[发明专利]一种蒸汽管网水力-热力计算方法及系统

权利要求书

1.一种蒸汽管网水力-热力计算方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1：读取蒸汽管网物理参数，并根据物理参数计算各管段摩擦系数与传热系数；

S2：读取蒸汽管网中汽源和用户处的蒸汽参数；

S3：用任意汽源或用户的压力和温度对应下的蒸汽密度和比热作为初始值，进行蒸汽管网的水力计算，求得每个管段内蒸汽的流动方向、流量与压降；

S4：根据蒸汽管网结构和水力计算结果，对管网内部所有节点进行流动分层，根据分层结果，进行热力计算，依次计算每个管段散热量、温降和内部蒸汽平均温度；

S5：根据管段内蒸汽在节点处汇流混合的物理过程，计算节点温度；

S6：根据热力计算结果，进行水力-热力耦合，重新计算各个管段内蒸汽的平均密度、比热与蒸汽流量；

S7：不断循环上述过程，直到第i次与i+1次计算结果之差满足精度要求，则计算结束；

S8：输出并储存计算结果；

所述蒸汽管网物理参数包括管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型和厚度；

所述蒸汽参数包括流量、温度和压力；

所述步骤S4具体为：

根据蒸汽管网连接特性，生成关联矩阵，通过矩阵计算遍历蒸汽管网内所有节点，利用流动分层计算方法对所有节点进行分层；

将蒸汽汽源点分为第一层节点，通过汽源点热力参数和相连管段物理参数能直接计算出来的节点分为第二层节点，并在关联矩阵中对该节点进行标记；

通过第二层节点热力参数和相连管段物理参数能计算出来的节点分为第三层节点，并在关联矩阵中对该节点进行标记；

依次类推，对剩余节点依次分为第四层节点，第五层节点……直到所有节点均被标记完，则分层结束；

以节点层数为顺序，依次对每个节点进行热力计算，直到算完所有节点。

2.根据权利要求1所述方法的蒸汽管网水力-热力计算系统，其特征在于：包括以下机构：

数据处理机构与数据存储机构1分别与计算执行机构电连接；计算执行机构、输出显示机构、数据分析机构和数据存储机构2依次电连接；

所述数据存储机构1，用于存储管网的参数，包括管段连接关系、管段长度、管道直径、保温材料类型和厚度；

所述数据处理机构，用于将汽源点和用户点仪表测得的数据收集整理后，输入到计算机构中；

所述计算执行机构，将管网的参数和仪表数据作为输入条件进行计算；根据蒸汽管网连接特性，生成关联矩阵，通过矩阵计算遍历蒸汽管网内所有节点，利用流动分层计算方法对所有节点进行分层；将蒸汽汽源点分为第一层节点，通过汽源点热力参数和相连管段物理参数能直接计算出来的节点分为第二层节点，并在关联矩阵中对该节点进行标记；通过第二层节点热力参数和相连管段物理参数能计算出来的节点分为第三层节点，并在关联矩阵中对该节点进行标记；依次类推，对剩余节点依次分为第四层节点，第五层节点……直到所有节点均被标记完，则分层结束；以节点层数为顺序，依次对每个节点进行热力计算，直到算完所有节点；

所述输出显示机构，将计算所得的结果显示出来，让使用者能够直观看到结果；

所述数据分析机构，用于分析计算结果；

所述数据存储机构2，用于存储计算和分析后的结果，便于以后调用。