【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于仿真，尤其涉及一種針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法。
技術介紹
1、在蒸汽排放系統中，減溫減壓箱是十分重要的組成結構，減溫減壓箱的工作狀態對蒸汽排放系統經濟性與安全性緊密相關。在正常工作狀態時，蒸汽系統內高壓蒸汽在蒸汽發生器產生之后，經由蒸汽管道進入汽輪機做功，最終排入冷凝器，但是在外部輸出功率變化或者遇到特殊情況需要汽輪機脫離蒸汽系統時，多余的高溫高壓蒸汽不能直接排入冷凝器，出于安全考慮高溫高壓蒸汽需要先經過蒸汽排放系統，經過減溫減壓箱的減溫減壓處理之后，才能安全排放進入冷凝器，回歸二回路循環。
2、減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱情況復雜，通常相關熱力計算均認為噴淋的冷卻水與高溫蒸汽完全充分混合，僅僅進行簡單質量守恒與能量守恒計算。減溫減壓箱內部汽水混合直接接觸換熱具有換熱面積大，劇烈攪渾等特點，因此實際依靠cfd方法進行仿真計算需要耗費大量時間。
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本專利技術提出了一種針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，以解決上述現有技術存在的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供了一種針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，包括：
3、對減溫減壓箱換熱段冷卻水噴淋進行霧化處理，計算冷卻水液滴的液滴速度；對非換熱段高溫蒸汽進行預處理，計算獲得非換熱段的高溫蒸汽質量流量；對預設的冷卻水質量流量進行平均化處理；
4、對減溫減壓箱換熱段的壓力值進行預設，基于高溫蒸汽質量流
5、基于出口蒸汽質量流量與出口蒸汽密度計算獲得實際換熱段壓力，將實際換熱段壓力與預設的壓力值進行對比，若一致，則進行下一階段的計算，若不一致，則修正預設的壓力值，再次計算實際換熱段壓力，直至一致。
6、可選的，所述方法還包括：將減溫減壓箱根據連接方式進行簡化，獲得減溫減壓箱的簡化結構；基于所述簡化結構進行減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算。
7、可選的，計算冷卻水液滴的液滴速度的過程包括：
8、基于噴嘴的前后壓差和蒸汽比體積獲得冷卻水液滴的液滴直徑；基于冷卻水質量流量與液滴直徑計算液滴數量與液滴換熱面積；基于液滴數量與液滴換熱面積獲得冷卻水的液滴速度。
9、可選的，計算獲得非換熱段的高溫蒸汽質量流量的過程包括：基于換熱段預設的壓力值、非換熱段箱體壓力與非換熱段出口蒸汽密度，計算獲得非換熱段的高溫蒸汽質量流量，公式如下：
10、
11、式中，p前表示非換熱段箱體壓力，mpa；p后表示換熱段壓力，mpa；kr表示壓力損失系數，根據出口蒸汽物性參數確定；gg,出表示非換熱段到換熱段的蒸汽質量流量，kg/s；ρg表示非換熱段出口蒸汽密度，kg/m3。
12、可選的，獲得高溫蒸汽與冷卻水液滴之間的對熱換流系數的過程包括：
13、基于所述高溫蒸汽質量流量與液滴速度，計算獲得相對運動速度；
14、基于高溫蒸汽與冷卻水液滴計算雷諾數；
15、基于所述雷諾數與球體表面對流換熱計算經驗公式計算高溫蒸汽與冷卻水液滴之間的對流換熱系數，并通過高溫蒸汽的雷諾數對所述對流換熱系數進行修正，獲得最終的對流換熱系數。
16、可選的，準穩態換熱過程計算：
17、基于減溫減壓箱幾何結構與高溫蒸汽流速進行估算，獲得換熱時間；
18、在每一步換熱結束后判斷冷卻水液滴是否達到換熱段壓力下飽和溫度，如達到飽和溫度，則液滴開啟蒸發換熱過程；若已開啟蒸發換熱過程，則判斷液滴是否蒸發完全，若蒸發完全，結束準穩態計算過程，若未蒸發完全，則直至換熱時間結束，輸出換熱段的出口蒸汽質量流量與出口蒸汽密度。
19、可選的，所述質量守恒方程表示如下：
20、
21、式中，δm表示汽水直接接觸換熱相變質量，kg；gl表示換熱段冷卻水質量流量，kg/s；gg表示換熱段高溫蒸汽質量流量，kg/s；
22、所述能量守恒方程表示如下：
23、
24、式中，τ表示時間，am表示汽水接觸換熱面積，δt高溫蒸汽與冷卻水液滴溫差，k·h表示修正后的對流換熱系數，hg表示高溫蒸汽焓值，kj/kg；hl表示冷卻水液滴焓值，kj/kg。
25、可選的，計算換熱段壓力的過程包括：
26、獲取領凝器壓力作為壓力出口邊界，基于所述壓力出口邊界、換熱段出口處高溫蒸汽的平均質量流量和平均密度計算換熱段壓力。
27、與現有技術相比，本專利技術具有如下優點和技術效果：
28、本方法通過簡化減溫減壓箱模型，在考慮高溫蒸汽、冷卻水等輸入參數與冷凝器壓力為模型邊界條件的情況下，充分考慮高溫蒸汽與冷卻水液滴直接接觸攪混換熱，結合考慮液滴相變，最終獲得減溫減壓箱包含存在換熱不充分情況的輸出排放到冷凝器的蒸汽或者蒸汽與液滴混合物的實時仿真輸出參數，同時計算效率較高，有良好精確性，為未來對二回路仿真結構模型優化提供便利。
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1.一種針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
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【技術特征摘要】
1.一種針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的針對減溫減壓箱內部汽水直接接觸換熱計算的方法，其特征在于，
...【專利技術屬性】
技術研發人員：孫覬琳，李展，李旖旎，劉新凱，夏庚磊，周濤，彭敏俊，李韌，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：發明
國別省市：
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