CN108595735A - 一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法 - Google Patents

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付元钢
张晓燕
许宝军
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Harbin Turbine Auxiliary Equipment Engineering Co Ltd
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Abstract

一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法，它涉及一种评价方法，具体涉及一种基于Star‑CD的凝汽器数值模拟的评价方法。本发明为了解决现有判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约的问题。本发明的步骤为根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；根据凝汽***中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；设定凝汽器出口压力值；根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算。本发明属于汽轮机领域。

Description

一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法
技术领域
本发明涉及一种评价方法，具体涉及一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，属于汽轮机领域。
背景技术
凝汽器是汽轮发电机组的重要辅助设备，而管束设计又是整个凝汽器的设计的核心工作，对凝汽器管束设计性能的判别方法有两大类：试验方法和数值模拟计算。试验方法，直观、准确但是造价高，耗时长；数值计算方法虽做了许多假设，但是通过时间经验的积累，数值模拟的方法发展的已经很成熟，而且数值模拟方法造价低、快速。因此管束数值模拟的方法已经成为判断管束设计好坏的一个重要手段。
STAR-CD是一通用流体分析软件，凝汽器数值模拟过程中结合自定义的子程序分析凝汽器管束性能。通常判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约。其中混合物压降和蒸汽凝结量是标量参数。基于数值模拟的评价方法较多，有定抽汽压力评价法、定设计压力评价法等都是基于压力评价管束性能。
发明内容
本发明为解决现有判别凝汽器管束设计的合理性主要表现在蒸汽混合物流动顺畅、空气集聚位置、蒸汽凝结量、混合物压力降等参数上，这些参数相互影响，相互制约的问题，进而提出一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的具体步骤为：
步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；
步骤二、根据凝汽***中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；
步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；
步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；
步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T 10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。
本发明的有益效果是：本发明方法具有如下优点：1、数值模拟的结果更加符合机组实际运行情况；2、更加真实的评价管束的性能，指导管束设计优化工作；3、可操作性适中。
附图说明
图1是本发明的流程框图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法是通过如下步骤实现的：
步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；
步骤二、根据凝汽***中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；
步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；
步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；
步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T 10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤一中混合气体流速v的计算公式为：
公式(1)中v表示凝汽器入口处混合气体流速，G表示凝汽器入口处混合气体流量，ρ表示凝汽器入口处混合气体密度，S表示凝汽器入口处截面积；
湍流强度I的计算公式为：
I＝0.16(Re×DH)-0.125 (2)
公式(2)中I表示凝汽器入口处湍流强度，Re表示雷诺数，DH表示工质湍流长度。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤二中冷却水在每一根换热管内的流速vc的计算公式为：
公式(3)中vc表示换热管内冷却水流速，Gc表示凝汽***中冷却水流量，ρc表示冷却水密度，Sc表示换热管截面积，N表示换热管数量。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法的步骤四中蒸汽凝结量的计算公式为：
Q＝Qst×L×A0(4)，
公式(4)中Q表示单位体积内蒸汽凝结量，Qst表示软件计算出的蒸汽凝结量，A0表示管束区截面积，L表示换热管的长度；
A0＝0.5Pt×Pt sin60°×Ncell (5)，
公式(5)中Ncell表示管束区网格数目，此值由star-CD输出，Pt表示换热管节距。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法是通过如下步骤实现的：
步骤一、根据汽轮机组低压缸的排气流量计算凝汽器入口处的混合气体流速v和湍流强度I；
步骤二、根据凝汽***中冷却水流量、压力计算出冷却水在每一根换热管内的流速vc；
步骤三、设定凝汽器出口压力值，用凝汽器排气压力减去损失压力得出凝汽器出口压力值；
步骤四、根据步骤一、步骤二、步骤三中所的参数计算凝汽器蒸汽凝结量和蒸汽不凝结量；不凝结量就是低压缸排汽总量减去蒸汽凝结量；
步骤五、当不凝结量符合标准时，计算完成；否则回到步骤三重新计算；所述标准是指JB/T 10085《汽轮机表面式凝汽器》10.5推荐最小容量。
2.根据权利要求1所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：步骤一中混合气体流速v的计算公式为：
公式(1)中v表示凝汽器入口处混合气体流速，G表示凝汽器入口处混合气体流量，ρ表示凝汽器入口处混合气体密度，S表示凝汽器入口处截面积；
湍流强度I的计算公式为：
I＝0.16(Re×DH)-0.125 (2)
公式(2)中I表示凝汽器入口处湍流强度，Re表示雷诺数，DH表示工质湍流长度。
3.根据权利要求1所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：步骤二中冷却水在每一根换热管内的流速vc的计算公式为：
公式(3)中vc表示换热管内冷却水流速，Gc表示凝汽***中冷却水流量，ρc表示冷却水密度，Sc表示换热管截面积，N表示换热管数量。
4.根据权利要求1所述一种基于Star-CD的凝汽器数值模拟的评价方法，其特征在于：步骤四中蒸汽凝结量的计算公式为：
Q＝Qst×L×A0 (4)，
公式(4)中Q表示单位体积内蒸汽凝结量，Qst表示软件计算出的蒸汽凝结量，A0表示管束区截面积，L表示换热管的长度；
A0＝0.5Pt×Pt sin600×Ncell (5)，
公式(5)中Ncell表示管束区网格数目，此值由star-CD输出，Pt表示换热管节距。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115075914A (zh) * 2022-05-31 2022-09-20 中国人民解放***箭军工程大学 一种柴油发电机组尾气消烟降温耗水量的计算方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100132924A1 (en) * 2007-04-27 2010-06-03 National University Of Singapore Cooling device for electronic components
CN104501649A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 国电龙源节能技术有限公司 一种凝汽器冷凝管的强化清洗装置
CN104564190A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种凝汽器
CN105303037A (zh) * 2015-10-10 2016-02-03 山东电力研究院 一种引起凝汽器真空恶化的临界漏空气量的计算方法
CN107577859A (zh) * 2017-08-29 2018-01-12 华中科技大学 一种凝汽器污垢度在线监测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100132924A1 (en) * 2007-04-27 2010-06-03 National University Of Singapore Cooling device for electronic components
CN104564190A (zh) * 2013-10-29 2015-04-29 烟台龙源电力技术股份有限公司 一种凝汽器
CN104501649A (zh) * 2014-12-30 2015-04-08 国电龙源节能技术有限公司 一种凝汽器冷凝管的强化清洗装置
CN105303037A (zh) * 2015-10-10 2016-02-03 山东电力研究院 一种引起凝汽器真空恶化的临界漏空气量的计算方法
CN107577859A (zh) * 2017-08-29 2018-01-12 华中科技大学 一种凝汽器污垢度在线监测方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
孙志强 等: "向心形管束凝汽器壳侧数值模拟分析", 《机械工程师》 *
帅志明，陈滢，张红星，冯海仙: "凝结换热下螺旋槽管特性及其节能", 《能源研究与利用》 *
戈锐: "管壳式换热器壳侧气液两相流动和传热的数值模拟研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库(硕士) 工程科技Ⅱ辑》 *
曾辉等: "湍流参数对凝汽器数值模拟的影响", 《工程热物理学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115075914A (zh) * 2022-05-31 2022-09-20 中国人民解放***箭军工程大学 一种柴油发电机组尾气消烟降温耗水量的计算方法
CN115075914B (zh) * 2022-05-31 2024-02-06 中国人民解放***箭军工程大学 一种柴油发电机组尾气消烟降温耗水量的计算方法

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