CN103335538B - 一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，为了计算凝汽器热负荷进而计算设计条件下的凝汽器压力和传热端差，首先测量了凝汽器冷却水的出入口压力、温度、流量，凝汽器压力和大气压力等参数，对相应压力进行标高和大气压力修正，冷却水的密度、定压比热等通过调用嵌入到Excel中的水和水蒸汽性质函数加载宏来实现。本发明是一种简便、直观、能够利用假定初始冷却水温升自动重新计算修正到设计条件下的温升，从而快速、精确计算出设计条件下的凝汽器压力和传热端差的方法。

Description

一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法

技术领域

本发明涉及一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，尤其是一种电站凝汽器计算中将入口冷却水温度、流量修正到设计值后凝汽器压力和传热端差的精确计算方法。

背景技术

电站凝汽器现场性能试验，很难在设计的凝汽器入口冷却水温度和流量下进行，而对凝汽器性能(主要是凝汽器背压、传热端差等指标)的考核是以设计条件为基准，将试验结果修正到设计的冷却水温度下的值才能进行比较。

传统计算中在对冷却水温度和流量进行修正时，冷却水出口温度是未知的(见图3)，一般取凝汽器入口冷却水设计温度(例如20℃)加冷却水温升(即t₂＝Δt+t_1D，其中Δt为试验实测冷却水温升,t₂为出口冷却水温度，t_1D为设计入口冷却水温度)，因水的比热容和温度有关，当入口温度和流量发生变化后，水的比热容、传热系数等都要发生变化，在热负荷相同的情况下，冷却水的温升必然不同，因此，直接用原来实测的冷却水温升来计算出口冷却水温度是不准确的，以此来计算修正后的凝汽器传热端差就会因计算方法问题而产生误差；另外，修正计算过程异常复杂，手工计算容易出错，计算参数有任一发生改变时，需重新计算，费时费力，容易产生计算错误或误差。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，它能够简便、直观、能够利用假定初始冷却水温升自动重新计算修正到设计条件下的温升，从而快速、精确计算出设计条件下的凝汽器压力和传热端差的方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，它的步骤为：

第一步，首先计算温度修正系数F_T和流量修正系数F_V；

第二步，计算修正后的凝汽器总体传热系数K_C；

第三步，根据设计凝汽器入口冷却水温度和初始冷却水温升Δt₁(Δt₁可以取试验测定的温升或任意假定)，计算出冷却水的平均温度，利用《水和水蒸汽性质函数》求得冷却水平均温度下的定压比热C_P；

第四步，利用凝汽器热负荷Q、凝汽器循环冷却水流量G、第三步中的定压比热C_P、第二步中的修正后的凝汽器总体传热系数F_C、凝汽器换热面积F，通过迭代，计算得到设计条件下精确的冷却水温升；

第五步，用第四步的设计条件下精确的冷却水温升计算得到凝汽器传热端差δt；

第六步，计算出修正后的凝汽器压力对应的饱和温度t_SC，利用《水和水蒸汽性质函数》，求得修正后的凝汽器压力。

作为本发明的进一步改进，所述第一步中，V_D、V_T分别为设计、试验条件下的管内冷却水流速；β_tD、β_tT分别为设计、试验条件下的冷却水入口温度修正系数。

所述第二步中，K_C＝K_T×F_V×F_T，K_T为试验总体传热系数。

所述第四步中，令Δt₁＝Δt，Δt为计算冷却水温升，Q为凝汽器热负荷，G为凝汽器循环冷却水流量，C_P为冷却水平均温度下的定压比热C_P。

所述第五步中，F为凝汽器换热面积。

所述第六步中，t_SC＝t_1D+Δt+δt，t_1D为设计循环水入口温度。

作为本发明的进一步改进，所述第三步中，在Excel电子表格中，利用加载宏《水和水蒸汽性质函数》求得冷却水平均温度下的定压比热C_P；

所述第四步中，利用Excel的迭代功能，计算得到设计条件下精确的冷却水温升。

所述第六步中，利用加载宏《水和水蒸汽性质函数》，求得修正后的凝汽器压力。

本发明的有益效果是：Excel电子表格是人们常用的办公工具，计算人员非常容易上手；利用加载宏《水和水蒸汽性质函数》，可以自动求得不同状态下的热力参数；利用Excel编程，界面简便、直观，并能够自动、快速、直接地得到迭代计算结果。

附图说明

图1为本发明计算方法流程图。

图2为凝汽器换热示意图。

图3为冷却水温升变化曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

图2给出了本发明中凝汽器的换热过程，汽轮机排汽到凝汽器，湿蒸汽的潜热被冷却水吸收后变为凝结水；图3给出了本发明中冷却水从进入凝汽器到排出过程中吸收汽轮机排汽的热量后的温升变化曲线，冷却水温升Δt＝t₂-t₁(t₁为冷却水入口温度，t₂为出口温度)；凝汽器端差δt＝t_s-t₂(t_s为凝汽器压力对应的饱和温度)。

如图1所示，计算设计条件下的凝汽器压力和传热端差，首先测量了凝汽器冷却水的出入口压力、温度、流量，凝汽器压力和大气压力等参数，对相应压力进行标高和大气压力修正，冷却水的密度、定压比热等通过调用嵌入到Excel中的水和水蒸汽性质函数加载宏来实现。

应用实例：以某厂N315-16.7/538/538型凝汽式汽轮机为例，凝汽器型号为N-18500-2型，设计冷却水流量为36500t/h，入口水温为20℃，计算结果见下表。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (4)

1.一种电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，其特征是，它的步骤为：

第一步，计算温度修正系数F_T和流量修正系数F_V；

V_D、V_T分别为设计、试验条件下的管内冷却水流速；β_tD、β_tT分别为设计、试验条件下的冷却水入口温度修正系数；

第二步，计算修正后的凝汽器总体传热系数K_C；

K_C＝K_T×F_V×F_T，K_T为试验总体传热系数；

第三步，根据设计凝汽器入口冷却水温度和初始冷却水温升Δt₁，在此预先输入初始冷却水温升Δt₁；计算出冷却水的平均温度，利用水和水蒸汽性质函数求得冷却水平均温度下的定压比热C_P；

第四步，利用凝汽器热负荷Q、凝汽器循环冷却水流量G和第三步中的定压比热C_P，通过迭代，计算得到设计条件下精确的冷却水温升Δt；

令Δt₁＝Δt，计算得到设计条件下精确的冷却水温升Δt数值；

第五步，通过第二步中的修正后的凝汽器总体传热系数K_C、用第四步的设计条件下精确的冷却水温升Δt和凝汽器换热面积F计算得到凝汽器传热端差δt；

$\mathrm{\δ}t=\frac{\mathrm{\Δ}t}{e^{\frac{K_c\·F}{G\·C_P}}-1};$

第六步，计算出修正后的凝汽器压力对应的饱和温度t_SC，利用水和水蒸汽性质函数，求得修正后的凝汽器压力；

t_SC＝t_1D+Δt+δt，t_1D为设计循环水入口温度。

2.如权利要求1所述的电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，其特征是，所述第三步中，在Excel电子表格中，利用加载宏水和水蒸汽性质函数求得冷却水平均温度下的定压比热C_P。

3.如权利要求1所述的电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，其特征是，所述第四步中，利用Excel的迭代功能，计算得到设计条件下精确的冷却水温升。

4.如权利要求1所述的电站凝汽器压力和传热端差的计算方法，其特征是，所述第六步中，利用加载宏水和水蒸汽性质函数，求得修正后的凝汽器压力。