CN113011115B - 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备 - Google Patents

一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN113011115B
CN113011115B CN202110321450.0A CN202110321450A CN113011115B CN 113011115 B CN113011115 B CN 113011115B CN 202110321450 A CN202110321450 A CN 202110321450A CN 113011115 B CN113011115 B CN 113011115B
Authority
CN
China
Prior art keywords
heat flow
flow density
density distribution
distribution cloud
cloud picture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110321450.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113011115A (zh
Inventor
李德波
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd
Original Assignee
China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd filed Critical China Southern Power Grid Power Technology Co Ltd
Priority to CN202110321450.0A priority Critical patent/CN113011115B/zh
Publication of CN113011115A publication Critical patent/CN113011115A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113011115B publication Critical patent/CN113011115B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
    • G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
    • G06F30/28—Design optimisation, verification or simulation using fluid dynamics, e.g. using Navier-Stokes equations or computational fluid dynamics [CFD]
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2113/00—Details relating to the application field
    • G06F2113/08—Fluids
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/08—Thermal analysis or thermal optimisation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2119/00—Details relating to the type or aim of the analysis or the optimisation
    • G06F2119/14—Force analysis or force optimisation, e.g. static or dynamic forces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computing Systems (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)

Abstract

本发明涉及一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备，该方法包括：通过将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；接着对矩形做平行四边形变换，得到平行四边形的第二热流密度分布云图；最后将平行四边形的第二热流密度分布云图逆变换回矩形，得到能够反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图，在第三热流密度分布云图中便可获取螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据。该螺旋管圈热流密度变换方法通过一系列变换得到螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据，以该热流密度数据作为水动力计算的输入参数，对螺旋管圈水冷壁进行水动力计算，可使螺旋管圈水冷壁的水动力计算结果更为精确。

Description

一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及火力发电技术领域，尤其涉及一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备。
背景技术
目前我国的电力供应仍然以火力发电为主，随着我国电网负荷峰谷差迅速增大，在电网的输电系统中原本按照基本负荷设计的超临界火力发电机组也开始频繁参与调峰。为了适应电网调峰的需要，火力发电的机组负荷需要频繁变化，这对锅炉水冷壁的安全性和可靠性提出了更高的要求。
在火力发电中，螺旋管圈水冷壁适应于变压运行的要求，因而非常适用于机组调峰。目前火力发电机组锅炉水冷壁主要采用上部垂直管屏、下部螺旋管圈的形式，螺旋管圈由许多根并联管沿炉膛周壁盘旋上升组成，这种形式的水冷壁对炉膛四周吸热不均匀性不太敏感，因此螺旋管圈水冷壁具有良好的均流性。但由于螺旋管圈内工质所受重力与工质流动方向不一致，在倾斜沸腾管中将发生汽水分层流动，内壁温度沿管截面周向变化。
目前因锅炉受热面水动力特性不良引起的水冷壁金属超温现象时有发生，长期的壁温波动还会使得水冷壁出现横向裂纹，导致水冷壁泄漏，严重危害锅炉的安全有效运行，因而水冷壁水动力计算具有十分重要的意义。通过正确的水动力计算，可以确保整个锅炉系统的安全运行，同时也可改善水冷壁的设计，提高水冷壁系统性能。在目前的水动力计算中，对螺旋管圈水冷壁的处理采用与垂直管屏类似的方法，主要是：对锅炉按前后墙和两侧墙划分回路并分配各回路管子根数，在计算过程中直接使用模拟得到的热流密度分布数据。此处理方式存在的问题是：按前后墙和两侧墙划分回路，划分得到的管子回路跟垂直管屏一样，管子是从下往上垂直上升的，此时直接使用模拟得到的热流密度分布数据，是垂直管屏管子外表面真实的边界条件，而不是螺旋管管子外表面真实的边界条件，因为螺旋管圈水冷壁管子是从下往上螺旋盘绕上升的，而不是从下往上垂直上升的。
综上所述，现有对螺旋管圈水冷壁的处理的方式直接使用模拟得到的热流密度分布数据对螺旋管圈进行水动力计算导致螺旋管圈水冷壁水动力计算结果不够精确的缺陷。
发明内容
本发明实施例提供了一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备，用于解决现有对螺旋管圈水冷壁的处理的方式直接使用模拟得到的热流密度分布数据对螺旋管圈进行水动力计算，计算结果不够精确的技术问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
一种螺旋管圈热流密度变换方法，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，包括以下步骤：
将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
对所述第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
对所述第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据所述第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据。
优选地，该螺旋管圈热流密度变换方法还包括：对所述第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，所述网格单元的热流密度为形成该网格单元中四个所述节点热流密度的平均值。
优选地，该螺旋管圈热流密度变换方法还包括：对所述第三热流密度分布云图的矩形进行沿长度方向和高度方向划分为多个网格单元的离散处理。
优选地，得到呈矩形的第一热流密度分布云图之前还包括：采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度。
优选地，所述螺旋管圈为倾角或内螺纹管的螺旋管圈。
本发明还提供一种螺旋管圈热流密度变换装置，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，包括展开模块、第一变换模块和第二变换模块；
所述展开模块，用于将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
所述第一变换模块，用于对所述第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
所述第二变换模块，用于对所述第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据所述第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据。
优选地，所述第二变换模块还用于对所述第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，所述网格单元的热流密度为形成该网格单元的四个所述节点的热流密度的平均值。
优选地，所述第二变换模块还用于对所述第三热流密度分布云图的矩形进行沿长度方向和高度方向划分为多个网格单元的离散处理。
优选地，该螺旋管圈热流密度变换装置还包括数据获取模块，所述数据获取模块用于采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度。
本发明还提供一种螺旋管圈热流密度变换设备，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行上述所述的螺旋管圈热流密度变换方法。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：该螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备通过将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；接着对矩形做平行四边形变换，得到平行四边形的第二热流密度分布云图；最后将平行四边形的第二热流密度分布云图逆变换回矩形，得到能够反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图，在第三热流密度分布云图中便可获取螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据；该螺旋管圈热流密度变换方法通过一系列变换得到螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据，以该热流密度数据作为水动力计算的输入参数，对螺旋管圈水冷壁进行水动力计算，可使螺旋管圈水冷壁的水动力计算结果更为精确，解决了现有对螺旋管圈水冷壁的处理的方式直接使用模拟得到的热流密度分布数据对螺旋管圈进行水动力计算，计算结果不够精确的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法的步骤流程图。
图2为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开图。
图3为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法平行四边形变换的示意图。
图4为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换装置的框架图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本申请实施例提供了一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备，解决了现有对螺旋管圈水冷壁的处理的方式直接使用模拟得到的热流密度分布数据对螺旋管圈进行水动力计算，计算结果不够精确的技术问题。
实施例一：
图1为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法的步骤流程图。
如图1所示，本发明实施例提供了一种螺旋管圈热流密度变换方法，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，包括以下步骤：
S10.采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度；
S20.将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
S30.对第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
S40.对第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据。
在本发明的步骤S10中，主要是采用Fluent软件或CFD软件获取锅炉螺旋管圈水冷壁的热流密度，为步骤S40获得精确的螺旋管圈水冷壁的热流密度数据提供基础数据。
需要说明的是，螺旋管圈可以为不同倾角的或内螺纹管的螺旋管圈。在本实施例中，优先选用倾角优化的螺旋管圈。
图2为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开图，图3为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换方法平行四边形变换的示意图。
在本发明的步骤S20至步骤S40中，主要是通过矩形与平行四边形之间的变换，得到第三热流密度分布云图，从第三热流密度分布云图中获得比较精确的螺旋管圈水冷壁的热流密度数据。
需要说明的是，如图2和图3所示，矩形ABCD为锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端部分的螺旋管圈水冷壁四墙沿炉膛周向展开后的第一热流密度分布云图，线段DE为螺旋管圈中管组的一根螺旋管从灰斗顶端至螺旋管圈顶端全部拉直后的形状，以该螺旋管为例，此螺旋管从灰斗顶端上的D点出发，依次沿着前、右、后和左墙盘旋上升一圈后到达左墙和前墙交线上的点J，然后再从J点出发又依次沿着炉墙盘旋上升直到到达螺旋管圈顶端，如图2和图3中虚线段GH所示(实际锅炉上，点J和点G为同一点)。将虚线段GH平移至JE，便将此根螺旋管全部拉直为DE，线段DE的长度即为该螺旋管的长度。将线段HE向右平移至线段EF，连接FC，组成平行四边形EFCD，该平行四边形EFCD即为灰斗顶端至螺旋管圈顶端部分的螺旋管圈中的所有螺旋管拉直后形成的平面，将矩形ABCD变换为平行四边形EFCD的过程即为步骤S30中的平行四边形变换，平行四边形EFCD为变换后得到第二热流密度分布云图。其中，三角形JCK的热流密度由三角形GDJ内的热流密度平移得到，三角形LKF的热流密度由三角形AGH内的热流密度平移得到，梯形EJKL的热流密度由HGJB内的热流密度平移得到。最后将第二热流密度分布云图EFCD逆变换回矩形，即可得到能够反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图，根据步骤S10得到是热流密度从而获得螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据。在步骤S40中进行逆变换过程为：将E点拉回A点，将F点拉回B点，重新组成新的矩形ABCD。
在本发明实施例的步骤S20至步骤S40中，把螺旋管圈拉直从而沿着螺旋管的螺旋上升的路径获取螺旋管外表面的热流密度数据，此时得到的热流密度数据为螺旋管外表面真实的边界条件，从而克服了步骤S10直接使用模拟得到的热流密度对螺旋管圈进行水动力计算导致螺旋管圈水冷壁水动力计算结果不够精确的缺陷。
本发明提供的一种螺旋管圈热流密度变换方法通过将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；接着对矩形做平行四边形变换，得到平行四边形的第二热流密度分布云图；最后将平行四边形的第二热流密度分布云图逆变换回矩形，得到能够反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图，在第三热流密度分布云图中便可获取螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据；该螺旋管圈热流密度变换方法通过一系列变换得到螺旋管圈水冷壁真实的热流密度数据，以该热流密度数据作为水动力计算的输入参数，对螺旋管圈水冷壁进行水动力计算，可使螺旋管圈水冷壁的水动力计算结果更为精确，解决了现有对螺旋管圈水冷壁的处理的方式直接使用模拟得到的热流密度分布数据对螺旋管圈进行水动力计算，计算结果不够精确的技术问题。
在本发明的一个实施例中，该螺旋管圈热流密度变换方法还包括：对第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，网格单元的热流密度为形成该网格单元中四个节点热流密度的平均值。
需要说明的是，离散处理主要是指对锅炉炉膛的四墙沿矩形是长度方向和高度方向进行网格划分，将锅炉四壁划分为多个网格单元。每个网格单元内的热流密度为该网格单元内四个节点热流密度的平均值。其中，对离散处理后得到的每个螺旋管圈水冷壁网格单元内的四个节点热流密度取平均，代表该螺旋管圈水冷壁网格单元上的热流密度。一个网格单元由四个节点和四条直线围成的。在本实施例中，节点的热流密度数据为步骤S10获得的热流密度。
实施例二：
图4为本发明实施例所述的螺旋管圈热流密度变换装置的框架图。
如图4所示，本发明实施例还提供一种螺旋管圈热流密度变换装置，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，包括数据获取模块10、展开模块20、第一变换模块30和第二变换模块40；
数据获取模块10，用于采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度；
展开模块20，用于将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
第一变换模块30，用于对第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
第二变换模块40，用于对第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据。
在本发明的实施例中，第二变换模块40还用于对第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，网格单元的热流密度为形成该网格单元的四个节点的热流密度的平均值。
在本发明的实施例中，第二变换模块40还用于对第三热流密度分布云图的矩形进行沿长度方向和高度方向划分为多个网格单元的离散处理。
需要说明的是，实施例二装置中的模块对应于实施例一方法中的步骤内容，实施例一方法中的步骤内容已在实施例一中详细阐述了，在此实施例二中不再对装置中的模块内容进行详细阐述。
实施例三：
本发明实施例提供了一种螺旋管圈热流密度变换设备，包括处理器以及存储器；
存储器，用于存储程序代码，并将程序代码传输给处理器；
处理器，用于根据程序代码中的指令执行上述的螺旋管圈热流密度变换方法。
需要说明的是，处理器用于根据所程序代码中的指令执行上述的一种螺旋管圈热流密度变换方法实施例中的步骤。或者，处理器执行计算机程序时实现上述各系统/装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，计算机程序可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本申请。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器可以是终端设备的内部存储单元，例如终端设备的硬盘或内存。存储器也可以是终端设备的外部存储设备，例如终端设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡(SmartMedia Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器还可以既包括终端设备的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器用于存储计算机程序以及终端设备所需的其他程序和数据。存储器还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种螺旋管圈热流密度变换方法，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，其特征在于，包括以下步骤：
将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
对所述第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
对所述第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据所述第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据；
第一热流密度分布云图的矩形记为矩形ABCD，第二热流密度分布云图的平行四边形记为平行四边形EFCD，第一热流密度分布云图的矩形、第二热流密度分布云图的平行四边形和第三热流密度分布云图的矩形的变换过程包括：以螺旋管从灰斗顶端上的D点出发，依次沿着螺旋管圈水冷壁的前墙、右墙、后墙和左墙盘旋上升一圈后到达左墙和前墙交线上点J，再从点J出发又依次沿着炉膛墙盘旋上升直到到达螺旋管圈顶端得到线段GH，将线段GH平移至线段JE，之后将此根螺旋管全部拉直得到线段DE，连接HE得到线段HE并将线段HE向右平移至线段EF，连接FC得到平行四边形EFCD；将第二热流密度分布云图EFCD逆变换回矩形ABCD，即得到反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图。
2.根据权利要求1所述的螺旋管圈热流密度变换方法，其特征在于，还包括：对所述第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，所述网格单元的热流密度为形成该网格单元中四个所述节点热流密度的平均值。
3.根据权利要求2所述的螺旋管圈热流密度变换方法，其特征在于，还包括：对所述第三热流密度分布云图的矩形进行沿长度方向和高度方向划分为多个网格单元的离散处理。
4.根据权利要求1所述的螺旋管圈热流密度变换方法，其特征在于，得到呈矩形的第一热流密度分布云图之前还包括：采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度。
5.根据权利要求1所述的螺旋管圈热流密度变换方法，其特征在于，所述螺旋管圈为倾角或内螺纹管的螺旋管圈。
6.一种螺旋管圈热流密度变换装置，应用在火力发电的计算锅炉螺旋管圈的水动力上，其特征在于，包括展开模块、第一变换模块和第二变换模块；
所述展开模块，用于将锅炉的灰斗顶端至螺旋管圈顶端的螺旋管圈水冷壁沿炉膛周向展开，得到呈矩形的第一热流密度分布云图；
所述第一变换模块，用于对所述第一热流密度分布云图进行平行四边形变换，直至螺旋管圈拉直形成一条直线，得到呈平行四边形的第二热流密度分布云图；
所述第二变换模块，用于对所述第二热流密度分布云图进行逆变换，得到呈矩形的第三热流密度分布云图，并依据所述第三热流密度分布云图获取螺旋管圈水冷壁的热流密度数据；
第一热流密度分布云图的矩形记为矩形ABCD，第二热流密度分布云图的平行四边形记为平行四边形EFCD，第一热流密度分布云图的矩形、第二热流密度分布云图的平行四边形和第三热流密度分布云图的矩形的变换过程包括：以螺旋管从灰斗顶端上的D点出发，依次沿着螺旋管圈水冷壁的前墙、右墙、后墙和左墙盘旋上升一圈后到达左墙和前墙交线上点J，再从点J出发又依次沿着炉膛墙盘旋上升直到到达螺旋管圈顶端得到线段GH，将线段GH平移至线段JE，之后将此根螺旋管全部拉直得到线段DE，连接HE得到线段HE并将线段HE向右平移至线段EF，连接FC得到平行四边形EFCD；将第二热流密度分布云图EFCD逆变换回矩形ABCD，即得到反映真实螺旋管圈吸热情况的第三热流密度分布云图。
7.根据权利要求6所述的螺旋管圈热流密度变换装置，其特征在于，所述第二变换模块还用于对所述第三热流密度分布云图进行离散处理，得到n个网格单元和m个节点，所述网格单元的热流密度为形成该网格单元的四个所述节点的热流密度的平均值。
8.根据权利要求7所述的螺旋管圈热流密度变换装置，其特征在于，所述第二变换模块还用于对所述第三热流密度分布云图的矩形进行沿长度方向和高度方向划分为多个网格单元的离散处理。
9.根据权利要求6所述的螺旋管圈热流密度变换装置，其特征在于，还包括数据获取模块，所述数据获取模块用于采用Fluent软件或CFD软件对火力发电的燃煤锅炉炉内燃烧过程的模拟，得到锅炉的螺旋管圈水冷壁的热流密度。
10.一种螺旋管圈热流密度变换设备，其特征在于，包括处理器以及存储器；
所述存储器，用于存储程序代码，并将所述程序代码传输给所述处理器；
所述处理器，用于根据所述程序代码中的指令执行如权利要求1-5任意一项所述的螺旋管圈热流密度变换方法。
CN202110321450.0A 2021-03-25 2021-03-25 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备 Active CN113011115B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110321450.0A CN113011115B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110321450.0A CN113011115B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113011115A CN113011115A (zh) 2021-06-22
CN113011115B true CN113011115B (zh) 2023-01-13

Family

ID=76407262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110321450.0A Active CN113011115B (zh) 2021-03-25 2021-03-25 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113011115B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105427384A (zh) * 2015-12-03 2016-03-23 长安大学 一种在圆柱螺旋缠绕体表面生成cfd网格的方法
CN105550481A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 中国科学院广州能源研究所 一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643333B (zh) * 2016-06-16 2022-09-13 塔塔咨询服务有限公司 用于被调节空间的热流体管理的系统和方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105427384A (zh) * 2015-12-03 2016-03-23 长安大学 一种在圆柱螺旋缠绕体表面生成cfd网格的方法
CN105550481A (zh) * 2016-01-29 2016-05-04 中国科学院广州能源研究所 一种基于水重力热管的烟气换热器的优化设计方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113011115A (zh) 2021-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Komen et al. Quasi-DNS capabilities of OpenFOAM for different mesh types
Lobón et al. Modeling direct steam generation in solar collectors with multiphase CFD
WO2022199409A1 (zh) 锅炉高温受热面管屏壁温偏差的预测方法、装置及设备
JP6404904B2 (ja) 原子炉容器内部での流体の流れのシミュレーション方法、及び、原子炉炉心の部品の機械的変形の計算方法、及び、関連するコンピュータープログラム製品
Sajadi et al. Experimental and numerical study on heat transfer, flow resistance, and compactness of alternating flattened tubes
CN109002632B (zh) 液冷系统仿真方法及设备
Jordaan et al. Numerical development of a coupled one-dimensional/three-dimensional computational fluid dynamics method for thermal analysis with flow maldistribution
CN111625754B (zh) 用于计算锅炉能效的方法、装置、终端设备和存储介质
Lee et al. Creep-fatigue damage evaluation of sodium to air heat exchanger in sodium test loop facility
Wan et al. Dynamic modeling of AP1000 steam generator for control system design and simulation
Jo et al. CFD analysis of thermally stratified flow and conjugate heat transfer in a PWR pressurizer surgeline
Wang et al. Neutron transport solution of lattice Boltzmann method and streaming-based block-structured adaptive mesh refinement
Zanetti et al. A Geometric Multiscale modelling approach to the analysis of MSR plant dynamics
CN113011115B (zh) 一种螺旋管圈热流密度变换方法、装置及设备
CN115587505A (zh) 基于无量纲特征参数的流动传热模型构建方法和装置
Zhang et al. Implementation of the system thermal-hydraulic code TRACE into SALOME platform for multi-scale coupling
Lee et al. Parametric study on hydraulic performance of an inlet plenum in a printed-circuit heat exchanger
Lee et al. Optimization of printed circuit heat exchanger using exergy analysis
Godino et al. CFD simulation of the pre-heater of a nuclear facility steam generator using a thermal coupled model
Hernandez et al. Development of a CFD-based model to simulate loss of flow transients in a small lead-cooled reactor
Zemler et al. Investigation of shroud geometry to passively improve heat transfer in a solar thermal storage tank
Zhou et al. Coupled optical and thermal simulation of the thermal performance of a 50 MWe external cylindrical solar receiver
Duan et al. Semi-implicit incompressible SPH fluid simulation in a marine simulator
Bošnjak et al. Block‐structured mesh generation from implicit geometries for cardiovascular applications
CN117634099B (zh) 管壳式换热器模化方法、装置、存储介质及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant