[发明专利]增强型系统热工水力行为模拟方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种热工水力行为模拟方法。

背景技术

现有模拟系统热工水力行为的软件有英国的Flowmaster、美国的AFT Fathon和Pipenet等。这些软件以模拟大型管网中的流量、压力、温度分布而著称。目前Flowmaster和AFT在核电领域已进行大量应用和推广，美国西屋公司开发的AP1000电站也多采用AFT对系统的流量、压力分配进行预测。然而这些软件在模拟换热器换热行为方面有所缺陷。通常模拟换热器换热行为，实质上是求解以下三个方程：

q＝M_t·(C_p，ti·t_ti-C_p，to·t_to)        (1)

q＝M_s·(C_p，so·t_so-C_p，si·t_si)        (2)

q=K·(F·(tti-tso)-(tto-tsi)lntti-tsotto-tsi)·A---(3)]]>

其中，q为热负荷，kW；M为质量流量，kg/s；t为温度，℃；c_p为定压比热容，kJ/kg；F为换热器的对数温差校正因子；K表示换热器的总传热系数；A表示总换热面积，m²。下标：ti表示管侧进口；to表示管侧出口；si表示壳侧进口；so表示壳侧出口；s表示壳侧；t表示管侧。

上述参数中，与换热器具体构造、型式有关的有K，F，A，与换热器工况有关的有q、M、t_ti、t_to、t_si、t_so。

其中，总体传热系数K既与换热器构造有关又与换热器工况有关。通常求解都是与换热器构造相关的参数通过查阅换热器设计图纸获得，给定换热器工况有关的参数，仅剩下三个变量进行求解。下面以q、t_to、t_so为未知变量进行求解为例进行说明：

由于三个未知数和三个非线性方程，通常存在确定解，通过试算和迭代的方法获得数值解。由于K即和换热器构造有关又和换热器工况有关，在没有得到q、t_to、t_so这些未知变量的情况下，商业软件通常需要用户自行给定K值或者找到K值随工况的关系拟合成函数关系，然后再行求解。这样的解决方法或者损失了求解的精度或者增加了用户的工作量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种增强型系统热工水力行为模拟方法，以提高模拟的准确性，并扩展类似系统热工水力软件的模拟范围和功能。

本发明的技术方案如下：一种增强型系统热工水力行为模拟方法，包括如下四个模拟方程：