[发明专利]一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法

摘要

本发明公开了一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法，分别对三段式加热器的疏水冷却段、凝结段及过热蒸汽冷却段进行数据拟合得到各段传热单元数与某一参数的简化线性函数关系，据此计算得到上、下端差；本发明基于量纲分析原理和运行可测参数，分别对加热器疏水冷却段、凝结段及过热蒸汽冷却段进行分析，利用三段式加热器各段传热单元数与某一参数的简化线性函数关系，最终可求得任意给定运行工况下加热器进出口各热力参数，得到上、下端差，为确定加热器的变工况性能提供参考，测算方法简捷、应用范围广、精度高。

主权项

1.一种卧式三段式给水加热器上端差及下端差的测算方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）计算加热器疏水冷却段的传热单元数NTU₁与抽汽流量G_s、给水流量G_w的函数关系；（2）计算加热器凝结段的传热单元数NTU₂与给水流量G_w、饱和压力p_h的函数关系；（3）求任意运行工况下加热器的上端差及下端差：（31）在某一给定运行工况下，测量加热器的饱和压力p_h和给水进口温度t_w1，由此计算得到加热器的饱和温度t_h和饱和汽焓h_h；同时测量加热器的给水流量G_w、给水压力p_w、疏水压力p_od、抽汽压力p_s和抽汽温度t_s，根据给水压力p_w和给水进口温度t_w1计算得到疏水冷却段的给水定压比热C_pl1，根据抽汽压力_ps和抽汽温度t_s计算得到加热器的抽汽焓值h_s；步骤（32）～（37）为迭代Ⅱ:（32）设定本次迭代Ⅱ的抽汽流量初始值G_s^k2，其中，k2为迭代Ⅱ次数，未开始迭代Ⅱ时k2=0，G_s⁰为步骤（31）测量得到的给水流量G_w，k2大于0时，G_s^k2为上一次迭代Ⅱ求得的加热器抽汽流量G_s^k2’，由抽汽流量初始值G_s^k2和步骤（31）中测得的给水流量G_w根据步骤（1）得到的函数关系，求得本次迭代Ⅱ中加热器的疏水冷却段的传热单元数NTU₁^k2；（33）将步骤（31）中得到的饱和温度t_h、给水进口温度t_w1和步骤（32）求得的疏水冷却段的传热单元数NTU₁^k2带入公式t_od＝t_h-[1-exp(-NTU₁)](t_h-t_w1)，得到本次迭代Ⅱ中加热器的疏水温度t_od^k2，根据本次迭代Ⅱ中加热器的疏水温度t_od^k2和步骤（31）测得的疏水压力p_od计算本次迭代Ⅱ中疏水冷却段的疏水定压比热C'_pl1^k2；步骤（34）～（35）为迭代Ⅲ:（34）设定疏冷段给水出口温度t_1t^k3，其中，k3为迭代Ⅲ次数，未开始迭代Ⅲ时k3=0，t_1t⁰为步骤（31）测算得到的饱和温度t_h，k3大于0时，t_1t^k3=t_h-0.001k3，将步骤（31）中测得的饱和温度t_h、给水进口温度t_w1、步骤（33）中计算得到的本次迭代Ⅱ中加热器的疏水温度t_od^k2以及疏冷段给水出口温度t_1t^k3代入公式计算得到本次迭代Ⅲ中的疏水冷却段传热单元数NTU₁^k3；（35）比较步骤（32）中得到的NTU₁^k2和步骤（34）中得到的NTU₁^k3，判断是否满足|NTU₁^k3-NTU₁^k2|≤r3，其中，r3为工程应用的精度要求，0≤r3≤10^-3，满足则进入步骤（36），否则令k3=k3+1并回到步骤（34）；（36）将步骤（31）得到的给水流量G_w、饱和温度t_h、给水进口温度t_w1、给水定压比热C_pl1、步骤（33）得到的疏水温度t_od^k2、疏水定压比热C'_pl1^k2和步骤（34）得到的疏冷段给水出口温度t_1t^k3带入疏水冷却段能量平衡方程求得加热器抽汽流量G_s^k2’；（37）比较步骤（36）中求得的加热器抽汽流量G_s^k2’与步骤（32）中的本次迭代Ⅱ的抽汽流量初始值G_s^k2，判断是否满足|G_s^k2’-G_s^k2|≤r2，其中，r2为工程应用的精度要求，0≤r2≤10^-3，满足则进入步骤（38），否则令k2=k2+1并回到步骤（32）；（38）根据步骤（31）测得的给水流量G_w和饱和压力p_h，通过步骤（2）得到的函数关系，计算得到该给定运行工况下的加热器凝结段的传热单元数NTU₂；（39）将步骤（31）得到的饱和温度t_h、步骤（34）中的疏冷段给水出口温度t_1t^k3和步骤（38）求得的凝结段的传热单元数NTU₂代入公式t_2t=t_h-(t_h-t_1t)exp(-NTU₂)，求得该给定运行工况下的加热器凝结段给水出口温度t_2t；（310）根据步骤（31）得到的给水压力p_w和步骤（39）得到的加热器凝结段给水出口温度t_2t，求得过热蒸汽冷却段的定压比热C_pl3；（311）根据步骤（31）得到的饱和汽焓h_h、抽汽焓值h_s、给水流量G_w、步骤（36）求得的加热器抽汽流量G_s^k2’、步骤（39）求得的加热器凝结段给水出口温度t_2t和步骤（310）求得的过热蒸汽冷却段的定压比热C_pl3，通过能量平衡方程求得该给定运行工况下的过热蒸汽冷却段给水出口温度t_w2；（312）将步骤（31）中得到的饱和温度t_h和步骤（311）中得到的过热蒸汽冷却段给水出口温度t_w2代入公式δ=t_h-t_w2，计算得到该给定运行工况下加热器的上端差δ；将步骤（31）中得到的给水进口温度t_w1和步骤（33）中得到的疏水温度t_od^k2代入公式θ=t_od-t_w1，计算得到该给定运行工况下加热器的下端差θ。