Kursplan för Värme- och kraftverkssystem

Kursplan fastställd 2021-02-26 av programansvarig (eller motsvarande).

Kursöversikt

  • Engelskt namnHeat and power systems engineering
  • KurskodMEN120
  • Omfattning7,5 Högskolepoäng
  • ÄgareMPSES
  • UtbildningsnivåAvancerad nivå
  • HuvudområdeEnergi- och miljöteknologi, Kemiteknik med fysik, Kemiteknik, Maskinteknik
  • InstitutionRYMD-, GEO- OCH MILJÖVETENSKAP
  • BetygsskalaTH - Mycket väl godkänd (5), Väl godkänd (4), Godkänd (3), Underkänd

Kurstillfälle 1

  • Undervisningsspråk Engelska
  • Anmälningskod 39123
  • Max antal deltagare70 (minst 10% av platserna reserveras för utbytesstudenter)
  • Blockschema
  • Sökbar för utbytesstudenterJa

Poängfördelning

0198 Tentamen 7,5 hp
Betygsskala: TH		7,5 hp
  • 24 Okt 2023 fm J
  • 04 Jan 2024 fm J
  • 23 Aug 2024 fm J

I program

Examinator

Gå till kurshemsidan (Öppnas i ny flik)

Behörighet

Grundläggande behörighet för avancerad nivå
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Särskild behörighet

Engelska 6
Sökande med en programregistrering på ett program där kursen ingår i programplanen undantas från ovan krav.

Kursspecifika förkunskaper

Teknisk termodynamik, värmeöverföring, energiomvandling och energiteknik.

Syfte

Den övergripande målsättningen med denna kurs är att ge fördjupad kunskap om hur system för kraft och värmeproduktion ska designas för att minimera miljöpåverkan; kursen fokuserar på samtidig produktion av kraft och värme i termiska anläggningar. Studenter som läser denna kurs kommer också att få en översiktlig bild av hur denna typ av anläggningar placeras in i det Europeiska energisystemet, inklusive principerna för hur kraft och värme distribueras samt hur energibärare prissätts på en avreglerad energimarknad. Efter genomförd kurs så kommer man som examinerad student att kunna genomföra en grundlig analys av moderna kraftvärmeanläggningars prestanda i form av verkningsgrad och emissioner. Studenter som har läst kursen kommer att vara väl insatta i hur termodynamiska beräkningar tillämpade på kraftvärmeanläggningar genomförs med både teoretiska metoder och med termodynamisk mjukvara. Stor vikt läggs även på moderna reningsmetoder för att minimera olika typer av utsläpp som är förknippade med förbränning av olika bränslen i kraftvärmeanläggningar.

Lärandemål (efter fullgjord kurs ska studenten kunna)

Efter att ha genomfört kursen så kommer studenten att kunna analysera och utvärdera förutsättningar för nya kraftvärmeanläggningar och studenten kommer att vara väl insatt i de olika tekniska alternativen och miljömässiga konsekvenserna av sådana etableringar. En central generisk kompetens som studenten ges möjlighet att utveckla är att applicera termodynamik på beräkningar av prestanda hos termiska kraftvärmeanläggningar; gas och ångturbinbaserade cykler utgör basen för de tekniska system som kommer studeras. Sammanfattningsvis, listan nedan beskriver kärnan av kursens specifika lärandemål:
  • Att kunna utvärdera olika tekniska alternativ för omvandling av kemisk energi till el och värme i termiska anläggningar, inklusive de tekniker som existerar på marknaden idag liksom de tekniker som befinner sig i ett skede av teknisk utveckling, dvs potentiella framtida processlösningar
  • Att kunna genomföra termodynamisk analys av termiska kraftvärmeanläggningar med avseende på olika systemutformning för att maximera bränsleutnyttjande och minimera miljöpåverkan
  • Att kunna analysera miljöpåverkan av olika typer av termiska kraftvärmeanläggningar kopplat till reningstekniker för emissionskontroll, med avseende på såväl dagens tillgängliga tekniker liksom tekniker under utveckling
  • Att kunna använda ett avancerat processmodelleringsverktyg för design och utvärdering av termiska anläggningar.
  • Att kunna presentera, muntligt och skriftligt, ett ingenjörsmässigt underlag som behandlar teknik och miljöpåverkan av ny kraftvärmeproduktion

Innehåll

Kursen fokuserar på design av kraftvärmeverk för omvandling av kemisk energi till arbete och vidare till el och värme. Tyngdpunkten ligger helt och hållet på termiska anläggningar på grund av deras dominerande ställning i det europeiska liksom det globala energisystemet (idag liksom förväntat i framtiden). Den pågående och framtida utvecklingen av termiska anläggningar är en central del av kursen, en utveckling som drivs av ett behov av att öka effektiviteten i bränsleutnyttjandet liksom behovet av att drastiskt reducera olika typer av utsläpp. Tekniska aspekter av koldioxidavskiljningstekniker kommer att behandlas specifikt då dessa förväntas spela en central roll i utsläppsminskningen av CO2 från elproduktionssektorn i framtiden. Samtida omvandling av kemisk energi till värme och el (kraftvärme) utgör också ett särskilt fokus då denna princip utgör ett termodynamiskt mycket effektivt system, inte minst då förnyelsebara bränslen nyttjas. Kursen behandlar i detalj hur olika systemkonfigurationer inverkar på prestanda (termodynamisk och miljömässig) hos gas och ångturbinbaserade anläggningar. Modellering och teoretiska beräkningar genomförs kontinuerligt i labbarbete (fallstudie), räkneövningar samt under föreläsningar.

Organisation

Kursen är baserad på föreläsningar (ca 15 2-timmarsföreläsningar) och en fallstudie som löper genom hela kursen. Räkneövningar hålls för att öva färdigheten i termodynamiska beräkningar av kraftcykler. Föreläsningarna inkluderar teoretiska och tillämpade kunskapsområden som rör termiska anläggningar för kraftvärmeproduktion. Fallstudien fokuserar på termodynamisk modellering av termiska kraftverk. Studiebesök genomförs till en av de studerade anläggningarna i fallstudien.

Litteratur

Khartchenko, N. V. Advanced Energy Systems, Taylor & Francis, Washington, 1998. Boken lånas ut till samtliga studenter.
Föreläsningsmaterial (OH)
Räkneövningsmaterial (PM)
Fallstudiematerial (P

Examination inklusive obligatoriska moment

För betyg 3 (godkänd) krävs att studenten fått godkänt på muntlig och skriftlig presentation av fallstudien och att studenten blivit godkänd på den skriftliga tentan. För betyg 4 eller 5 krävs att man får motsvarande betyg 4 respektive 5 på den skriftliga tentan.

Kursens examinator får examinera enstaka studenter på annat sätt än vad som anges ovan om särskilda skäl föreligger, till exempel om en student har ett beslut från Chalmers om pedagogiskt stöd på grund av funktionsnedsättning.