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组件 9:给水箱 / 脱氧器

组件 9:给水箱 / 脱氧器


规格

管道连接

 

1

主凝结水进口

2

给水出口

3

加热蒸汽进口 

4

辅助凝结水进口(无节流阀) 

5

蒸汽质量流量损失(排气口)

6

时间步长中的平均液体体积份额(液面) 

 

通用       用户输入值       应用物理公式       显示       示例

 

通用

这个组件可以用来建立一个脱氧器的模型。在组件 63 中也有一个更详细的脱氧器选项。

 

如果有指定的蒸汽损失(排汽口),那么这些必须被视为水损失,需要以合适数量在合适地点以补水的形式重新引入系统。(否则稳定状态就不存在)。

通过新的设定值 DP32F,可以定义一个固定的(即与负荷无关的)压力损失份额。这样做的目的是考虑到填灌水平。由于蒸汽被引入到水面以下。容器中的蒸汽压力和进入的蒸汽压力之间有一个压力差,这个压力差不取决于质量流量,而只取决于填灌水平。

压降也可以通过一个内核表达式来调整。

瞬态建模

组件 9 还允许在瞬态情况下用脱氧器对给水箱进行建模。标志 FINST 可用于此目的。假定液态和气态之间热力学平衡。

瞬态计算需要指定组件的几何细节。流体体积、壁面储存质量以及壁面与流体之间的传热表面积是由几何细节计算出来的。墙体材料的属性,如密度、热导率和热容量,可以从保存的库中指定(标志 FMAT),也可以由用户指定。

流体和水箱壁之间的热交换以及水箱壁的温度随时间产生的变化也分别考虑。为此,使用与组件 119中相同的算法。组件 9 中有 2 种算法用于计算壁温。像组件 119 一样。对于 FALGINST = 1,方程(2.3)用 Crank-Nicolson-Algorithm 算法进行数值求解。对于 FALGINST = 4,则使用综合分析和数值方法。

流体和水箱壁之间的热交换以及水箱壁的温度随时间产生的变化也分别考虑。为此,使用与组件 119 中相同的算法。

对于内部传热系数(ALPHI)的计算,用户可以选择 VDI 热力图谱中的自由对流公式和规格,也可以选择用户函数(EALPHI)的形式。

瞬态质量平衡考虑了在时间步长中水箱填充水平的变化。对于质量平衡,用户可以通过标志 FSPIN 来决定是指定填充水平还是质量流量 M1。计算出的液位(填充水平)作为液相在水箱体总体积中的体积份数,作为质量流量 M6 输出到引脚 6。


注意事项:

蒸汽损失:

蒸气损失现在可以通过规格值 M5(和以前一样)来指定,或者在管道上进行外部设置。这两种计算模式的切换是通过标志 FM5 来实现的。

辅助凝结水压力的外部规格:

之前,辅助凝结水压力总是由给水箱设定,因为辅助凝结水在出口处与给水处于同一压力水平。因此在建模时,有必要在辅助凝结水管道上放置一个控制阀或凝结水阀,以便将压力降低到凝汽器水平。

模式:P4由外部给定:

为了简化建模,现在有一种模式"外部给定P4",可以通过标志 FP4 来设置。在给水箱内,辅助凝结水被降低到凝汽器的压力。其结果与使用外部控制阀相同。

现在,新模式是新插入组件的默认设置。对于已有的模型,FP4被设置为 "P4=P2"。

 


 

用户输入值

FINST

瞬态模式:

如父工况(子工况为可选项)

表达式

0: 瞬态解决方案(时间序列或单一计算)

1: 始终稳态解决方案

稳态计算

DP32N

加热蒸汽压降(标称)

DP32F

加热蒸汽压降(按填充水平)

FP4

二次凝结水的节流

如父工况(子工况为可选项)

表达式

=0: 无节流(P4 = P2)

=1: 在第 4 引脚节流(P4 由外部给定)    

FM5

排汽 M5  规格值设定方法

如父工况(子工况为可选项)

表达式

= 0: 使用规格值 M5

=-1: 外部给定 M5   

M5

蒸汽质量流量损失
蒸发质量流量

如果输入的数值大于进水的 5%,则蒸汽质量流量被限制在 5%。

如果设置了 FSPEC = 1(见下文),也可以设置一个更高的值。

FEDP

EDP 的使用(仅对非设计)

如父工况(子工况为可选项)

表达式

=0: 不使用

=1: 修正:DP32=DP32F+DP32N*(M3/M3N)^2*EDP

=2: 替换:DP32=DP32F+DP32N*EDP

EDP

压力损失函数

FMODE

计算模式的标志

=0: 全局

=1: 局部非设计

= -1: 局部设计

FSPEC

处理给水中可能的可用蒸汽份额

如父工况(子工况为可选项)

表达式

= 0: 输出错误信息(正常情况),蒸汽损失仍按 M5 中的指定规格处理

= 1: 蒸汽部分通过管道 5 作为蒸汽来进行分离。在此规格中,至少抽取 M5 中指定的蒸气,如果有需要,还可以抽取更多。

=-11: 只考虑质量和能量平衡

=11 :  只考虑质量和能量平衡以及 H4 = H'

M3N    

加热蒸汽的质量流量(标称)

瞬态计算

FINIT

标志:初始化状态

=0: 全局,通过模型选项"附加"->"模型选项"->"模拟"->"瞬态"->组合框"瞬态模式"下的全局变量"瞬态模式"来控制
       (见 -> 应用物理 / 方程 -> 瞬态组件的全局初始化)。

=1: 第一次运行 -> 在计算稳态值时进行初始化

=2: 继续运行 -- 前一个时间步长的数值被输入到现在的时间步长中

FALGINST

标志:瞬态计算算法的确定

= 1: Crank-Nicolson 算法

= 4: 数值和分析相结合的解决方案

物理尺寸

FGEOM

几何配置细节

=0: 仅储存罐

=1: 带除氧器外壳的储存罐

DIAMT 储存罐内径
LENGT 储存罐长度
THWALLT 储存罐壁厚
DIAMD 除氧器外壳内径
LENGD 除氧器外壳长度
THWALLD 除氧器外壳壁厚
THISO 保温层厚度
MRINPART 内部部件与壁体质量的比率

材料属性

FMAT

壁体材料

=0: ST35_8

=1: ST45_8

=2: 15MO3

=3: 13CRMO44

=4: 10CRMO910

=5: X20CRMOV121

=6: X10NICRALTI3220

=7: 8_SiTi_4

=8: 10_CrSiMoV_7

=9: 11_NiMnCrMo_5_5

=10: 14_MoV_6_3

=11: 15_MnNi_6_3

=12: 15_NiCuMoNb_5

=13: 16_Mo_5

=14: 17_CrMoV_10

=15: 17_Mn_4

=16: 17_MnMoV_6_4

=17: 19_Mn_5

=18: 19_Mn_6

=19: 20_CrMoV_13_5

=20: 20_MnMoNi_4_5

=21: 25_CrMo_4

=22: 28_CrMoNiV_4_9

=23: 30_CrNiMo_8

=24: 34_CrMo_4

=25: 34_CrMo_4

=26: 36_Mn_4

=27: 36_Mn_6

=28: 40_Mn_4

=29: 42_CrMo_4

=30: 46_Mn_5

=31: H_I

=32: H_II

=33: M_2

=34: StE_285

=35: StE_315

=36: StE_355

=37: StE_380

=38: StE_415_7_TM

=39: StE_420

=40: TStE_460

=41: 12_CrMo_19_5

=42: X_1_CrMo_26_1

=43: X_10_Cr_13

=44: X_10_CrAl_7

=45: X_10_CrAl_13

=46: X_10_CrAl_18

=47: X_10_CrAl_24

=48: X_10_CrAl_24

=49: X_12_CrMo_7

=50: X_12_CrMo_9_1

=51: X_20_Cr_13

=52: X_40_CrMoV_5_1

=53: X_2_CrNi_18_9

=54: X_2_CrNiMo_18_12

=55: X_2_CrNiMo_25_22_2

=56: X_5_CrNi_18_9

=57: X_5_NiCrMoCuTi_20_18

=58: X_6_CrNi_18_11

=59: X_8_CrNiMoNb_16_16

=60: X_8_CrNiMoVNb_16_13

=61: X_8_CrNiNb_1_6_13

=62: X_12_NiCrSi_36_16

=63: X_15_CrNiSi_20_12

=64: X_15_CrNiSi_25_20

=65: DMV 304 HCu (SUPER304H)

=66: DMV 310 N

=67: TiAl6V4

=68: X10CrMoVNb91

=-1 : 属性通过内核表达式 ERHO, ELAM, ECP 计算

ERHO 材料密度的函数
ELAM 材料导热系数的函数
ECP 材料热容量的函数
LAMISO 导热绝热性能
FTTI

材料表查询温度

=0: 时间步结束时的实际温度

=1: 时间步数间隔的平均温度

=2: 每个时间步的线性插值

瞬态控制参数

FTSTEPS

标志:指定(子)时间步

如父工况(子工况为可选项)

表达式

=1: 按规格值 TISPEP

=2: 稳定理论时间增量的 0.2

=3: 稳定理论时间增量的 0.5

=4: 稳定理论时间增量的 1.0

=5: 稳定理论时间增量的 2.0

=6: 稳定理论时间增量的 5.0

ISUBMAX 用于初始化的最大子时间步数
IERRMAX 初始化时间步的最大允许误差
TISTEP 内部时间(子)步
FFREQ

瞬态计算的频率

=1: 在每个迭代步中

=2: 在每两个迭代步中

=3: 在每四个迭代步中

=4: 在每八个迭代步中

NRAD 壁内正向上点的数量(最多30)
FSPIN

瞬态平衡计算模式

0: 给定液位,计算质量流量

1: 给定 M1,计算液位

WF 时间步中的平均液体体积份数(液位)
WFMIN 最小的液位
WFMAX 最大的液位

传热系数

FALPHI

内部 APLHI 确定

0: 内部公式 VDI 热图谱版本 11 F3 (自由对流)

1: 来自常数 APLHI

2: 来自函数 EALPHI

ALPHI 内部传热系数(对于流体)
EALPHI 内部 alpha 函数
FALPHO

外部 APLHI 确定

0: 来自规格值 ALPHO

1: 来自函数 EALPHO

ALPHO 外部传热系数(对环境)
EALPHO 外部 alpha 函数

限值和环境条件

TMIN 储存温度的下限
TMAX 储存温度的上限
FSTAMB

环境温度的定义

0: 由规格值 TAMB 定义

1: 由参考温度定义 (组件 46)

TAMB 环境温度

初始条件

FISTART 起始温度的规格
TIMETOT0 计算开始时的总时间

一般来说,所有的输入需要可见。通常会提供默认值。

更多关于输入域的颜色和描述的信息,请参见编辑组件\规格值。

关于设计值与非设计值以及标称值的更多信息,请参见通用\接受标称值。


物理应用

方程式

稳态解决方案。所有情况

 

对于第1次迭代: M3 = M3N

F  = (M3/M3N) ** 2 

如果 GLOBAL = 设计, 那么 F=1.0

DP32 = DP32N * F

P2 = P3 - DP32                                                    

T2 = f'(P2)

H2 = f (P2,T2)                                                        

M2 = M1 + M3 + M4 - M5                                  

Q2 = M2 * H2

P5 = P2                                                                 

P1 = P2                                                                 

P2 = P4                                                                  

T5 = T2

H5 = f"(T5)                                                            

Q5 = M5 * H5

M3 = ((M2*H2 - M1*H1 - M4*H4 + M5*H5))/H3            

 

 

 

组件显示

显示选项 1

显示选项 2

示例

点击 >> 组件 9 示例 << 加载示例。