[发明专利]一种管壳式换热器出口参数的校验计算方法

说明书

本发明公开了一种管壳式换热器出口参数的校验计算方法，该校验计算方法首先获取热熔盐与汽水的进口参数及换热器的结构参数，然后假设汽水的出口温度及干度，然后确定汽水在换热管内经历的换热过程，然后计算各换热段的实际传热系数与理论传热系数，然后比较实际传热系数与理论传热系数之间的差值是否小于或等于允许差值，如果小于或等于，则计算终止，如果大于，则假设新的汽水出口温度及干度，再次进行计算；本发明方法在只知道换热管内的汽水、换热管外的热熔盐的进口热力参数的情况下，对于已给定结构参数的管壳式热熔盐‑汽水换热器进行出口参数计算，以校核该换热器是否能达到所需换热效果。

技术领域

本发明属于塔式太阳能热熔盐光热发电领域，具体涉及一种对管内走汽水、管外走热熔盐的管壳式换热器进行出口参数校验的计算方法。

背景技术

熔融盐由于其工作压力低、工作温度高等优越热物性而逐渐成为塔式太阳能光热发电系统中的主流集热工质，而在发电侧，目前依然以高温水蒸气为工质，推动汽轮机进行发电。由此，针对熔融盐-汽水的换热器研究就有其必要性。本文提供一套完整的计算方法，可用于针对管内走汽水、管外走热熔盐的管壳式换热器的出口参数校验，在知道管内外工质进口参数及换热器结构参数的情况下，可以算出管内外工质的出口参数，以判断在该运行参数下，该换热器的换热性能是否能达到所需要求，从而为熔融盐-汽水换热器的设计提供参考。

发明内容

本发明提供一种管壳式换热器的出口参数的校验计算方法，在只知道换热管内的汽水、换热管外的热熔盐的进口热力参数的情况下，对于已给定结构参数的管壳式热熔盐-汽水换热器进行出口参数计算，以校核该换热器是否能达到所需换热效果。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案

一种管壳式换热器出口参数的校验计算方法，所述管壳式换热器管内走汽水、管外走热熔盐，以下简称换热器；所述方法具体步骤如下：

步骤1、获取换热器中换热管内的汽水在进口处的温度t₁、压力P_w和流量q_w，获取换热器中换热管外的热熔盐在进口处的温度T₁、压力P_s和流量q_s，获取换热器结构参数，设置温度循环步长为H₁、干度循环步长为H₂、允许误差值为ε；

步骤2、判断管内汽水在换热管入口处的相态；

步骤3、将管内汽水在换热管出口处的初始温度假设为t₂＝T₁，当t₂处于水的过热区或饱和区时，将汽水在换热管出口处的初始干度假设为x₂＝1，当t₂处于水的过冷区时，将汽水在换热管出口处的初始干度假设为x₂＝0；

步骤4、判断管内汽水在换热管中可能经历的相态变化：

当管内汽水在换热管入口处处于过冷区、在换热管出口处的初始温度假设t₂处于过热区时，认为管内汽水在换热管中依次经历过冷状态、气液两相状态、过热状态，此为情况一；

当管内汽水在换热管入口处处于过冷区、在换热管出口处的初始温度假设t₂处于气液两相区时，认为管内汽水在换热管中依次经历过冷状态、气液两相状态，此为情况二；

当管内汽水在换热管入口处处于过冷区、在换热管出口处的初始温度假设t₂处于过冷区时，认为管内汽水在换热管中只经历过冷区，此为情况三；

当管内汽水在换热管入口处处于两相区、在换热管出口处的初始温度假设t₂处于过热区时，认为管内汽水在换热管中依次经历气液两相状态、过热状态，此为情况四；