[发明专利]一种蒸汽发生系统和换热器动态模型

说明书

本发明的一种蒸汽发生系统和换热器动态模型，包括预热器，蒸发器，过热器和再热器；其中，给水泵入预热器中，然后通过预热器加热到饱和温度；然后给水在蒸发器中气化成高质量饱和蒸汽；然后进入过热器和再热器中形成过热蒸汽；最后给水对过热蒸汽进行调温以满足涡轮机入口的温度要求。

技术领域

本发明属于换热器领域，尤其涉及一种蒸汽发生系统和换热器动态模型。

背景技术

目前，太阳能中高温技术是我国太阳能热利用技术发展的重点。中温领域热利用技术可用于区域性建筑供暖、空调制冷、海水淡化及部分工业用热等。而高温领域，主要为太阳能热发电技术。专利申请号201420656701.6的中国专利公开了一种熔融盐储热太阳能热发电系统，提升了电站整体控制的可操作性。专利申请号201420657413.2的中国专利公开了一种利用熔融盐储能进行火电站改造的装置。专利申请号201210316580.6的中国专利公开了一种真空吸热管吸热器的塔式太阳能热发电系统。以上三个专利中虽然都涉及有蒸汽发生装置，但都只受限于工业太阳能热发电使用。专利申请号201420554530.6的中国专利公开了一种室内高温蓄热储能太阳炉循环系统，实现了将太阳能转换为热能并储存起来，运用到厨房的设备中，但从所周知，太阳能具有不稳定性、间断性、分散性等特性，在太阳辐射差的地区和天气，热能的热利用效益将大大降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种蒸汽发生系统和换热器动态模型，其能够为塔式光热电站换热器构建一个动态模型。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种蒸汽发生系统，其特征在于：包括预热器，蒸发器，过热器和再热器；其中，给水泵入预热器中，然后通过预热器加热到饱和温度；然后给水在蒸发器中气化成高质量饱和蒸汽；然后进入过热器和再热器中形成过热蒸汽；最后给水对过热蒸汽进行调温以满足涡轮机入口的温度要求。

2.一种基于权利要求1所述的蒸汽发生系统的换热器动态模型，其特征在于：包括：

蒸发器：

从熔盐到管束的热传递为

Q_s＝U_iA_i(T_S-T_t) (2)

式中，U_i为管束入口的表面传热系数(kW/m²℃)；A_i为管束入口的换热面积(m²)；T_t为管束的温度(℃)；

从管束到水和蒸汽的热传递为

Q_w＝U_oA_o(T_t-T_w) (3)

式中，Q_w为水的热流密度(kW)；U_o为管束出口的表面传热系数(kW/m²℃)；A_o为管束出口的换热面积(m²)；T_w为水的温度(℃)；

管束中的能量平衡

式中，c_{p_t}为管束的恒压比热(kJ/kg℃)；X_t为管束的质量(kg)。

水侧的质量平衡

式中，X_w为给水的质量(kg)；为给水的质量流量(kg/s)；为冷凝的质量流量(kg/s)；m_evap为蒸发的质量流量(kg/s)；为流出的质量流量(kg/s)；