[发明专利]高温冷却器热力校核方法及系统

权利要求书

1.一种高温冷却器热力校核方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、获取冷却器进口参数及冷却器中换热管组的数量，其中每个换热管组包含多排管束；所述冷却器进口参数包括：热流体参数和冷流体参数；所述热流体参数包括热流体的质量流率、进口焓值和进口压力；所述冷流体参数包括冷流体的质量流率、进口温度和进口压力；

S2、将冷却器进口参数作为第一排管束的入口条件，将每排管束的出口条件作为下一排管束的入口条件，由此逐排计算各排管束的传热与压降；

所述步骤S2包括：

1)赋管组值i＝1；

2)对于i＝1……、B，分别调取每个换热管组的参数，全部执行完毕后赋予管组值i＝1；其中B为步骤S1中获取的换热管组的数量；

3)对于i＝1，赋管束值j＝1，计算第i组换热管组中第j排管束的传热与压降，并在计算完成后，将当前排输出参数作为下一排输入参数，并执行j＝j+1操作，并继续计算下一排管束的传热与压降，直至第i组换热管组的管束全部计算完毕；执行i＝i+1操作，并继续计算下一组换热管组中各个管束的传热与压降，直至第B组换热管组的管束全部计算完毕；

所述步骤S2中求解传热与压降的操作包括：

1)利用热流体的进口焓值和进口压力计算高温气体热物性参数；该高温气体热物性参数包括:密度、比热容、导热系数和流体粘性系数；

2)利用冷流体的进口温度和进口压力计算冷流体热物性参数；该冷流体热物性参数包括：密度、比热容、导热系数和流体粘性系数；

3)计算热流体侧和冷流体侧雷诺数；

4)选择热传递模型计算无量纲参数；该无量纲参数包括：努赛特数和普朗特数；

5)计算冷流体侧努赛特数；

6)计算热流体侧和冷流体侧的传热热阻；

7)利用热平衡方程计算传热速率；

8)利用传热速率、流体进出口焓值或温度条件、对流换热系数分别计算确定换热管壁温度；

9)利用传热速率和热流体侧进口焓值计算得到流出管排的下游出口焓值；

10)利用焓差和质量流率计算冷流体的温升；

11)计算热流体侧压降；

12)计算冷流体侧压降。

2.一种高温冷却器热力校核系统，其特征在于，所述系统包括：

参数获取单元，用于获取冷却器进口参数及冷却器中换热管组的数量；每个换热管组包含多排管束；所述冷却器进口参数包括：热流体参数和冷流体参数；所述热流体参数包括热流体的质量流率、进口焓值和进口压力；所述冷流体参数包括冷流体的质量流率、进口温度和进口压力；

逐排计算单元，用于将冷却器进口参数作为第一排管束的入口条件，将每排管束的出口条件作为下一排管束的入口条件，由此逐排计算各排管束的传热与压降；

所述逐排计算单元用于执行：

1)赋管组值i＝1；

2)对于i＝1……、B，分别调取每个换热管组的参数，全部执行完毕后赋予管组值i＝1；其中B为参数获取单元获取的换热管组的数量；

3)对于i＝1，赋管束值j＝1，计算第i组换热管组中第j排管束的传热与压降，并在计算完成后，将当前排输出参数作为下一排输入参数，并执行j＝j+1操作，并继续计算下一排管束的传热与压降，直至第i组换热管组的管束全部计算完毕；执行i＝i+1操作，并继续计算下一组换热管组中各个管束的传热与压降，直至第B组换热管组的管束全部计算完毕；

所述逐排计算单元通过以下方法求解传热与压降：

1)利用热流体的进口焓值和进口压力计算高温气体热物性参数；该高温气体热物性参数包括：密度、比热容、导热系数和流体粘性系数；

2)利用冷流体的进口温度和进口压力计算冷流体热物性参数；该冷流体热物性参数包括：密度、比热容、导热系数和流体粘性系数；

3)计算热流体侧和冷流体侧雷诺数；

4)选择热传递模型计算无量纲参数；该无量纲参数包括：努赛特数和普朗特数；

5)计算冷流体侧努赛特数；

6)计算热流体侧和冷流体侧的传热热阻；

7)利用热平衡方程计算传热速率；

8)利用传热速率、流体进出口焓值或温度条件、对流换热系数分别计算确定换热管壁温度；

9)利用传热速率和热流体侧进口焓值计算得到流出管排的下游出口焓值；

10)利用焓差和质量流率计算冷流体的温升；

11)计算热流体侧压降；

12)计算冷流体侧压降。