Untersuchung der Vorgänge beim Übergang vom Umwälz- zum Zwangdurchlaufbetrieb mit einer dynamischen Dampferzeugersimulation:
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| Format: | Book |
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| Published: |
Düsseldorf
VDI-Verl.
1995
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| Edition: | Als Ms. gedr. |
| Series: | Fortschritt-Berichte VDI
Reihe 6, Energietechnik ; 327 |
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| adam_text | Titel: Untersuchung der Vorgänge beim Übergang vom Umwälz- zum Zwangdurchlaufbetrieb mit einer dynamisch
Autor: Rohse, Hartmut
Jahr: 1995
INHALTSVERZEICHNIS V Inhalt sver zeichnis Formelzeichen IX 1 Einleitung 1 2 Dynamische Dampferzeugersimulation 3 2.1 Vorangegangene Arbeiten ........................ 3 2.2 Übertragbarkeit der Modelle....................... 5 2.3 Neuentwicklung des Dampferzeugermodells............... 6 3 Dampferzeugermodell 7 3.1 Modell Vorstellungen............................ 7 3.1.1 Systemanalyse........... 7 3.1.2 Allgemeine Modellvorstellungen................. 8 3.1.3 Bauteile des Dampferzeugers................... 9 3.1.3.1 Heizflächen.......................10 3.1.3.2 Nichtbeheizte Bauteile.................12 3.1.3.3 Abscheider.......................13 3.1.3.4 Einspritzkühler.....................14 3.1.4 Turbinen..............................14 3.1.5 Ventile...............................15 3.1.6 Regler...............................16 3.2 Modell der Arbeitsstoffseite....................... 18 3.2.1 Einrohrmodell........................... 18 3.2.2 Erhaltungssätze.......................... 19
VI INHALTSVERZEICHNIS 3.2.2.1 Instationäre Massenbilanz...............19 3.2.2.2 Instationäre Impulsbilanz...............20 3.2.2.3 Instationäre Energiebilanz...............20 3.2.3 Lösung der Differentialgleichungen...............22 3.2.3.1 Differenzenverfahren........ 22 3.2.3.2 TDMA-Lösungsverfahren...............26 3.2.3.3 Versetztes Gitter bei der Impulsbilanz........26 3.2.3.4 Geschwindigkeitskorrektur...............28 3.2.3.5 Druckkorrektur aus der Massenbilanz.........29 3.2.3.6 Simple-Algorithmus ..................29 3.2.3.7 Randwerte .......................30 3.2.3.8 Quellen und Senken im Arbeitsstoffweg........31 3.2.3.9 Toleranzen .......................32 3.2.3.10 Relaxation .......................33 3.3 Modell der Rohrwände..........................34 3.3.1 Energieerhaltungsgleichung....................34 3.3.2 Lösungsverfahren für dünnwandige Rohre............34 3.3.3 Lösungsverfahren für dickwandige Bauteile...........35 3.4 Modell der Rauchgaskomponenten.......... 37 3.4.1 Energieerhaltungsgleichung....................38 3.4.2 Lösungsverfahren für eine Rauchgaskomponente........38 3.4.3 Verfahren bei parallelen Rauchgaskomponenten........39 3.4.4 Brennkammerberechnung.....................40 3.5 Kopplung von Arbeitstoff- und Rauchgasseite.............42 4 Thermodynamische Beziehungen 44 4.1 Verbrennungsrechnung..........................44 4.2 Wärmeübergangskoeffizienten......................45 4.2.1 Wärmeübergang auf der Rauchgasseite.............45 4.2.2 Wärmeübergang auf der Arbeitsstoffseite............46
INHALTSVERZEICHNIS VII 4.2.2.1 Gleichungen für den Einphasenbereich........46 4.2.2.2 Gleichungen für den Zweiphasenbereich........47 4.2.3 Wärmeübergangskoeffizienten aus der Kesselberechnung ... 48 4.3 Berechnung der Stoffwerte........................49 4.3.1 Stoffwerte für das Rauchgas...................49 4.3.2 Stoffwerte für den Arbeitsstoff..................49 4.3.2.1 Wasserdampftafeln...................49 4.3.2.2 Interpolatives Verfahren................50 4.3.3 Stoffwerte für die Rohrwände....... 51 4.4 Druckverlust................................52 4.4.1 Reibungsdruckverlust.......................52 4.4.1.1 Einphasengebiete....................52 4.4.1.2 Naßdampfbereich....................54 4.4.2 Statische Druckänderung.....................54 4.4.3 Quellterme der Impulsbilanz...................55 5 Simulation von Rohrströmungen 56 5.1 Einphasige Rohrströmung........................56 5.1.1 Ko-Modell.............................56 5.1.2 Vergleich des numerischen Modells mit dem/cn-Modell .... 57 5.1.2.1 Sprung der Eintrittstemperatur............58 5.1.2.2 Einfluß der Elementanzahl...............58 5.1.2.3 Grenzen des «o-Modelles ...............60 5.1.2.4 Sprung in der Beheizung................62 5.1.2.5 Sprung des Eintrittsmassenstromes..........63 5.2 Simulation eines Verdampfers......................63
VIII INHALTSVERZEICHNIS 6 Regelung und Simulation 68 6.1 Überhitzerregelung............................68 6.1.1 Regelung einer Einspritzstrecke.................68 6.1.2 Einspritzkaskadenregelung..................... 70 6.1.3 Reglerparameter der Einspritzungen ..............71 6.2 Leistungsregelung............................. 72 6.2.1 Simulation der Leistungsregelung................73 6.2.2 Druck- und Massenstromiteration................74 6.3 Zwangdurchlaufbetrieb..........................75 6.3.1 Speisewasserregelung im Zwangdurchlaufbetrieb........75 6.3.2 Simulation des Zwangdurchlaufbetriebes............76 6.4 Umwälzbetrieb.............................. 84 6.4.1 Speisewasserregelung im Umwälzbetrieb............84 6.4.1.1 Schwingungen im Umwälzbetrieb...........84 6.4.1.2 Sattdampfaufschaltung im Umwälzbetrieb......88 6.4.2 Simulation der Umwälzbetriebes mit Vordruckregelung .... 88 6.4.3 Simulation des Umwälzbetriebes mit Festdruckregelung .... 93 6.4.4 Bemerkungen zur Umwälzregelung...............100 6.5 Ubergangsvorgänge............................103 6.5.1 Theoretische Betrachtung der Ubergangsvorgänge . ......103 6.5.2 Simulation des Überganges vom Umwälzbetrieb zum Zwangdurchlaufbetrieb .........................106 6.5.3 Simulation des Überganges vom Zwangdurchlaufbetrieb zum Umwälzbetrieb..........................114 6.6 EVT-Sulzer Speisewasserregelungskonzept...............123 6.6.1 Simulation der Übergangsvorgänge mit dem EVT-Sulzer Speisewasserregelungskonzept .....................125 6.6.2 Übergang vom Umwälzbetrieb zum Zwangdurchlaufbetrieb . . 125 6.6.3 Übergang vom Zwangdurchlaufbetrieb zum Umwälzbetrieb . . 133 7 Zusammenfassung 142 Literaturverzeichnis 145
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