanálovm zpsobem voln v zemi. Pi nadzemním vedení jsou pouity ocelové a betonové patky, konstrukce, popípad obvodové stny budov. 3.2.3. Vmníkové stanice dodavatele tepla Primárním teplonosnm médiem do soustavy SCZT ze zdroj je pára, proto musí bt horkovodní a teplovodní soustavy zásobovány pomocí vmníkovch stanic pára/voda. Ty jsou vtinou situovány v areálu píslunch zdroj tepla. Tab.7 – Parametry vmníkovch stanic Umístní stanice Provoz pitálka Provoz erven Mln Provoz Brno Sever Provoz Staré Brno Obilní trh11 - VS

Vkon [MWt] 30 71 2x80 30 3,4

Provozní parametry [°C/°C] [MPa] 130/70 do 0,6 130/70 do 0,6 130/70 do 0,6 130/70 do 0,6 95/65 do 0,6

- Zdroj: [5] 3.2.4. Odbry a prodej tepla Údaje pro odbry a prodej tepla jsou brány pro rok 2005. Vycházejí z Energetické koncepce statutárního msta Brna. - 13 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Tab.8 – Sít SCZT odbry a prodej tepla v roce 2005 Parní soustava Dodavatel tepla Poet odbratel MW-zima GJ/r parovod Msto Provoz pitálka 223 68,379 441818 parovod Sever Provoz pitálka 43 19,297 132266 parovod Jih a SaKO Provoz pitálka 137 108,541 793888 parovod Tábor Provoz pitálka 160 63,728 431173 parovod erven Mln Provoz erven Mln 20 12,126 94574 parovod Malomice Provoz Brno Sever 13 10,383 65175 Celkem 596 282,5 1958894 Tab.9 – Sít SCZT odbry a prodej tepla v roce 2005 Horkovodní soustava horkovod Blohorská horkovod Lesná horkovod Lie horkovod Vinohrady horkovod Staré Brno horkovod Královo Pole horkovod Chládkova horkovod abovesky Celkem

Dodavatel tepla Poet odbratel MW-zima GJ/r Provoz pitálka 29 17,853 122070 Provoz Brno Sever 54 56,075 396466 Provoz Brno Sever 33 52,355 389230 Provoz Brno Sever 18 33,556 280042 Provoz Staré Brno 447 22,508 147525 Provoz erven Mln 69 51,197 343157 Provoz erven Mln 77 39 272902 Provoz erven Mln 22 24,078 192548 749 296,6 2143940

Tab.10 – Celkov odbr a prodej tepla ( souet páry a horké vody ) Celkem Pára + HV

Poet odbratel 945

MW-zima 579,1

GJ/r 4102834

- Zdroj: [5] Z tabulky 6 a 7 (Sít SCZT odbry a prodej tepla v roce 2005) urím potebn vkon, kter by bylo mono vyvést z jaderné elektrárny Dukovany pro zásobování SCZT v Brn. Budu brát v potaz, které ze zdroj je nutno zachovat pln v provozu, a které naopak budou slouit jako záloní zdroje. 3.2.5. Tepelná soustava CZT Díve Tepelné zásobování Brno, a.s. (TEZA) vlastnila a provozovala nkolik energetickch zdroj rozptlench na celém území msta. Tyto zdroje najdeme pedevím v okrajovch ástech msta s charakteristickou sídlitní zástavbou. Mimo tyto zdroje provozovala TEZA ást zdroj pro jiné subjekty (bytová drustva, drustva vlastník bytovch jednotek a správní orgány). Tmito zdroji zásobovalae pedevím bytovou zástavbu, objekty terciární sféry jen v minimálním rozsahu (peván objekty kolskch zaízení). Vtina rozvod a zdroj CZT prochází nyní rekonstrukcí, z dvodu dívjího pedimenzování rozvod (nerealizace nkterch zástaveb, zateplování objekt, modernizace kotelen). Tmito kroky dochází k úpravám zdroj na poadovanou technickou úrove dnení doby. U vtiny zdroj takto dochází k citelnm sníením instalovaného vkonu. Dnes ji TEZA spadá pod Teplárny Brno, a.s. - 14 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Tab.11 – Celkov poet vlastních zdroj Zdroje Kotelny Vmníkové stanice Souet

Celkov poet 119 82 201

% z celku 59 40

Tab.12 – Celkov poet zdroj provozovanch pro jiné uivatele Zdroje Kotelny-plynná paliva Kotelny-tuhá paliva VS -horká voda/teplá topná voda Vs pára/teplá topná voda Souet

Celkov poet 106 2 36 55 199

% z celku 53 1 18 28

Tab.13– Celkové dodávky tepla C ZT

Teza-plyn. kotelna-TV,HV

Bydlení [GJ] 1577310

Ostatní [GJ] 54296

Souet [GJ] 1631606

- Zdroj: [5] Z tabulky 13 (Celkové dodávky tepla CZT) urím potebn vkon, kter by bylo mono vyvést z jaderné elektrárny Dukovany pro zásobování CZT v Brn. Budu brát v potaz, které ze zdroj je nutno zachovat pln v provozu, a které naopak budou slouit jako záloní zdroje. •

Roní spoteba zemního plynu: Teplárny Brno, a.s. 233034609 [m3/rok] 3.2.6. Bilance – rozdlení dodávek v SCZT a místní CZT Rozdlení zásobování teplem v Brn

ada1; 28%

ada1; 34% SCZT-pára ( 1958894 GJ ) SCZT-HV/TV ( 2143940 GJ ) CZT-HV/TV (1631606 GJ )

ada1; 38%

Graf - 1– Rozdlení dodávek tepla v SCZT a místní CZT - 15 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

3.3. Jaderná elektrárna Dukovany Vstavba jaderné elektrárny Dukovany (JE Dukovany) byla zapoata v roce 1974. Poátek stavby se datuje na rok 1978, tato proluka byla zpsobena zmnami v pvodním projektu. O 7 let pozdji byl v kvtnu uveden do provozu první blok JE Dukovany a v ervenci roku 1987 je zprovoznn i poslední, tvrt blok. V tuto dobu také dosáhla maximálního projektového vkonu 1760 [MW]. Elektrárna je umístna piblin 40 km od Brna, mezi obcemi Dukovany, Slavtice a Rouchovany.

Obr.2 – Jaderná elektrárna Dukovany Maximální projektov vkon zajiují 4 reaktory typu VVER 440, které jsou tvoeny tlakovou nádobou, v ní je na kruhovém osazení zavena achta reaktoru. Ta dále nese dno achty, blok ochrannch trubek a ko aktivní zóny. Teplo vznikající pi tpení jaderného paliva je odvádno primární vodou na celkem 6 horizontálních parních generátor . Ty plní jednak funkci vmníku tepla, kdy teplo z ohívané primární vody je pedáno sekundární vod, z ní se generuje sytá pára pro pohon parní turbíny. Druhou funkcí je potom bariéra mezi aktivním primárním okruhem a neaktivním sekundárním. Primární okruh blok tvoí reaktor, cirkulaní erpadla a zmiovaná primární strana parogenerátor. Do sekundárního okruhu zahrnujeme sekundární (parní) stranu parogenerátor, turbosoustrojí s alternátorem, konden z átory, nízkotlakou a vysokotlakou regeneraci, kondenzátní erpadla, napájecí erpadla a dalí písluenství. Parou z neregulovanch odbr turbíny ohíváme kondenzát v regeneraním okruhu turbíny. Ten je sloen z dvou vysokotlakch ohívák a pti nízkotlakch. Na primární a sekundární okruh dále navazují soubory ostatních pomocnch systém, jako jsou kompenzaní a regulaní orgány, systémy rychlého odstavení reaktoru, vmníkové stanice vlastní spoteby tepla, vzduchotechnika, havarijní systémy reaktoru, chemická úprava vody, kompresorová a dieselgenerátorová stanice, potrubní rozvody, olejové hospodáství atd… Vybrané údaje k reaktorm VVER440 : - 16 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

• Elektrick vkon • Tepeln vkon • Objemov prtok chladiva reaktorem • Poet smyek primárního okruhu • Stední obohacení první zaváky • Teplota chladiva na vstupu do reaktoru • Teplota chladiva na vstupu z reaktoru • Prmrná rychlost vody v primárním potrubí - Zdroj: [4]

440 1375 11,83 6 2,5 270 298 9,6

2010

[MW] [MW] [m3/s] [%] [°C] [°C] [m/s]

4. PROJEKNÍ NÁVRH VYVEDENÍ TEPELNÉHO VKONU Z JEDU VETN BILANNÍCH VPOT 4.1. Základní popis V této diplomové práci navrhuji vyvedení tepla z JE Dukovany spojené s vstavbou horkovodního napájee, ovením technickch a hydraulickch stav na trase JE Dukovany – Bosonohy. Oblast Bosonohy je situována na okraji msta Brna a dle varianty technické studie z roku 1987 se zde pedpokládá s vstavbou peerpávací a smovací stanice. Po upesnní spoteb tepla, budu navrhovat dimenzi napájee a posuzovat hydraulické stavy v soustav pro rzné alternativy dopravy tepla do teplárenské soustavy msta Brna. JE Dukovany vtinov nahradí nynjí zdroje dodávající teplo do horkovodní soustavy a stávající zdroje budou slouit jako záloní, popípad se budou rznou mrou podílet na dodávkách tepla do SCZT. Pro návrh vyvedení vkonu z JE Dukovany budu brát v potaz nynjí trend utlumování parních sítí CZT, která je pomalu rekonstruována na horkovodní systém. Pesto centrum msta bude i nadále rozsáhlm spotebitelem parní soustavy. Tuto potebu pokryjíSaKO a TB. Pro zpsob vedení a napojení napájee pouiji návrh trasy ze studie EGP Perov, kterou budu optimalizovat vzhledem k novm situacím vzniklch na pvodní trase napájee. O b Obr.3 – Msto Brno Vchozí podklady: • Studie penosu tepla z Dukovan do Brna horkou vodou, EGP Perov • Energetická koncepce statutárního msta Brna, 2005 - 17 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

4.2. Bilance spoteb tepla – vyvedení tepla z JE Dukovany Rozhodujícím faktorem pro návrh píkonu soustavy jsou tepelné bilance teplárenské soustavy msta Brna. Nábh bilancí odbytu bude probíhat v nkolika letech v závislosti na prbhu vstavby a pipojování jednotlivch vtví SCZT. V díve zpracované dokumentaci bylo uvaováno s napojením odbratel po trase napájee, jmenovit: • Horní a Dolní Dubany, Dukovany, Moravsk Krumlov, Dobísko, Majolice, Hrubice, Nová ves, Ivanice, Oslavany, Padochov, Zviv, Zastávka, Neslovice, Telice, Stelice. Jejich celkov odbr inil po korigování EJM 121[MW]. Vzhledem k trendm zateplování budov a úspor energie, by byl jejich odbr v dnení dob piblin na úrovni 50%, tj. kolem 60,5 [MW]. Dále by pro tyto lokální zdroje a jejich odbratele muselo bt vybudováno lokální CZT, které zde rovn chybí a to by ji nebylo ekonomicky vhodné. Proto variantu odbr po trase napájee nebudu uvaovat. Pro msto Brno bylo díve uvaováno o píkonu 1162 [MW] a pro Kuim 92 [MW]. Z toho celkov vkon dodávan z EDU v roce 2015 ml bt 753,72 [MW] o parametrech 156/65°C, PN 25. Celková dodávka tepla byla plánovaná na 10272 [TJ/rok]. Zbytek pokrvaly stávající zdroje tepla v Brn. Vstavba zapoala v roce 1990, ale v roce 1991 byla také ukonena. Vlivem mnoha faktor tato spoteba tepla ji v dnení dob není aktuální. Souasná bilance a její analza: • Skutená roní dodávka tepla Pro rok 1990 7007 [TJ/rok] Pro rok 2001 4596,1 [TJ/rok] Pokles spoteby tepla mezi tmito roky inil 2410,9 [TJ/rok], co procentuáln iní 34,4%. -Zdroj: [5] Faktory ovlivující pokles spoteby tepla: • zateplování objekt • zaregulování vnitních systém odbratel • zizování vlastních plynovch kotelen odpojování se od SCZT • V neposlední ad ukonení provoz prmyslovch odbratel nerealizování novch projekt

i

Proto jsem z Energetické koncepce msta Brna stanovil nové bilance, pro poteby dodávek tepla do msta Brna z JE Dukovany a lokálních zdroj. Pro zásobování teplem z JE Dukovany budu uvaovat s napojením na horkovodní soustavu SCZT, 60% CZT a 70% parní SCZT ásti msta Brna. Toto procentuální rozdlení uvauji vzhledem k asové a finanní náronosti rekonstrukce parní soustavy na horkovodní a ne ve vech místech i monost pedlání soustavy. U CZT zohleduji nutnost zachovat nkteré stávající plynové kotelny a také odlehlost nkterch ástí od páteních vtví a tudí nesnadné pipojení tchto ásti. - 18 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Stanovené hodnoty pípojnch vkon soustav: • Horkovodní soustava SCZT • 70% Parní soustava SCZT • 60% Horkovodní + teplovodní soustava CZT • Celkov vkon soustavy

297 198 135 630

[MWt], 2144 [MWt],1371 [MWt],978,9 [MWt],4494

2010

[TJ/rok] [TJ/rok] [TJ/rok] [TJ/rok]

Na základ tchto hodnot jsem sestavil diagramy roního trvání poteby tepla v Brn pro stanovení vkonu potebného pro vyvedení tepla z JE. Diagramy budou uvedeny ve tyech variantách: • Diagram .1 ,,Stávající stav horkovodní ásti SCZT,, • Diagram .2 ,,Stávající stav parovodní ásti SCZT,, • Diagram .3 ,,Studie napojení napájee pouze na horkovodní ást SCZT,, • Diagram .4 ,,Studie napojení na nov vytvoenou soustavu 100% HV SCZT, 60% HV CZT a 70% parní SCZT,, Diagramy .1 a .2 mapují stávající spotebu tepla na danch ástech SCZT a zapojení zdroj pi dodávkách tepla. Diagramy .3 a .4 ji znázorují mnou uvaovan nov stav dodávek tepla do soustavy za pomocí nového zdroje a to JE Dukovany. Vyhodnocení jednotlivch variant napojení napajae z JE Dukovany: •

Varianta I - Diagram .3 ,,Studie napojení napájee pouze na horkovodní ást SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 115 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 1165 -1595 [TJ/rok]

TN bude dodávat teplo do SCZT jako základní zdroj po cel rok. V zimních msících budou jako záloní zdroje slouit SaKO a erven mln, pikové zdroje pak bude lokální Provoz Brno Sever. SaKO bude v dob kdy nebude zapotebí jeho vkon na horkovodní soustav dodávat páru do parní ásti spolu s provozem pitálka. V letním provozu je poteba pro pokrytí parní ásti 47,5 [MWt], co je rovno piblin 489723 [GJ/r]. •

Varianta II - Diagram .4 ,,Studie napojení na nov vytvoenou soustavu 100% HV SCZT, 60% HV CZT a 70% parní SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 233 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 3382-4650 [TJ/rok]

TN bude dodávat teplo do SCZT jako základní zdroj po cel rok. V zimních msících budou jako záloní zdroje slouit SaKO a erven mln, pikové zdroje pak budou lokální kotelny CZT a Brno Sever. SaKO bude v dob kdy nebude zapotebí jeho vkon na horkovodní soustav dodávat páru do parní ásti spolu s provozem pitálka. Pi pedlání 70% parní ásti na horkovody bude jet stále zapotebí pokrt piblin vkon 85 [MWt], v letním provozu pak 25 [MWt] na parní ásti, co je rovno cca 244861,5 [GJ/r].

- 19 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

4.3. Zmny ve zdroji tepla JE Dukovany Budu pedpokládat instalaci zaízení u vech 8 turbosoustrojí. Zaízení bude slouit pro ohev obhové vody. Vyuiji tedy vyvedení tepelného vkonu z Blok 1 a 2, u nich budou umístny vmníkové stanice pára/voda na kadém ze ty turbosoustrojí. Vmníkové stanice budou obsahovat po tech vmnících, zapojench na stran páry, pro nízkotlakou regeneraci turbíny. Pomocí této páry se bude ohívat objemová voda na poadované parametry TN. Ty jsou dány potebou teplárenské soustavy, které se mohou mnit dle prbhu topné sezony, pedevím letního a zimního období. Cel systém by ml bt dostaten zálohován, pro pípad vpadku i odstávky jednoho ze dvou blok. V tomto pípad budou muset zajistit pokud mono stoprocentní zálohování vkonu napájee ze zbylch dvou TG neodstaveného bloku, aby nedocházelo k vpadkm zásobování v Brn. Podobn by mel bt zajitn také systém pi porue vmníkovch stanic. Pi vpadku dvou vmníkovch stanic by ml bt vkon zbylch dvou alespo 60-70% potebného maximálního vkonu soustavy. Obhová voda z jednotlivch vmníkovch stanic bude pomocí sbrného/rozvodného potrubí postupn pivedena/odvedena pívodní a vratnou vtví. Jednotlivé vmníkové stanice budou na toto potrubí pipojeny paralelní odbokou. Pro provoz TN musí bt zajitna istota napájecí vody z hlediska radioaktivity. To bude realizováno stálm petlakem mezi obhovou vodou a párou na vstupu VS. istota musí bt pravideln kontrolována. Dopravu obhové vody budou zajiovat obhové erpadla s frekvenními mnii. Technologické schéma vyvedení tepla z JE Dukovany:

Obr.4 –Vyvedení tepla z JE Dukovany

- 24 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

4.4. Optimalizace dimenze potrubí Oproti studii z pedchozích let, budu pi navrhováni optimální dimenze, volby uloení potrubí a typu pouitého potrubí, volit nkolik zmn. Trasa napájee je liniová stavba, která byla konstrukn projektována nadzemním vedením. Vzhledem k zásahu do krajiny, ke kterému na trase docházelo, jsem vyhodnotil jako optimálnjí eení vyuití technologie bezkanálového uloení do zem. Takto minimalizuji optick zásah do reliéf O Obr.5 – PI potrubí krajiny a zamezím tak sporm, které by mohly vzniknout pi vedení v blízkosti zástaveb. Toto uloení umouje napíklad firma Logstor, dodávající pedizolované potrubí, které se ukládá bezkanálov pímo do zem a zárove po celé trase s potrubím vede i datov kabel, díky kterému je neustále monitorována celá trasa a je mono okamit lokalizovat úniky média na trase. PI potrubí se skládá z teplonosné trubky pokryté izolací z tvrdého, pnového polyuretanu, která je na povrchu chránná plátm z polyetylénu. 4.4.1. Hydraulick vpoet TN Zpsoby urení hydraulického vpotu TN: • Urení prmru z rovnice kontinuity • Dimenzování prmru ze zvolené nebo pípustné tlakové ztráty • Optimální prmr z hlediska náklad Urení prezu z rovnice kontinuity: Tento zpsob je bn a nejjednoduí, neíká vak nic o tlakovch pomrech v síti. Prtok potrubím M = S  w   m3 / s

d 2

[ [m ]

]

Prez potrubí

S=

Tepeln vkon

Q = c p  M  T [W ]

Prmr potrubí Kde:

M w d cp T

4

2

4M w hmotnostní prtok rychlost vody hustota kapaliny prmr potrubí mrné teplo rozdíl teplot d=

[m3/s] [m/s] [kg/m3] [m] [J/kgK] [°C]

- Zdroj: [3] - 25 -

Bc.Kozel •

2010

Varianta I - Diagram .3 ,,Studie napojení napájee pouze na horkovodní ást SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 115 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 1165 -1595 [TJ/rok] - Teplotní spád 35/65 [°C] - cp 4,28 [kJ/kgK] 926,1 [kg/m3] - w 2 [m/s] Q 115000 M = = = 383,8[m / s ] = 1381,8[kg / hod ] c p  T 4,28  70 d=

•

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

4M 4  383,8 = = 0,51[m] w   2  926,1

Varianta II - Diagram .4 ,,Studie napojení na nov vytvoenou soustavu 100% HV SCZT, 60% HV CZT a 70% parní SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 233 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 3382-4650 [TJ/rok] - Teplotní spád 135/65 [°C] - cp 4,28 [kJ/kgK] 926,1 [kg/m3] - w 2 [m/s] Q 233000 M = = = 777,7[m / s ] = 2799,7[kg / hod ] c p  T 4,28  70 d=

4M 4  777,7 = = 0,73[m] w   2  926,1

Dimenzování prmru ze zvolené nebo pípustné tlakové ztráty: Je vlastn opanm postupem k pedchozímu vpotu. O prmru potrubí zde rozhoduje velikost písluné tlakové ztráty p, prtoné mnoství M danm úsekem, délka potrubí l a geometrick tvar potrubí, mnoství a druh vazench odpor jako jsou ohyby, kompenzátory, armatury, mrná hustota  proudící látky a velikost souinitele tení . w rychlost vody [m/s] Re Reynoldsovo íslo [-] Kinematická viskozita [m2/s] d prmr potrubí [m] souinitel tení [-] k drsnost stny potrubí [m] p tlaková ztráta tením v potrubí [Pa] p tlaková ztráta vazench odpor [Pa] p celková ztráta úseku [Pa] p0 statick tlak na zaátku soustavy [Pa] pn statick tlak na konci soustavy [Pa] l délka potrubí [m]

- 26 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Reynoldsovo íslo

Re =

Souinitel tení pro turbulentní proudní

=

wd

 1

d  1,14 + 2  log  k  p = p 0  p n

Celková tlaková ztráta

2010

2

l w2 Tlaková ztráta tením v potrubí p =   d 2 w2 Tlaková ztráta vazench odpor p =    2 2 w2  l  l w2  w   +   =  (l + l ) =   p = p + p = 2  d d 2  2 d M2 Dosadíme za w a po úprav w2 = d 4 2 16 0,811LM 2 Odtud poté p = d 5

0,811LM 2 Hledan prmr d= p Vpoet prmru potrubí z tchto vztah není vak snadn tak, jak by se na první pohled zdálo. K urení hodnot  a L toti potebujeme znát prmr d. Ostatní hodnoty jsou známé. Souinitel tení  se tedy volí odhadem a jeho stední universální hodnota bvá kolem 0,02 a lze ji pro návrh pouít, protoe chyba odhadu je tlumena pátou odmocninou. Podobn je poteba odhadnout také podíl vazench odpor na celkové délce L. Vtinou bvá L: L=(1,1 – 1,15)*l pro dálkové potrubí a napájee s osovmi kompenzátory L=(1,2-2,0)l u lenitjích rozvod nebo u napáje s kompenzátory tvaru U Pro vpoet tedy : Volím souinitel tení  = 0,02 Volím podíl vazench odpor L= 1,6*l Zdroj: [3] 5

•

Varianta I - Diagram .3 ,,Studie napojení napájee pouze na horkovodní ást SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 115 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 1165 -1595 [TJ/rok] - Teplotní spád 135/65 [°C] - cp 4,28 [kJ/kgK] 926,1 [kg/m3] - w 2,5 [m/s] - l (délka trasy ) 39.65 [km]

Vpoet podílu vazench odpor:

L = 1,6  l = 1,6  39650 = 63440[m] - 27 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Celková tlaková ztráta:

2010

l w2 39650 2,52  = 0,02 926,1 = 3,3[MPa ] d 2 0,695 2 M = Q / (Cp  T ) = 115000 / (4,28  70) = 383,845 m3 / s

p = 

[

Prtok v potrubí:

]

0,811LM 2 0,811  0,02  63440  383,8452 = = 0,51[m] p 926,1  4635845,9 Nejblií vhodn prmr dle vpotu potrubí je DN500. d =5

Hledan prmr

•

Varianta II - Diagram .4 ,,Studie napojení na nov vytvoenou soustavu 100% HV SCZT, 60% HV CZT a 70% parní SCZT,, - Uvaovan vkon napájee: 233 [MWt] - Uvaována dodávka tepla do SCZT: 3382-4650 [TJ/rok] l w2 39650 2,52 Celková tlaková ztráta: p =   = 0,02 926,1 = 4,636[MPa] d 2 0,695 2 Prtok v potrubí: M = Q / (Cp  T ) = 233000 / (4,28  70) = 777,7 m3 / s

[

]

0,811LM 2 0,811 * 0,02 * 63440 * 777,7 2 = = 0,73[m] p 926,1 * 3302146 Nejblií vhodn prmr dle vpotu potrubí je DN700. Volím prmr potrubí DN700 a uvaovan vkon TN 233 [MWt]. d =5

Hledan prmr

Bilance spoteby zemního plynu: Dáno: • • • •

Vkon TN Spoteba tepla Vhevnost ZP MCO2 M Zemníplyn =

233 4016 44 1,9815

[MWt] [TJ/rok] [MJ/kg] [kgCO2/kg]

EBP 4016000000 = = 96076555,0 kg  rok 1 r Qi 44  0,95

M CO 2 = M Zemníplyn  mCO 2 = 1,9815  96076555 = 190375694 kg  rok 1 = 190375,7t / rok Pivedením TN do msta Brna uetím ron piblin 96076,6 [t] zemního plynu a 190375 [t] emisí CO2. Optimální prmr potrubí z hlediska náklad: Celkové náklady na potrubní sí sestávají z investiních a provozních náklad. Pi stejné pdorysné konfiguraci dvou srovnávanch sítí je optimální ta, která má souet investiních a provozních náklad mení. Prmr potrubí, kter má pro dané poadavky nejmení celkové náklady, se povauje za hospodásky optimální a odpovídající rychlost proudní se nazvá hospodárnou rychlostí. Celkové roní náklady na potrubí mají sloky: a) roní podíl poizovacích náklad (v % ceny potrubí se vím písluenstvím, stavebními úpravami a tepelnou izolací) b) roní podíl vdaj za generální úpravy (obvykle v procentech ceny potrubí)

- 28 -

Bc.Kozel c)

d) e)

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

roní vdaje za obsluhu a drobné udrovací práce (urené podle ve mezd zamstnanc, ceny spotebovanch hmot a energií, náklad na údrbáskou dílnu atd.. Mono také stanovit odhadem v procentech ceny potrubí) roní vdaje za energii potebnou k doprav potrubím roní vdaje za tepelné ztráty potrubí do okolí

Stanovení optimálního prmru z hlediska náklad nebylo cílem této diplomové práce.

Obr.6 Grafické urení optimálního prmru potrubí 4.4.2. Technické eení tepelného napájee Dimenze potrubí: • Pívodní vtev • Vratná vtev

DN700 DN700

[mm] [mm]

Izolace potrubí: Pro volbu série izolace na potrubí mám na vbr 3 druhy (série I, série II, série III). Rozdíl jednotlivch sérii je v tlouce izolace a tepelnch vlastnostech. Pro urení tepelnch ztrát na trase jsem pouil vpotov program LogStor StaTech. Zadané hodnoty: • Délka trasy • Teplotní spád • Krytí zeminou • Teplota zeminy • Médium voda

39650 135/65 1,500 10

- 29 -

[m] [°C] [m] [°C]

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

• Systém podzemní • Poet dn v roce 365,15 • Ceny tepla na primární síti 605,55 Zdroj [7], Produkty a sluby, ceník tepla

[dn] [K/GJ]

31536000

2010

[s]

Série I: Vsledná tepelná ztráta

4178893

[W]

Roní spoteba energie Vsledná cena

E= 4178893 * 31536000 = 131785,6 S= 131786 * 605,55= 79802771

[GJ] [K]

Série II: Vsledná tepelná ztráta

3042010

[W]

Roní spoteba energie Vsledná cena

E= 3042010* 31536000 = 95932,8 S= 95932,8 * 605,55= 58092124

[GJ] [K]

Série III: Vsledná tepelná ztráta

2509568

[W]

Roní spoteba energie Vsledná cena

E= 2509568* 31536000 = 79141,7 S= 79141,7 * 605,55= 47924278

[GJ] [K]

Úspora série III oproti sérii I: Úspora série III oproti sérii II:

Úspora=79802771-47924278= 31878493 Úspora=58092124-47924278=10167846

[K] [K]

Volím sérii izolace III pro znané tepelné a finanní úspory oproti zbylm variantám. Na základ optimalizaního vpotu byla zvolena izolace SERIE 3 • Pívodní vtev série izolace S3 Ø711/1100 [mm] • Vratná vtev série izolace S3 Ø711/1100 [mm] Charakteristiky PI potrubí: • vypotená trvalá provozní teplota bude 135°C pro ivotnost 30 let • maximální krátkodobá provozní teplota 150°C • vypotená trvalá povrchová teplota pláové trubky 50°C pro ivotnost 30 let • ocelová teplonosná trubka je vyrobena s podélnm nebo spirálovm svarem z materiálu P235TR1, P235TR2 v souladu s EN 10217-1 • izolace vyrobena z polyuretanové pny o tepelné vodivosti 0,024 W/m/K • v izolaní pn jsou tyi mdné vodie pro indikaci prniku vlhkosti do izolace • vnjí plá vyroben z vysoko hustotního kiovaného polyethylenu (HDPE) • Potrubní systém je vodotsn, vhodn pro uloení i pod hladinou spodní vody. 4.4.3. Popis zpsob uloení vyskytujících se na trase TN Varianta I – vedeni potrubí v zemi: - 30 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Uloení bude realizováno bezkanálovou technologií s pouitím pedizolovaného PI potrubí s sérií izolace 3. Potrubní systém je vodotsn, proto není problém pi jeho vedení i v podmáeném území i území s vyí hladinou spodní vody. Pi montái je poteba dodret návod uvádny vrobcem potrubí. Varianta II – nadzemní vedení potrubí: Pro nadzemní vedení potrubí (pechody pes eky, stre, tunely atd.) bude pouito rovn pedizolované PI potrubí. Zstane tak zachována kompaktnost systému, pouitch komponent, montáních postup a stejná velikost tepelnch ztrát, která je nií oproti klasickému eení. ivotnost izolace je shodná s ivotností potrubí, je vodotsná tudí nedegradují její vlastnosti psobením vlhkosti. Také se nebude muset peruovat alarmní systém pro kontrolu potrubí. Potrubí je mono v nadzemní ásti opatit plechovm krytím, pro zabránní poruení plát izolace.

Obr. 7 Potrubní most

4.5. Trasa tepelného napájee Pro zpracování trasy napájee jsem vyuil následující podklady: • • •

pehledná situace 2x DN 1200 (Energoprojekt Praha – 10/1988) Studie penosu tepla z Dukovan do Brna horkou vodou, EGP Perov mapové podklady – vkopis a katastrální mapa

•

fyzická prohlídka terénu po uvaované trase

- 31 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

4.5.1. Popis trasy tepelného napájee Návrh trasy jsem pevzal z projektové dokumentace Energoprojektu Praha, zpracované v roce 1988. Vycházel jsem z vkresu ,,Pehledová situace 2xDN 1200“. Vkres je uveden v píloze I. Tuto trasu jsem pln respektoval a zachoval v maximální moné míe, ovem s ohledem na územní zmny v trase napájee. I pes platné uzemní plány pro trasu napájee se vyskytly místa, které po zásahu pedevím lidské innosti pozmují pvodní trasu napájee (nová zástavba, inenrské sít atd..). Délka napájee ve svém rozsahu zasáhne ve své trase do nkolika okres. Konkrétn se jedna o okresy Tebí, Znojmo, Brno venkov a Brno msto. Prochází znan lenitou krajinou a po cest se na trase vyskytují rzné pírodní a umlé pekáky, napíklad silnice, eleznice, rzné inenrské sít, lesy, eky, chránné krajinné oblasti. Uloením potrubí v zemi, na rozdíl od pvodního projektu, psobí mení zásahy v reliéfu krajiny. Po vyvedení tepelného napájee (TN) z JE Dukovany, míjí TN obec Dukovany a kopíruje vleku D a k obci Dobínsko. Zde se lomí severovchodním smrem, pechází Dobínsk potok a za cestou se opt lomí smrem na obec Polánka. U silnice spojující obce Dobínsko a Majolice je uvaována první peerpávací stanice na trase (PS Dobínsko), s osazením erpadly pouze vratné vtvi. TN dále pokrauje smrem k vesnici Hrubice, kde peklene pomocí trubního mostu eku Jihlavu a opoutí okres Znojmo a vstupuje na území Brno venkov. Opt smuje severním smrem a pes pedevím zemdlskou pdou a polními pozemky dojde v vesnici Nová ves, kde kopírujíc polní silnici smující v Letkovicím, zane v pli cesty se stáet k Oslavanm. Zde opt pomocí potrubního mostu peklene eku Oslavu a podél cesty smujícím k Padochovu opoutí Oslavany. V Oslavanech v bvalém prostoru dolu mla bt vybudována dalí peerpávací stanice (PS Oslavany) s erpadly osazenmi na obou vtvích. TN mine obec Padochov, podejde cesty na Ivanice a Neslovice, kolem zemdlského statku se dostane a k sítim vysokého naptí a kopírujíc tuto sí prsekem Vrchnostenského lesa klesne prudkm svahem k Neslovickému potoku. Ten pomocí potrubního mostu peklene, skrze zemdlskou pdu mine objekt vodárny a pomocí dalího mostu peklene roklinku s potokem. Dále vede skrz pole a na zaátek obce Neslovice. Obec mine a podél cesty se ubírá severním smrem k obci Tetice. To u vede trasa TN Chránnm pírodním útvarem Bobrava. U obce Tetice vede TN tunelem skrz kopec Buín v délce piblin 300 [ m ]. Po oputní tunelu kopíruje TN vleku D, protlaky a pekopem ji nkolikrát pekíí, stejn jako koryto íky Bobrava. Po té pekíí cestu do Omic a stále podél vleky D smuje ped silniní odbokou do Radotic k obci Stelice. Zde kíí protlakem silniní komunikaci a stoupá achtou svahem k vlece D. Pomocí potrubního mostu peklene terénní nerovnosti, protlakem podchází vleku, kde je dále veden ji nenáronm terénem pedevím zemdlskou pdou. Obec Stelice obchází severním smrem podél komunikace a bytové zástavby jde protlakem pod vlekou D do prostoru mezi areál epro a vleku D. Tu nadále kopíruje a protlaky pod cestami na Ostopovice a Troubsko vede dále k dálnici. Zde bude vybudována tetí peerpávací stanice (PS Bosonohy). Odtud bude eeno napojení msta Brna.

- 32 -

Obr.8 – Trasa tepelného napájee

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Tlakov diagram TN: Tlaková úrove PN25 v celé délce trasy. To bylo docíleno pemístním PS Oslavany do vyí nadmoské vky. Hladina konstantního tlaku 435 m.n.m. Hladina, která musí bt udrována v systému v pípad vpadku erpadel, aby nedolo k odpaení horké vody. V opaném pípad tvoí tlak v systému obhové erpadla. Jaderná bezpenost udrována stálm petlakem v soustav na stran vody. Takto bude zajitn dostaten petlak na stran TN, aby v pípad havárie neunikla radioaktivita do TN. 4.5.2. Uvaované zmny na trase TN Zcela zásadní zmny ve vedení trasy TN nejsou poteba. Celá trasa byla dostaten optimalizována ji ve studii Energoprojekty Praha. Pesto na trase vznikly místa, u kterch nynjí situace vyaduje eení jejich vskytu. Uvaované zmny bych rozdlil do dvou kategorií. • finann technologické zmny • zmny vyádané zmnou stavu pozemk Finann technologické zmny ást Dukovany – Bosonohy Zde jde o snahu narovnání trasy a vyvarování se nadbytench ohyb na trase. Jakékoliv ohyby na trase finann (nenormalizované tvary ohyb, ale i normalizované ohyby jsou draí ne rovná trubka) i technologicky (vtí poet délky svar, komplikace pi vkopech) zvtují náronost uloení potrubí. V pedchozím studii napáje kopíroval trasu D z dvodu nadzemního vedení a co nejmením zásahem do zemdlské pdy. Pi uvaování uloení v zemi, je monost trasu narovnat a místy odklonit od vleky D. Napáje svm podzemním vedením nebude klást pekáku pro voln prjezd zemdlské techniky ani zasahovat do reliéfu krajiny. Zmny vyádané zmnou stavu pozemk ást Dukovany – Dobínsko -Hrubice – Oslavany První zmny nastávají v prostoru nad Dolnodubanskou nádrí. Trasa TN protlakem kíila elezniní násep a po druhé stran trati pokraovala smrem k Dobínsku, prola pod hrází stávajícího rybníka a následn kíila Dobínsk potok, komunikaci Jamolice – Dobínsko a terénní zlomy – skalní útvary nad Dobínskem. Momentáln se vak v tomto prostoru nachází nov zbudovan rybník a celé údolí Dobínského potoka je svm profilem nevhodné pro vedení potrubního napájee v bezkanálovém provedení. Respektování této trasy by znamenalo kíení údolí Dobínského potoka nadzemním vedením po vysokch sloupech, a to v délce piblin 110-120 [m].

- 35 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

ást Hrubice – Nová Ves -Oslavany Zde se jedná pouze o monost narovnání trasy. Potrubí opt kopírovalo trasu komunikace pro své nadzemní vedení, ale za úvahu by stálo pro zjednoduení tuto ást v jisté míe narovnat a vyvarovat se takto nadbytenm lomm na trase. ást Oslavany Zde napáje procházel okrajem zastavné ásti Oslavan, pomocí potrubního mostu peklenul eku Oslavu a protlakem pod cestou vstupoval do areálu bvalé elektrárny, kde mla bt i PS Oslavany. Zde ovem nelze dodret plánovanou trasu. V míst bvalé elektrárny byl vystavn v trase napájee nov podnik a napáje by musel bt veden jeho areálem. Nasktá se monost vést TN mezi plotem areálu a komunikací, ale je pravdpodobné, e pi vstavb bude nutno zasáhnout i do vozovky, pemístit sloupy NN a vyhnout se kanalizaci. Dále bude muset bt pozmnno místo pro PS. Pokud by toto vyhnutí bylo uskutenitelné není vem pekákám vzniklch v Oslavanech konce. Vzáptí opt v trase napájee byl vybudován rodinn dm a TN by musel jít jeho zahradou. Dalí pokraovaní trasy TN je a do prseku za Padochovem bezproblémové. ást Vrchnostenského lesa Po prchodu lesem, byla na trase TN uvaováno vytvoení achty skrz pilehl kopec, toto eení by bylo momentáln zbyten nákladné a lze vyuít obchvatu trasy pes pilehlou zemdlskou pdu. ást Tetice Zde se vyskytla dalí pekáka v podob rozíené zástavby rodinnch dom. I kdybyTN úpln kopíroval úboí kopce Buín, bude zasahovat na pozemky majitel a i pímo do objekt. V územním plánu dokonce uvaují pro prchod skrz obec, pes areály místní firmy a nkolik soukromch dom, co je nerealizovatelné. Proto bude poteba se piklonit k nkteré z variant mylench tunel pod kopcem Buín. Pvodní v délce cca 300 [m] není eení vzhledem k husté zástavb místa jeho kopání. Proto by se muselo piklonit k druhé variant ve studii a to tunelu Bobrava v délce 4600 [m]. Tím bychom i minuli celé údolí chránného pírodního útvaru Bobrava. Tunel je uvaován s poátkem za obcí Neslovice a vyústním ped odbokou na obec Stelice. Pravdpodobn by ly vyhotovit i varianty kratích tunel s poátkem a vyústní poblí obce Tetice. Tím by se trasa napájee zkrátila o 3,751 [km]. Délka trasy by poté byla 39,65 [km]. Dalích vraznch zmn, vyjma monosti narovnání nkterch úsek nebude a k PS Bosonohy zapotebí.

- 36 -

Bc.Kozel •

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Obr.10 - Pín ez obetonované ocelové chrániky pro potrubí DN700/1100:

Tab.14– Hodnoty protlaku potrubí

Prmr potrubí

Poet RACI objímek chrániky

Pívod DN700/1100 Vrat DN700/1100

[mm] 11/Ø1442(DN7 00) 11/Ø1442(DN7 00)

Poet pouitch segment Rozmr vytyovacího trnu [mm] E/TR E/TRN N 11/41

88/41

11/41

88/41

Poet pouitch manet [mm] 2xmaneta (1930/1100) 2xmaneta (1930/1100)

Pi prchodu pod cestou, vlekou D lze poít ocelovou chrániku, která umouje protáhnutí potrubí pod pekákou bez nutnosti pekopu dané infrastruktury i budování prchozího kanálu. Tím je zachována plynulost dopravy na komunikaci. U vtích dimenzí se z pevnostních dvod vyuívají dvoje ocelové chrániky o rozdílnch prmrech a meziprostor je vyplován betonem. Chránika pro sdlovací kabel je vedena nad potrubím ve vlastní chránice. - 37 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

•

Obr.11 - Vzorov pín ez pro potrubí DN700/1100:

•

Obr.12 - Vzorov pín ez pro potrubí DN700/1100 – vedení s drenáí:

Tab.15– Rozmry kótovanch úsek Dimenze 2xDN700

T. Iz.3, ØD1 A A/2 B C [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] 1100 1300 650 300 600 Údaje ,,S,, platí pro zemdlsky obdlávanou pdu

- 38 -

Hmin [mm] 2700

Bc.Kozel •

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Obr. 13 - Pín ez tunelu pro potrubí DN700/1100:

4.6. PS na trase TN Peerpávací stanice slouí ke krytí tlakovch úbytk obhové vody v SCZT a vyrovnání tlakovch spádu na trase. Dimenzováni erpadel v peerpávacích stanicích je dáno poadovanou penosovou kapacitou TN. Ta je stanovena na parametry: • Tepeln vkon 233 [MWt] • Teplotní spád 135/65 [°C] • Obhové mnoství 777,7 [kg/s] Pro PS na trase je zapotebí vybavit stanice zaízením dimenzovanm pro erpání vody o tchto parametrech. Je vhodné osadit vechny stanice stejnm typem erpadel a vechna erpadla by mla bt vybavena regulací vkonu. Ta je eena zmnou otáek. PS Dobínsko - 39 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Tato peerpávací stanice se nachází ve vzdálenosti 10,8 km je uvaována s erpadly osazenmi pouze na vratné vtvi. Osazena zde budou ti erpadla, z toho jedno bude pokrvat 60% vkonu napájee. V provozu budou dv erpadla, tetí bude slouit jako záloha. PS Oslavany Situování stanice bylo uvaováno vedle areálu tepláren Brno v Oslavanech. erpadla jsou osazena jak na pívodní, tak na vratné vtvi. Jejich regulace je opt provedena zmnou otáek pomocí frekvenních mni. Podobn jako erpadla V PS Dobínsko budou na kadé vtvi umístny ti. Pro kadou vtev TN budou v provozu dv erpadla a tetí bude slouit jako záloní. PS se nachází piblin ve vzdálenosti 22 km od JE Dukovany PS Bosonohy Poslední stanicí na trase TN bude PS Bosonohy. Ta bude také poátením bodem pro napojení TN na SCZT. Bude dále slouit jako smovací uzel na trase. To umoní upravování vody v systému na potebné parametry poadované v soustav SCZT. Teplota pivádné vody je vyí ne potebuje soustava a smováním z vratné vtve se bude tato teplota korigovat. Stanice poté bude dodávat teplo do jednotlivch odbrnch míst v Brn. Vtev Sever Pívodní vtev TN, DN 700 Hlavní erpadla pívodu

Smovací erpadlo Pepoutcí ventil 2x Vtev Vchod Posilovací erpadlo vrat

Vtev Sever

Vratná vtev TN, DN 700

Obr. 14- Schéma PS Bosonohy V PS Bosonohy bude instalováno jedno posilovací erpadlo na vratné vtvi, smovací erpadlo pro smování teploty na pívodní vtvi a pepoutcí armatura. Dále poté dv hlavní erpadla na pívodních vtví obchvatu msta Brna, která zajistí - 40 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

zvení tlaku v pívodních vtvích TN Sever a Vchod. Prtok bude regulován zmnou otáek erpadel. Pepoutcí armatura pak bude slouit pro monost pepoutní cirkulující vody do vratné vtve. Jednotlivé peerpávací stanice mezi sebou musí spolupracovat a erpadla o sob vdt. erpadla zdroje a PS Oslavany pívod budou nastavována podle parametr erpadel PS Bosonohy (pívod) v optimalizovaném provozu. Rovn erpadla PS Dobínsko vrat a Oslavany vrat budou nastavována podle parametr PS Bosonohy vrat. Proto je dleitá spolupráce jednotlivch erpadel. Jednotlivé potebné hodnoty pro signalizaci stavu v TN (teplota, prtok, tlak) budou snímány vhodnmi mícími prvky. Tlakové pomry na trase TN jsou ovlivnny adou faktor: • Terénní profil vedení trasy TN • Hydraulické ztráty urené dimenzí potrubí • Hydraulické ztráty vazenmi odpory a délkou vedení trasy • Rozmístní peerpávacích stanic na trase TN Na trase jsou celkem ti peerpávací stanice. • PS Dobínsko 350 [m.n.m.] (posiluje vrat) • PS Oslavany 215 [m.n.m.] (posiluje pívod, vrat) • PS Bosonohy 255 [m.n.m.] (posiluje pívod, vrat) Oproti stávající studii energoprojekty, jsem uvaoval posunutí polohy PS Oslavany do vyí nadmoské vky – 300 m.n.m., aby potrubí v celé trase mohlo bt v tlakové diferenci PN25. Ve studii uvaovali, e ást potrubí bude konstruována na tlak 30 [bar]. Vpoet hodnot pro stanovení tlakového diagramu na trase Dukovany – Oslavany – Bosonohy – pívodní a vratná vtev: Pro vpoet budu potebovat urit tlakové ztráty na jednotlivch úsecích. Ty jsou dány soutem ztrátou vazenmi odpory a ztrátami tením média v potrubí. Pro dálkové potrubí lze pouít zjednodueného vztahu vpotu celkovch ztrát. l w2 • Celková tlaková ztráta: p =   [Pa ] d 2 • Pro l=1,6*L w¨D • Reynoldsovo íslo: Re = []



•

Souinitel tení:

•

Stední teplota:

0,316 4 Re T +T TB = 1 2 [°C ] 2

=

Úsek Dukovany-Oslavany (pívod): TB =

•

T1 + T2 135 + 125 = = 130[°C ] 2 2

Pro teplotu 130[°C], viz. seznam pouité literatury [2], str. 154, tab.2 - 41 -

Bc.Kozel • • • •

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Volím =0,247*10-6 Volím =926,1[kg/m3] Délka úseku: L= 22000 [m] Délka s vazenmi odpory: l=1,6L=1,6*22000=35200 [m] Re =

•

w¨D



=

2,5 * 0,695 = 7034412,9[] 0,247 * 10  6

7034412,9>5*105 - jedná se o turbulentní proudní

=

0,316 = 4 Re

4

0,316 = 0,00613 7034412,9

l w2 35200 2,52 p =   = 0,00613 926,1 = 898,5[kPa] d 2 0,695 2 Úsek Oslavany-Bosonohy (pívod):

• •

Délka úseku: L= 17960 [m] Délka s vazenmi odpory: l=1,6L=1,6*17960=28736 [m]

p = 

l w2 28736 2,52  = 0,00641 926,1 = 733,5[kPa ] d 2 0,695 2

Úsek Bosonohy-Oslavany (vrat): T1 + T2 65 + 55 = = 60[°C ] 2 2

TB =

• • •

Pro teplotu 60[°C], viz. seznam pouité literatury [2], str. 154, tab.2 Volím =0,478*10-6. Volím =983,2[kg/m3]

Re =

w¨D



=

2,5 * 0,695 = 3634937,2[] 0,478 *10 6

•

3634937,2>5*105 - jedná se o turbulentní proudní

• •

Délka úseku: L= 17960 [m] Délka s vazenmi odpory: l=1,6L=1,6*17960=28736 [m]

=

0,316 = 4 Re

4

0,316 = 0,00724 3634937,2

- 42 -

2010

Bc.Kozel

p = 

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

l w2 28736 2,52  = 0,00724 983,2 = 919,75[kPa] d 2 0,695 2

Úsek Oslavany-Dobínsko (vrat): • •

Délka úseku: L= 11500 [m] Délka s vazenmi odpory: l=1,6L=1,6*11500=18400 [m] p = 

l w2 18400 2,52  = 0,00724 983,2 = 588,93[kPa] d 2 0,695 2

Úsek Oslavany-Dobínsko (vrat): • •

Délka úseku: L= 10500 [m] Délka s vazenmi odpory: l=1,6L=1,6*10500=16800 [m] p = 

l w2 16800 2,52  = 0,00724 983,2 = 537,72[kPa ] d 2 0,695 2

5. MONOSTI ZA  LENNÍ DODÁVKY TEPELNÉHO VKONU DO STÁVAJÍCÍ HORKOVODNÍ SÍT 5.1. Napojení na stávající rozvody SCZT Pi návrhu napojení na stávající rozvody soustavy SCZT a CZT jsem vycházel ze studie Energoprojekty. V PS Bosonohy se TN rozdluje na vtve Brno Sever a Brno Vchod, které budou zásobovat teplem jednotlivé lokality. Vtev Brno Sever je vedeno smrem na Bystrc, Královo pole a zaústí do stávajícího horkovodního systému Tepláren Brno ,,Sever,,. Ji po trase obchvatu lze uvaovat napojení sídli v Bystrci (Bystrc+Kamechy) a pi pokraování do Králova pole také sídlit Komín a Jundrov. Oblast ,,Sever,, umouje zásobování abovesek, Lesné, Chládkova, Vinohrad, Lin a v neposlední ad samotného Králova pole. Odsud lze také stávající horkovodní systém rozíit do oblastí sídli Mediánek v Sekovicích a po pestavb stávajících parních rozvodu na horkovodní, také z oblastí Chládkova a erven Mln do oblasti Tábor. Vtev Brno Vchod povede jin od Brna a první lokality na trase, které budou napojeny budou Star a Nov Lískovec, sídlit Bohunice, Staré Brno a Brno Jih. Systém se poté z okruhuje propojenímvtví z Lin kolem SaKO do soustavy v Juliánov. Tímto propojem bude vytvoena konená soustava, do které bude dodáváno teplo TN z EDU, jednoho cizího zdroje a místních tepláren Teplárny Brno, a.s., jmenovit zdroje PM, PBS, SaKO a lokálních kotelen CZT. Vytvoená soustava bude mít kapacitu piblin 630 [MWt] a bude spotebovávat piblin 4494 [TJ/r] tepla ron.

- 43 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Mapa tepelnch sítí SCZT - Teplárny Brno, a.s.

Obr. 15- Tepelné sít SCZT – Teplárny Brno, a.s. LEGENDA: hranice mstskch ástí horkovodní sít parovodní sít P

oznaení zdroje Provoz pitálka

JULIÁNOV oznaení a název vtve horkovodu SEVER

oznaení a název vtve parovodu

Zdroj: [5]

- 44 -

Obrázek .16 Lokalizace odbratelskch center v nov vytvoené HV SCZT s dodávkami tepla z JE Dukovany

PS Bosonohy

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

5.1.1. Délka a dimenze novch úsek rozvod TN Délky jednotlivch úsek byly pevzaty ze studie Energoprojekty. Dimenze jednotlivch vtví jsem uroval na základ vkonu, kter budou penáet. Tento vkon byl rozdlen dle spoteby tepla jednotlivch odbrovch míst na vtev Brno Sever 60%, Brno Vchod 40%. Dimenze potrubí jsem uroval pomocí vpotového programu Logstor StaTech 2.3.2. Tento program je uren jako technická pomoc pi poítání tepelnch sítí a lze v nm urovat nejen dimenze potrubí, ale také vzniklé tepelné ztráty, statiku, hloubení vkop dilatace potrubí. Pro tuto ást vpotu jsem vyuil v programu ást dimenzování potrubí – optimalizace dimenze – s parametrem pro vpoet závislm na rychlosti proudu, délce potrubí, dodávce energie, tlakového gradientu, materiálu trubky a tepelného spádu. Program na základ zadanch parametr urí vhodn prmr potrubí a zptn pepoítá a aktualizuje jednotlivé vstupní hodnoty. Tento program znan ulehuje práci pi volb potrubí, vpotu jeho prmru a dj v nm vznikajících. • • • • • • • •

Brno Sever 60 [%] 140 [MW] Brno Vchod 40 [%] 93 [MW] Konstrukní tlak potrubí PN 25 Teplotní spád 125/65 [°C] Technologie potrubí Pedizolované Kapacita na vstupu je maximální dodávka tepelného vkonu danm potrubí, pi dosaení reálnch hodnot rychlosti toku média Jmenovit tlak nemaximální tlak na vstupu do dané sít Jmenovitá teplota je maximální provozní teplota na vstupu do dané sít

Severní vtev • smr Královo Pole • Rychlost proudní • Tlakov gradient • Prtok • Tlaková ztráta • Vsledná dimenze potrubí

11000 [m] 2,07 [m/s] 47 [Pa/m] 554 [kg/s] 516 [kPa] DN 600 610x7,1

Za jednotlivmi odbokami se bude postupn zmenovat prmr potrubí na trase. Jedná se pedevím o odboky na Bystrc, Jundrov, abovesky. Vchodní vtev • smr Bohunice, Staré Brno • Rychlost proudní • Tlakov gradient • Prtok • Tlaková ztráta • Vsledná dimenze potrubí

5000 [m] 1,98 [m/s] 54,2 [Pa/m] 368 [kg/s] 270 [kPa] DN 500 508x6,3

Za jednotlivmi odbokami se bude postupn zmenovat prmr potrubí na trase. Jedná se pedevím o odboky ve Starém a Novém Lískovci, Bohunicích. - 46 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Vtev ekovice, Mediánky • Penáen vkon • Délka trasy • Rychlost proudní • Tlakov gradient • Prtok • Tlaková ztráta • Vsledná dimenze potrubí

42 3000 2,25 121,1 166,19 363,16 DN 300

[MW] [m] [m/s] [Pa/m] [kg/s] [kPa] 323,6x5,6

Vtev Zábrdovice • Penáen vkon • Délka trasy • Rychlost proudní • Tlakov gradient • Prtok • Tlaková ztráta • Vsledná dimenze potrubí

60 1000 2,03 74,5 237,4 148,92 DN 400

[MW] [m] [m/s] [Pa/m] [kg/s] [kPa] 406,4x6,3

- 47 -

2010

Obrázek .17 Vedení tras mstskch obchvat a rozíení HV sít

LEGENDA Pátení vtve HV obchvatu – nové Hlavní odb. z HV obchvatu – nové Pátení vtve HV SCZT – pvodní Hlavní odboky HV SCZT – pvod. PBS

PM

PSB

P

SaKO

PS Bosonohy

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Pro jednotlivé pátení vtve volím sérii izolace 1. Rozmry izolací pro jednotlivé prmry jsou uvedeny níe. Izolace potrubí: • Pívodní vtev série izolace S1 Ø610/780 [mm] • Vratná vtev série izolace S1 Ø610/780 [mm] • Pívodní vtev série izolace S1 Ø508/630 [mm] • Vratná vtev série izolace S1 Ø508/630 [mm] • Pívodní vtev série izolace S1 Ø406/520 [mm] • Vratná vtev série izolace S1 Ø406/520 [mm] • Pívodní vtev série izolace S1 Ø323/450 [mm] • Vratná vtev série izolace S1 Ø323/450 [mm] V tomto bodu jsem eil pedevím dimenze hlavních ád, propojující rzné ásti msta. Dodávky do ostatních míst ji zajistí stávající rozvody SCZT v Brn. Neeil jsem zde odboky na jednotlivé lokální odbrná místa. 5.2. Napojení odbratel Napojení odbratel na dodávky tepla z SCZT bude provedeno peván pes Centrální pedávací stanice ( CPS ) a Objektové pedávací stanice ( OPS ). 5.2.1. Centrální pedávací stanice (CPS) Tlakov nezávislá Centrální pedávací stanice zajiuje pípravu teplé topné vody (TTV) pro zásobování napojeného objektu. Transformace tepla bvá provádna pes deskové vmníky s regulací vkonu zmnou prtoku na primární stran pomocí regulaního ventilu s havarijní funkcí. Smování sekundární strany ÚT (vtev byty) je provedeno trojcestnmi ventily. Provoz zajiuje autonomní ekvitermní regulace a vlastní ízení je provádno z centrálního dispeinku v elektrárn. Zajitní topného média je realizováno pomocí horkovodu. Primární okruh Primární okruh je na pívodu vybaven uzavírací armaturou, filtrem a regulaním ventilem s elektropohonem s havarijní funkcí. Na vratném potrubí primární vody je umístno mení spoteby tepla, zptná klapka a uzavírací ventil. Ze zptného potrubí je odboeno potrubí ped a za zptnou klapkou pro doplování sekundárního okruhu. Topn okruh a napojení na ÚT Topná voda je pipravována ve vmníku na konstantní teplotu v rozmezí dle poadavk provozovatele. Regulátor reaguje na potebu tepla z jednotlivch otopnch vtví zmnou prtoku na ventilu, co je zajitno posunem kuelky k sedlu ventilu. Jitní topného okruhu zabezpeeno pomocí pojistného ventilu, kter je osazen na vstupním potrubí topné vody z vmník. Doplování topného systému je pímé upravenou vodou z vratu primáru pomocí solenoidového ventilu. Bezpenostní zmna objemu vody v topném systému pi pikovch odbrech je zajitna a pomocí expanzomat.

- 49 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Okruh pípravy TV Teplá voda je pipravována ve vmníku TV teplou topnou vodou na konstantní teplotu (krátkodob a 60°C pro zamezení vskytu bakterie Legionely – zajiuje ízení MaR). Centrální vmníková stanice na vtvi C s poadovm íslem 06.

Obr. 18 – Schéma centrální vmníkové stanice 5.2.2. Objektové pedávací stanice (OPS) Horkovodní pedávací stanice jsou ureny pro systémy s primárním topnm médiem vysokch teplot a do 160°C, tlaku 2,5 MPa a vysokm stupnm tvrdosti studené vody. Zdroj: [9] Tlakov nezávislá pedávací stanice se sériovmi deskovmi vmníky tepla: Sériové zapojení deskovch vmník umouje transformovat primární topnou vodu o niích parametrech a z ní pak smováním pipravit UT a TV. Funkní popis : Strana peregulované topné vody za primárním deskovm vmníkem tepla (DVT) je zapojena tlakov závislm zpsobem ohevu UT a ohevu TV s pouitím smovacího okruhu. Toto zapojení zajiuje prodlouení ivotnosti KPS a nií etnost oprav. Zabrauje ,,tepelnm okm,, DVT za cenu zvené teploty primární vody. Primární horká voda vstupuje do pedávací stanice pes uzavírací armaturu, filtr mechanickch neistot a regulaní ventil DVT. Po pedání tepla se vrací pes mi tepla, regulátor tlakové diference a uzavírací ventil zpt do SCZT. Ve vmníku peregulovaného okruhu dosáhne poadované teploty a za vstupem se topná voda rozdlí do potrubí UT a TV. Ohev UT je een osazením

- 50 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

tícestného regulaního ventilu, obhovm erpadlem s elektronicky ízenmi otákami, filtrem a uzavíracími armaturami. Ohev TV je na stran vstupu do DVT een osazením tícestného regulaního ventilu a smovacího erpadla. TV je pipravována ohevem cirkulaní a studené vody. Cirkulace TV vstupuje do pedávací stanice pes uzavírací armaturu, filtr mechanickch neistot, cirkulaní erpadlo a zptn ventil. Studená voda vstupuje do pedávací stanice pes uzavírací armaturu, filtr mechanickch neistot, vodomr a zptn ventil. Ped vstupem ohívaného média do vmníku je osazen pojistn ventil. Ve vmníku TV se studená voda (smíená cirkulaní a studená voda) oheje na poadovanou teplotu a pes uzavírací armaturu vstupuje do potrubí zásobovaného objektu. Pro vyrovnání teplotních rozdíl TV a nastavení optimálních provozních hodnot regulaního ventilu, se doporuuje osazení nerezového vyrovnávacího zásobníku. Doplování vody do sekundárního systému UT je navreno z vratného primárního potrubí pes sestavu armatur vetn mení doplovaného mnoství. Mení doplovaného mnoství je realizováno mechanickm prtokomrem. Tlakov závislá pedávací stanice se sériovmi deskovmi vmníky tepla: Teplovodní pedávací stanice jsou ureny pro systémy s primárním topnm médiem o teplot do 100°C a tlaku 0,6 MPa, které umoují pímé tlakové napojení na potrubní rozvod zásobovaného objektu. Funkní popis: Primární topná voda vstupuje pes uzávr a filtr mechanickch neistot do pedávací stanice, kde se rozdluje na topnou vodu pro vytápní a ohev TV, Ped vmníkem TV je zaazen smovací okruh, kter slouí ke sníení teploty vody vstupující do vmníku. Topná voda pro UT je regulována dvojcestnm regulaním ventilem a pes zptnou klapku je smována na základ ekvitermní kivky s vratnou vodou sekundárního okruhu UT. Cirkulaci topné vody v systému zajiuje obhové erpadlo s elektronicky ízenmi otákami. TV je pipravována pímm ohevem cirkulaní a studené vody v deskovém vmníku. Teplota TV je ízena regulaním ventilem s pohonem s havarijní funkcí na konstantní teplotu. Cirkulace TV vstupuje do pedávací stanice pes uzavírací armaturu, filtr mechanickch neistot, cirkulaní erpadlo a zptn ventil. Studená voda vstupuje do pedávací stanice pes uzavírací armaturu, vodomr a zptn ventil. Ped vstupem ohívaného média do vmníku je osazen pojistn ventil. Ve vmníku TV se studená voda ( smíená cirkulaní a studená voda ) oheje na poadovanou teplotu a pes uzavírací armaturu vystupuje do zásobovacího objektu. Pro vyrovnání vstupní vody a nastavení optimálních provozních hodnot regulaního ventilu doporuujeme osadit vyrovnávací zásobník.

- 51 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

5.3. Havarijní zálohování vytvoeného systému SCZT Nov vytvoená soustava SCZT bude tvoena zdroji JE Dukovany, SaKO, PM a PBS plus lokální kotelny TEZY, jak je patrno z diagramu Roního trvání poteby SCZT v Brn. Teplárensk zdroj elektrárny Dukovany je v diagramu uvaován jako základní zdroj, vzhledem pro jeho efektivní vrobu tepla. Zbylé zdroje jsou postupn zasazovány do diagramu dle priorit a poteby dodávek tepla. Pehled základních zdroj: • JE Dukovany

dostupn vkon

233

[MWt]

Pehled pikovch zdroj: • SaKO • PM • PBS • PSB • Lokální zdroje

dostupn vkon dostupn vkon dostupn vkon dostupn vkon dostupn vkon

54 115 110 30 88

[MWt] [MWt] [MWt] [MWt] [MWt]

Nejhorí varianta vpadku nastane pi peruení dodávek tepla do SCZT z nejvtího zdroje. V tomto pípad se jedná o TN z JE Dukovany. Ostatní zdroje jakoto zdroje pikové, jedou pouze nkolik dn a tdn v roce a jejich dodávky lze z vtí ásti pokrt jinmi zdroji tepla. Pro dalí posouzení havárie a jejich následk je poteba upesnit nkolik dalích kritérií, ovlivující poteby dodávky tepla. Jedná se pedevím: Místo vskytu havárie – jakékoliv místo na hlavní trase tepelného napájee, které me bt navíc zkomplikováno dostupností k danému místu. Dalími kritickmi místy jsou vtve okruhu Brno Sever a Vchod. Havárie na trase v samotné soustav SCZT se ji tká ,,pouze,, urité lokality, ne celého systému. Navíc rozvody SCZT budou z okruhovány, tudí je mono nkteré lokality napájet z jinch zdroj poblí vpadku. Období vzniku havárie – závanost se projeví o to více, pjde-li o pikové období topné sezony nebo zda se havárie stane v prbhu letního období. V prbhu letního období, by mohl pohotov zastoupit TN, kterkoliv z lokálních pikovch zdroj. V letním období jede TN piblin na 65% svého maxima tj. 150 [MWt]. Stane-li se havárie v dob topné piky záleí poté na poadavku úrovn zásobování. V uvaovaném diagramu poteby tepla v mst Brn, jsou schopny pikové zdroje pokrt piblin 63% vkonu SCZT co je piblin 2/3 vkonu. Tento vkon by el navíc perozdlit dle nutnosti dodávek. Napíklad upednostnit dodávky tepla do domácnosti, nemocnic a jinch sociálních zaízení, ped sportovními areály atd. Dalím kritériem by byla také délka opravy vzniklé havárie. Samotná lokalizace bude díky signalizaním vodim stanovena tém okamit, ale následné uzavení TN, vychladnutí a vmny daného úseku ji bude pravdpobodn trvat delí asov úsek. - 53 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

Pesto zásobování SCZT msta Brna v pípad vpadku nejvtího zdroje tepla je mono z vtí ásti zabezpeit.

6. NAVRENÍ SYSTÉMU ÍZENÍ DODÁVEK TEPLA Z JE DUKOVANY A MSTSKCH LOKÁLNÍCH ZDROJ Monosti systému ízení dodávek tepla TN: K základní regulaci vkonu zdroje JE Dukovany lze provádt úpravou teploty vody. To bude provádno na vstupu ze zdroje a bude záviset na venkovní teplot. U této regulace bude nutno poítat se znanm dopravním spodním mezi zdrojem a konenm bodem. Délka napájee od JE Dukovany po PS Bosonohy je 39650 [m] a rychlost proudní cca 2,5 [m/s]. asová prodleva tedy iní 4 hodiny a 25 minut. Tyto rozdíly pi vrob a koncové dodávce tepla, lze ásten korigovat obhovm mnostvím v soustav. V letních msících pak lze sníit teplotní spád v potrubí a udret takto piblin stálé obhové mnoství vody v napájei. Popis ízení dodávek tepla lze rozdlit do nkolika regulaních okruh: • ízení obhovch erpadel (kadé erpadlo má vlastní frekvenní mni) • Regulace doplování • Regulace hladiny konstantního statického tlaku • Bilance vyvedeného tepla • Plnní tepelného napájee Dle obrázku ,,Diagram roního trvání poteby SCZT (Brna)” lze vidt vyuití jednotlivch zdroj dle poadavk na dodávání tepla do jednotlivch sítí SCZT. TN z JE Dukovany je zdrojem základním a bude provozován v letním i zimním období. Ostatní zdroje slouí po pokrytí poteb tepla pí nárstu odbr. To je peván v chladnjích dnech, ranních a odpoledních pikách. TN jede v zimním období kolem 175 dn na svj instalovan vkon 233 [MWt]. V tchto dnech není nucen reagovat na nárst odbru tepla v sítí, jeliko jeho kapacita je pln vyuita. V dalích dnech ji lze vyuívat pro pokrvání nárstu spoteb TN. Ovem, je poteba brát v potaz dobu odezvy mezi zdrojem (JE Dukovany a mstem Brnem), která iní více jak 4 hodiny. Monosti systému ízení dodávek tepla mstskmi zdroji: Dleitm kritériem pro zdroje pouívané pro pikové najídní a dodávání tepla do soustavy je jeho doba, která uplyne od poadavku pro najetí zdroje po stav, kdy zane dodávat teplo do sít. Druhm, nemén dleitm je poté lokace daného zdroje. I kdy celé pátení sí je zokruhovaná, tak je poteba brát zetel aby zdroje pokrvaly pedevím sít, které zásobovaly i v pedelé dob. Z ekonomického hlediska lze brát v potaz i druh spalovaného paliva, ale protoe zdroje tepla v Brn jsou tém vechny na zemní plyn, je toto posouzení pomrn nepodstatné. Protoe v letních msících, pokryje celou horkovodní sí TN, není nutno uvaovat zapojení jinch zdroj do sít. V zimním období, pak budou dodávky tepla ízeny v tomto poadí: • Základní zdroj TN 100% instalovaného vkonu - 54 -

Bc.Kozel • • •

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna Dalí zdroj tepla pikov zdroj pikov zdroj

2010

SaKO

druhm zdrojem v poadí dodávek

PBS PM

dobrá monost regulace paroplynová teplárna

Provoz Brno Sever je jeden z ideálních pikovch zdroj. Potebn vkon zaruují ti parní kotle s protitlakou turbínou a dále jsou zde osazeny dv vmníkové stanice pára – horká voda o vkonu 2x 80 [MWt]. Pro svou dobrou zaregulovatelnost a pomocí moného nízkému minimálního vkonu kotl umouje pokrytí vekerch poadavk odbratel tepla. 6.1. Poteba dodávek tepla TN v závislosti na denním odbru tepla Tuto závislost stanovím na základ odbrovch diagram msta Brna. Jednotlivé prbhy poteb tepla byly vybrány pro dva typické dny v letním a zimním provozu. Na základ tchto poteb tepla v prbhu topné sezóny a denní hodiny, je vidt dodávky tepla do sít od jednotlivch zdroj. Uvedené diagramy znázorují prbh dodávek tepla pouze do parní ásti SCZT, pesto vyuijí jejich prbhy pro znázornní zalenní jednotlivch zdroj pro dodávky tepla v tchto dnech. Zdroj viz.[8] Letní provoz: Stávající stav: • tvrtek 18.6.2009 • Prmrná teplota 23 • Minimální teplota 11 • Pára 0,9 Graf: 6– Provozní reim SCZT Brno

[°C] [°C] [MPa]

200

[°C]

Provozní reim SCZT Brno 100 90

70 60

P

50

SaKO

40 30 20 10

Hodiny

- 55 -

0:00

23:00

22:00

21:00

20:00

19:00

18:00

17:00

16:00

15:00

14:00

13:00

12:00

11:00

10:00

9:00

8:00

7:00

6:00

5:00

4:00

3:00

2:00

1:00

0 0:00

Dodávka tepla t/h

80

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Nov navren stav: • tvrtek 18.6.2009 • Prmrná teplota 23 • Minimální teplota 11 • Horká voda 0,25 Graf: 7– Provozní reim SCZT Brno

[°C] [°C] [MPa]

125/65

2010

[°C]

Dodávka tepla [t/h]

Provozní reim SCZT Brno - studie Instalovan vkon 157 [MW]

TN Dukovany

0: 00 1: 00 2: 00 3: 00 4: 00 5: 00 6: 00 7: 00 8: 00 9: 00 10 :0 0 11 :0 0 12 :0 0 13 :0 0 14 :0 0 15 :0 0 16 :0 0 17 :0 0 18 :0 0 19 :0 0 20 :0 0 21 :0 0 22 :0 0 23 :0 0 0: 00

SaKO

Hodiny

Zimní provoz: Stávající stav: • Pátek 9.1.2009 • Prmrná teplota -9,5 • Minimální teplota -14,2 • Pára 0,9 Graf: 8– Provozní reim SCZT Brno

[°C] [°C] [MPa]

200

[°C]

Provozní reim SCZT Brno 700

500

P PBS

400

PSB 300

PM SaKO

200 100

Hodiny

- 56 -

0: 00

9: 00 10 :3 0 12 :0 0 13 :3 0 15 :0 0 16 :3 0 18 :0 0 19 :3 0 21 :0 0 22 :3 0

7: 30

6: 00

4: 30

3: 00

1: 30

0

0: 00

Dodávka tepla t/hod

600

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

Nov navren stav: • Pátek 9.1.2009 • Prmrná teplota -9,5 • Minimální teplota -14,2 • Horká voda 0,25 Graf: 9– Provozní reim SCZT Brno

[°C] [°C] [MPa]

125/65

2010

[°C]

Dodávka tepla t/hod

Provozní reim SCZT Brno Instalovan vkon 630 [MW]

PBS+lokální zdroje PM SaKO

0: 00 1: 30 3: 00 4: 30 6: 00 7: 30 9: 00 10 :3 0 12 :0 0 13 :3 0 15 :0 0 16 :3 0 18 :0 0 19 :3 0 21 :0 0 22 :3 0 0: 00

EDU

Hodiny

V grafech ,,Provozní reim SCZT Brno – studie (letní a zimní provoz)" lze sledovat pibliné zalenní zdroj tepla dle aktuální poteby msta Brna. V letním reimu bude pokrvat potebu tepla jako základní zdroj SaKO a TN zajistí zbytek potebného tepelného vkonu, v zimním období ji je teba vyuít i stávajících zdroj. Vekeré zdroje jsou azeny v poadí jen by do systému mly dodávat teplo. PBS a lokální zdroje tvoí pikové zdroje v nejchladnjích zimních dnech, proto jsou v diagramu nahoe.

- 57 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

7. ZÁVR Cílem této diplomové práce bylo zhodnocení monosti napojení tepelného napájee z JE Dukovany na horkovodní sí msta Brna. Tepeln napáje by mohl zajistit stabilní celoroní pokrytí poteb horkovodní ásti sít msta a poskytl monost sníení závislosti na dodávkách zemního plynu, jeho rostoucích cenách a také umonil jakoto nefosilní zdroj nemalé úspory na produkci CO2 do ovzduí. Pro vyvedení vkonu tepelného napájee bylo zapotebí urit parametry, na které bude dimenzován. Pi popisu trasy jsem vycházel z pvodního projektu, do nho jsem implementoval nov vzniklé zmny na trase a optimalizoval ji pro nové monosti pouité technologie pedizolovaného potrubí. Pedizolované potrubí umouje bezkanálové uloení potrubí do zem, co vrazn sníí zásah do vzhledu krajiny na trase tepelného napájee, a také zjednoduí nejedno krizové místo, které mohlo vzniknout pi nadzemním vedení. Na základ bilance poteb tepla msta Brna, jsem stanovil instalovan vkon 233 [MWt], dále jsem vypoetl prmr potrubí DN 700. Tlaková úrove napájee je v celé délce potrubí PN25. To si ale vyádalo posunutí peerpávací stanice Oslavany do vyí nadmoské vky 300 m.m.m. Takto navrené penosová kapacita tepelného napájee umouje dodat 3382-4650 [TJ/rok] tepla za rok pro poteby SCZT msta Brna. Tímto by dolo ke sníení spoteby zemního plynu o 96076,5 [m3/rok]. Dalím pozitivem plynoucím se sníení spoteby zemního plynu by byl pokles produkce emisí oxidu uhliitého o 190375,7 [t/rok]. Vybudováním tepelného napájee z JE Dukovany by msto Brno získalo dodávky tepla z nefosilního zdroje. Dalím pínosem by bylo zvení úinnosti v JE Dukovany vyím vyuitím energie z paliva. Cel zámr zásobování teplem msta Brna z JE Dukovany je technicky realizovateln a za pouití moderních technologií je jeho dopad na krajinu minimální.

- 58 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna

2010

8. SEZNAM POUITÉ LITERATURY [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10]

Technická zaízení budov, Ústední vytápní, Doc. Ing. Jií Cihlá, CSc., Ing. Gunter Gebauer, CSc., Ing. Marcela Poínková, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno 1998 Penos tepla a látky, Prof. Ing. Miroslav Jícha, CSc., Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno 2001 Topenáská píruka, svazek 1, svazek 2, GAS s.r.o., Praha 2001 Jaderné reaktory a jejich chlazení, Prof. Ing. Oldich Matal, CSc., Akademické nakladatelství CERM, s.r.o. Brno 2001 Energetická koncepce msta Brna, http://oko.brno.cz Projektové dokumentace Energoprojekty Praha, zpracované v roce 1988 www.teplarny.cz Odbrové diagramy teplárny Brno Odbrové diagramy teplárny Brno www.mapy.cz

9. SEZNAM POUITCH JEDNOTEK w d cp Re d k p p p p0 pn l MZP           

[m/s] [kg/m3] [m] [J/kgK] [-] [m2/s] [m] [-] [m] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [Pa] [m] [MJ/kg]

rychlost vody hustota kapaliny prmr potrubí mrné teplo Reynoldsovo íslo kinematická viskozita prmr potrubí souinitel tení drsnost stny potrubí tlaková ztráta tením v potrubí tlaková ztráta vazench odpor celková ztráta úseku statick tlak na zaátku soustavy statick tlak na konci soustavy délka potrubí vhevnost ZP

[MWt] [mm] [°C] [Pa] [m/s] [kg/s] [kPa] [kg/m3] [m3/s] [Pa/m] [kg/s]

Tepeln vkon Délková jednotka Teplota Tlak Rychlost proudní Prtok Tlaková ztráta Hustota Objemov prtok chladiva reaktorem Tlakov gradient Prtok - 59 -

Bc.Kozel

Zhodnocení napojení JEDU na horkovodní sí msta Brna  

10. TN JEDU SCZT CZT OPS CPS PS SaKO PBS PSB PM P TEZA PN C DN TTV UT SV DVT VS PI

[m.n.m.] [GJ/r]

Nadmoská vka Spoteba tepla

SEZNAM POUITCH ZKRATEK Tepeln napáje Jaderná elektrárna Dukovany Soustava centrálního zásobování teplem Centrální zásobování teplem Objektové pedávací stanice Centrální pedávací stanice Peerpávací stanice Spalovna komunálního odpadu Provoz Brno Sever Provoz Staré Brno Provoz erven Mln Provoz pitálka Tepelné zásobování Povolené naptí eské dráhy Diametr nominální Teplá topná voda Ústední topení Studená voda Deskov vmník tepla Vmníková stanice Pedizolované potrubí

11. •

PÍLOHY pehledná situace 2x DN 1200 (Energoprojekt Praha– 10/1988)

- 60 -

2010