[发明专利]U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置及模拟方法

说明书

本发明涉及一种U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置及模拟方法，包括主过热蒸汽管路、减温水管路、数支近似饱和蒸汽管路、数个高压储气罐、数支饱和蒸汽管路和减温器，过热蒸汽管路上依次设有减温器和减压阀，数支饱和蒸汽管路均与主过热蒸汽管路相连通，数支饱和蒸汽管路上均设有压力调节阀，并分别与数个高压储气罐进口相连，数个高压储气罐出口分别与数支饱和蒸汽管路相连，减温水管路上设有减温水调节阀，并与减温器相连。本发明能够模拟蒸发器出口特性，进而模拟蒸汽系统超压过程，还具有较高的经济性。

技术领域

本发明属于大型热力系统试验的技术领域，特别涉及一种U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置及模拟方法。

背景技术

大型热力系统试验中,U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性作为系统的重要边界，需要对其外特性进行有效模拟，进而保证试验系统运行参数与原型保持较好的相似性。传统的蒸汽发生器出口外特性模拟采用以下三种方式：

a.使用真实蒸汽发生器

该方案的优点是可以全面完整的模拟设备外特性，不存在相似性偏差等缺点。

该方案的缺点主要包括三方面：一是经济性差，蒸汽发生器设备本身及高温高压热水回路建设成本高；二是缩比试验中无法应用存在局限性，无法直接使用原系统设备；三是大量试验处于系统研制前期阶段，设备在同期尚未完成研制工作，不具备配合试验能力。

b.采用锅炉直接模拟

该方案的优点是原理组成简单。

该方案的缺点主要包括两方面：一是外特性模拟效果差，由于U型管蒸汽发生器具有“反滑”特性，锅炉特性与其不同，单靠锅炉调节，难以实现系统边界模拟，尤其在动态工况；二是装置的通用性较差，锅炉的蒸汽参数调节范围有限，难以满足不同试验系统对蒸汽参数的需求。

c、采用锅炉与减温减压装置配合

该方案的优点是稳态工况边界模拟效果良好。

该方案的缺点主要体现在减温减压装置调节速度与范围存在较大限制，动态工况边界模拟存在较大偏差。

且目前国内热力系统试验场地一般都设置有通用的蒸汽锅炉，利用已有的蒸汽锅炉，开展热力系统试验是经济性较高的试验方式。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术需求而提供一种U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置及模拟方法，在静态工况能够准确模拟蒸发器的“反滑”特性，在动态工况通过流量及温度控制，模拟蒸发器出口特性，进而模拟蒸汽系统超压过程。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置，其特征在于：包括主过热蒸汽管路、减温水管路、数支近似饱和蒸汽管路、数个高压储气罐、数支饱和蒸汽管路和减温器，所述过热蒸汽管路上依次设有所述减温器和减压阀，所述数支饱和蒸汽管路均与主过热蒸汽管路相连通，数支饱和蒸汽管路上均设有压力调节阀，并分别与所述数个高压储气罐进口相连，数个高压储气罐出口分别与数支饱和蒸汽管路相连，所述减温水管路上设有减温水调节阀，并与减温器相连。

按上述方案，还包括测控系统，所述测控系统包括PID控制器、温度计、数个流量计和数个压力表，所述温度计安设于所述减压阀出口管路上，所述数个流量计和数个压力表分别安设于减压阀出口管路及数支饱和蒸汽管路上。

按上述方案，所述减温器为文丘里式减温器。

一种U型管蒸汽发生器蒸汽出口外特性模拟装置的模拟方法，其特征在于包括如下步骤：通过数个流量计、数个压力表和温度计实时监测装置内流量、压力与温度信号，PID控制器控制调减压阀和压力调节阀的开度，实现蒸汽压力调节；通过控制减温水调节阀的开度，实现蒸汽温度控制。