CN115371453A - 一种获取凝汽器循环水最优流量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种获取凝汽器循环水最优流量的方法。所述方法包括：步骤S1：确认循环水温度‑电功率修正函数Ct＝f1(t)，循环水流量‑电功率修正函数Cq＝f2(q)，以及背压‑电功率修正函数Cp＝f3(p)；步骤S2：获取凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe；步骤S3：比较凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe与循环水泵正常运行的额定流量Qz；若Qe≤Qz，则此时的循环水最优流量为Qe；若Qz＜Qe，则此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz；步骤S4：当循环水最优流量为Q时，获取Q的数值。本发明在不同循环水温度下计算对机组出力最有利的循环水流量，用以指导机组高效运行。

Description

一种获取凝汽器循环水最优流量的方法
技术领域
本发明涉及核电技术领域，尤其涉及一种获取凝汽器循环水最优流量的方法。
背景技术
核电汽轮发电机组凝汽器多采用海水作为循环水，循环水温度随季节不断变化，当循环水温度低至一定程度后，较大的循环水流量就会对排入凝汽器的低压缸排汽造成过冷却，不仅无法提升机组出力，还会浪费能量，不利于电厂的实际经济效益。而循环水温度较高时较大的循环水流量可以更好地冷却低压缸排汽，降低机组背压，提高机组效率。
为了有效提高电厂经济效益，需要确定不同循环水温度下最优循环水流量，并以此为基础，调节循环水泵流量和转速。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种获取凝汽器循环水最优流量的方法，在不同循环水温度下计算对机组出力最有利的循环水流量，用以指导机组高效运行。
本发明提供了一种获取凝汽器循环水最优流量的方法，包括以下步骤：
步骤S1：确认循环水温度-电功率修正函数Ct＝f1(t)，循环水流量-电功率修正函数Cq＝f2(q)，以及背压-电功率修正函数Cp＝f3(p)；
步骤S2：获取凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe；
步骤S3：比较凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe与循环水泵正常运行的额定流量Qz；
若Qe≤Qz，则此时的循环水最优流量为Qe；
若Qz＜Qe，则此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz；
步骤S4：当循环水最优流量为Q时，获取Q的数值。
优选地，所述步骤S4具体包括：
当循环水最优流量为Q时，循环水泵功率为
Figure BDA0003069245190000021
海水温度为Th，循环水流量为Q时，机组修正后电功率为W1Q＝W1×(1+CTh)×[1+f2(Q)]；
设Wz-WQ＝W1-W1Q，形成方程，设计算此时的Q＝Qe1；
若Qe1＞Qz，则此时循环水最优流量为Qz；
若Qe1≤Qz，则此时循环水最优流量为Qe1；
W1为汽轮发电机组的额定电功率；
Wz为循环水泵额定流量时的功率。
优选地，所述步骤S2中，背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)。
优选地，所述步骤S2中，当前循环水温度为Th，则循环水温度修正系数为CTh＝f1(Th)。
优选地，所述步骤S2中，对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，通过方程
Figure BDA0003069245190000022
解出流量值Qe。
优选地，所述步骤S2中，背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)；当前循环水温度为Th，则循环水温度修正系数为CTh＝f1(Th)；对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，通过方程
Figure BDA0003069245190000023
解出流量值Qe。
优选地，所述步骤S3中，若Qe≤Qz，当前循环水温度为Th时循环水流量无需达到泵额定流量既可以使凝汽器达到阻塞背压，则此时的循环水最优流量为Qe。
优选地，所述步骤S3中，若Qz＜Qe，循环水温度为Th时循环水泵无法提供使凝汽器背压达到阻塞背压的循环水流量，则设此时循环水最优流量为Q，此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz。
与现有技术相比，本发明获取凝汽器循环水最优流量的方法，可以计算出当前循环水温度下对机组出力最有利的凝汽器循环水最优流量，用于循环水泵带有调频变速运行功能的电厂调节循环水流量使用。通过百万千瓦核电机组试验结果可知，本发明所述方法计算达到凝汽器阻塞背压流量与实测最优循环水流量偏差约3～5m3/s，整体结果偏差较低。使用该方式可以较为简单精准地计算出当前循环水温度下对机组效益来说最优循环水流量，提高电厂机组运行经济效益。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明的实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明的限制。
本发明的实施例公开了一种获取凝汽器循环水最优流量的方法，包括以下步骤：
步骤S1：确认循环水温度-电功率修正函数Ct＝f1(t)，循环水流量-电功率修正函数Cq＝f2(q)，以及背压-电功率修正函数Cp＝f3(p)；
步骤S2：获取凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe；
步骤S3：比较凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe与循环水泵正常运行的额定流量Qz；
若Qe≤Qz，则此时的循环水最优流量为Qe；
若Qz＜Qe，则此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz；
步骤S4：当循环水最优流量为Q时，获取Q的数值。
以下按照步骤详细说明本发明的方法。
步骤S1：确认循环水温度-电功率修正函数Ct＝f1(t)，循环水流量-电功率修正函数Cq＝f2(q)，以及背压-电功率修正函数Cp＝f3(p)；
不同型号的机组修正因子的计算函数也有所不同，该函数可由汽轮发电机组制造厂家在考核试验前提供。
步骤S2：获取凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe；
背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)；当前循环水温度为Th，则循环水温度修正系数为CTh＝f1(Th)；对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，通过方程
Figure BDA0003069245190000041
解出流量值Qe。
Qe为循环水温度为Th时，使凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量。
步骤S3：比较凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe与循环水泵正常运行的额定流量Qz；
若Qe≤Qz，当前循环水温度为Th时循环水流量无需达到泵额定流量既可以使凝汽器达到阻塞背压，则此时的循环水最优流量为Qe；
若Qz＜Qe，循环水温度为Th时循环水泵无法提供使凝汽器背压达到阻塞背压的循环水流量，则设此时循环水最优流量为Q，此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz。
步骤S4：当循环水最优流量为Q时，获取Q的数值。
所述步骤S4具体包括：
当循环水最优流量为Q时，利用离心式变频循环水泵流量和转速成正比，电功率和转速的三次方成正比的关系计算循环水泵功率为
Figure BDA0003069245190000042
此WQ是一个自变量为Q的函数；
海水温度为Th，循环水流量为Q时，机组修正后电功率为W1Q＝W1×(1+CTh)×[1+f2(Q)]；W1Q是一个自变量为Q的函数。
设Wz-WQ＝W1-W1Q，即循环水流量变化导致的汽轮发电机组电功率变化量等于循环水泵电功率变化量，形成方程，设计算此时的Q＝Qe1；
若Qe1＞Qz，则此时循环水最优流量为Qz；
若Qe1≤Qz，则此时循环水最优流量为Qe1；
W1为汽轮发电机组的额定电功率；
Wz为循环水泵额定流量时的功率。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的获取凝汽器循环水最优流量的方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
步骤一：确认循环水温度—电功率修正函数Ct＝f1(t)；循环水流量—电功率修正函数Cq＝f2(q)，背压—电功率修正函数Cp＝f3(p)；
步骤二：背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)；当前循环水温度为(Th)，则循环水温度修正系数为CTh＝f1(Th)；对于汽轮发电机组冷端凝汽器修正来说，对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，因此通过方程
Figure BDA0003069245190000051
解出流量值Qe，Qe为循环水温度为Th时，使凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量。
步骤三：对比Qe和泵额定流量Qz：
1、如果Qe≤Qz，则说明当前循环水温度为Th时循环水流量无需达到泵额定流量既可以使凝汽器达到阻塞背压，多余的流量会造成厂用电的浪费，则此时的循环水最优流量应为Qe；
2、如果Qz＜Qe，说明循环水温度为Th时循环水泵无法提供使凝汽器背压达到阻塞背压的循环水流量，则设此时循环水最优流量应为Q，计算出的Q必然小于或等于泵的额定流量，即Q≤Qz；
步骤四：利用离心式变频循环水泵流量和转速成正比，电功率和转速的三次方成正比的关系计算此时的泵功率为
Figure BDA0003069245190000052
此WQ是一个自变量为Q的函数。
循环水温度为Th，循环水流量为Q时，根据机组电功率修正公式，修正后电功率为W1Q＝W1×(1+CTh)×[1+f2(Q)]；W1Q是一个自变量为Q的函数。
设Wz-WQ＝W1-W1Q，即循环水流量变化导致的汽轮发电机组电功率变化量等于循环水泵电功率变化量，形成方程，设计算出此时的Q＝Qe1；
如果Qe1＞Qz，则此时循环水最优流量为Qz(因Q≤Qz)；
如果Qe1≤Qz，则此时循环水最优流量为Qe1。
汽轮发电机组凝汽器设计阻塞背压为Pz，循环水泵正常运行的额定流量Qz，循环水泵额定流量时的功率Wz，汽轮发电机组的额定电功率W1。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：确认循环水温度-电功率修正函数Ct＝f1(t)，循环水流量-电功率修正函数Cq＝f2(q)，以及背压-电功率修正函数Cp＝f3(p)；
步骤S2：获取凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe；
步骤S3：比较凝汽器达到阻塞背压所需要的循环水流量Qe与循环水泵正常运行的额定流量Qz；
若Qe≤Qz，则此时的循环水最优流量为Qe；
若Qz＜Qe，则此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz；
步骤S4：当循环水最优流量为Q时，获取Q的数值。
2.根据权利要求1所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：
当循环水最优流量为Q时，循环水泵功率为
Figure FDA0003069245180000011
海水温度为Th，循环水流量为Q时，机组修正后电功率为W1Q＝W1×(1+CTh)×[1+f2(Q)]；
设Wz-WQ＝W1-W1Q，形成方程，设计算此时的Q＝Qe1；
若Qe1＞Qz，则此时循环水最优流量为Qz；
若Qe1≤Qz，则此时循环水最优流量为Qe1；
W1为汽轮发电机组的额定电功率；
Wz为循环水泵额定流量时的功率。
3.根据权利要求1所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)。
4.根据权利要求1所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，当前循环水温度为Th，则循环水温度修正系数为C Th＝f1(Th)。
5.根据权利要求1所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，通过方程
Figure FDA0003069245180000021
解出流量值Qe。
6.根据权利要求3～5任意一项所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S2中，背压为阻塞背压Pz时，背压修正系数CPz＝f3(Pz)；当前循环水温度为Th，则循环水温度修正系数为CTh＝f1(Th)；对凝汽器同时进行循环水温度和循环水流量修正等于单独对凝汽器背压进行修正计算，通过方程
Figure FDA0003069245180000022
解出流量值Qe。
7.根据权利要求1所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S3中，若Qe≤Qz，当前循环水温度为Th时循环水流量无需达到泵额定流量既可以使凝汽器达到阻塞背压，则此时的循环水最优流量为Qe。
8.根据权利要求7所述的获取凝汽器循环水最优流量的方法，其特征在于，所述步骤S3中，若Qz＜Qe，循环水温度为Th时循环水泵无法提供使凝汽器背压达到阻塞背压的循环水流量，则设此时循环水最优流量为Q，此时循环水最优流量为Q，Q≤Qz。
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