Oblasti výzkumu

Spalování paliv a návrh kotlů

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

CCS – Carbon capture and storage

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

Sušení biomasy

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

Dvoufázové proudění v energetických zařízeních

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

Decentralizovaná energetika

Výzkumné aktivity jsou směřovány do dvou oblastí:

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

• ​V rámci UCEEB je provozován moderní systém tzv. energocentra s mikroturbínou, plynovými kotli a chladícími jednotkami.
• ​Vývoj vlastní koncepce zařízení na bázi organického Rankinova cyklu (ORC):
  • V provozu dvě prototypové jednotky.
  • ​Tým LORCA získal za ORC v roce 2015 ocenění E-ON Energy Globe Award ČR.

Kompresory

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

Tepelná čerpadla

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

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

Themohydraulika jaderných reaktorů

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

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

CFD výpočty v energetice

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

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

Výzkum jaderných paliv

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

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