[发明专利]一种汽轮机配汽端仿真计算方法

权利要求书

1.一种汽轮机配汽端仿真计算方法，其特征在于，所述方法基于获取的汽轮机进汽参数、调节级的几何结构及尺寸，计算出调节级特性数据并拟合调节级通用特性函数，建立喷嘴组仿真模块；依据膨胀系数法以及拟合的调节阀特性函数，建立调节阀仿真模块；将单个所述喷嘴组仿真模块和单个所述调节阀仿真模块组合为一个配汽单元，对由多个所述配汽单元并联构建成的汽轮机配汽端进行仿真计算，具体包括以下步骤：

步骤1：拟合调节级通用特性函数

根据汽轮机进汽参数、调节级的几何结构及尺寸计算出以级压比ε为自变量的调节级特性数据，提取调节级特征数据中的级压比ε、系数μ、反动度Ω以及轮周效率η，通过多项式拟合，分别确定出μ＝f(ε)、η＝f(ε)以及Ω＝f(ε)插值函数关系式；

步骤2：建立喷嘴组仿真模块

喷嘴组仿真模块包含进口流量、进口压力、进口温度、进口比容、出口压力、轮周效率、出口温度、级压比、系数μ、反动度以及轴功率热力参数；

将汽轮机组设计四阀全开工况作为基准工况；基准工况下的热力参数或直接取自设计值，或由水和水蒸汽热力性质函数、调节级通用特性函数以及相关热力计算公式计算间接得出，对于变工况而言，基准工况的各热力参数均为已知量；

变工况下的热力参数依据基准工况下的热力参数、水和水蒸汽热力性质函数、调节级通用特性函数以及相关热力计算公式计算得出，其中，变工况下的进口流量和进口压力作为可调整参数，二者中其一通过外部给定，另一通过内部计算得到：当进口流量由外部给定时，则进口压力由内部计算得出；当进口压力由外部给定时，则进口流量由内部计算得出，变工况下的进口温度和进口比容由变工况下的进口压力和进口焓值得出，变工况下的出口压力由外部给定，变工况下的级压比为出口压力和进口压力的比值，变工况下的轮周效率、出口温度、系数μ、反动度以及轴功率通过内部计算得出；

步骤3：建立调节阀仿真模块

调节阀仿真模块包含进口流量、进口压力、进口温度、进口比容、出口压力、流量系数、流量系数百分比以及调节阀行程热力参数；

同样，将汽轮机组设计四阀全开工况作为基准工况；基准工况下的热力参数或直接取自设计值，或由水和水蒸汽热力性质函数间接得出，对于变工况而言，基准工况的各热力参数均为已知量；

变工况下的热力参数依据基准工况下的热力参数、水和水蒸汽热力性质函数、调节阀特性函数以及相关热力计算公式计算得出，其中，变工况下的进口压力和调节阀行程作为可调整参数，二者中其一通过外部给定，另一通过内部计算得到：当进口压力由外部给定时，则调节阀行程由内部计算得出；当调节阀行程由外部给定时，则进口压力由内部计算得出，变工况下的进口流量和出口压力由外部给定，变工况下的进口温度和进口比容由变工况下的进口压力和进口焓值得出；变工况下的流量系数通过内部计算得出，数值上，基准工况和变工况下的调节阀仿真模块的进口流量于喷嘴组仿真模块的进口流量；调节阀仿真模块的出口压力于喷嘴组仿真模块的进口压力，调节阀流量系数百分比是一组基于基准工况的调节阀流量系数的标幺值，变工况下，将所得调节阀流量系数除以基准工况的调节阀流量系数，可得出其调节阀流量系数百分比，调节阀特性函数是一组以调节阀行程为自变量，调节阀流量系数百分比为因变量的插值函数，调节阀行程依据调节阀流量系数百分比，通过调节阀特性函数的插值计算而得出；

步骤4：将单个调节阀和单个喷嘴组串接为一个配汽单元；再将多个配汽单元并联，即可构建为汽轮机组的配汽端；

各配汽单元的进口流量占汽轮机总进汽流量的比例与各喷嘴弧段所含喷嘴数有关，由基准工况指定各配汽单元的进口流量来确定。

2.根据权利要求1所述的一种汽轮机配汽端仿真计算方法，其特征在于，实际级压比ε通常在0.5～1.0，其中一部分超出了调节级特性数据的计算范围，为此，对拟合的各函数关系式做以下约定：

对于函数μ＝f(ε)，当ε≤0.546时，令μ＝1/ε；当ε≥1时，令μ＝0；

对于函数η＝f(ε)，当ε≥1时，令η＝0；

对于函数Ω＝f(ε)，当ε≥1时，令Ω＝1。