[發明專利]一種自流換熱系統換熱器設計方法

有效

• 申請號: 202011174143.6
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112182809B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 陳凱;魏志國;林原勝;柯漢兵;柯志武;黃崇海;肖頎;周宏寬;龐杰;李邦明;李勇;吳君;王葦;張克龍;王俊榮;趙振興;茍金瀾;李少丹
• 申請（專利權）人: 武漢第二船舶設計研究所（中國船舶重工集團公司第七一九研究所）
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/28;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 張琪

本發明涉及換熱器設計技術領域，公開了一種自流換熱系統換熱器設計方法，其中自流換熱系統包括自流發生裝置，包括：將自流發生裝置的工作特性作為設計輸入參數進行換熱器的設計，使得在換熱器形成的流動阻力下自流發生裝置的自流流量能夠滿足系統換熱需要。本發明提供的一種自流換熱系統換熱器設計方法，將自流發生裝置的工作特性作為換熱器的設計輸入參數，使得換熱器滿足換熱能力形成的流動阻力下自流發生裝置的自流流量與系統需要相匹配，能夠最大程度利用自流發生裝置的自流能力，實現換熱器與自流換熱系統的完美契合，使得自流換熱系統的換熱效率達到最大，該設計方法可以指導基于自流換熱系統的換熱器設計。

技術領域

本發明涉及換熱器設計技術領域，尤其涉及一種自流換熱系統換?熱器設計方法。

背景技術

傳統的換熱器中，是流動阻力和換熱效率相互制衡的。增加強化換熱措施，可以提高換熱效率，從而增加換熱能力，但同時會增加流動阻力。在基于自流的換熱系統內，增加強化換熱措施，增加流動阻力，會導致自流流量減小，導致換熱器的換熱能力與自流能力不匹配，反而又會降低自流換熱系統的換熱能力，導致換熱和阻力兩者都趨向惡化。

傳統換熱器的設計方法并不完全適用于自流換熱系統，采用傳統換熱器的設計方法來設計自流換熱系統的換熱器，甚至會造成換熱能力的反向惡化。針對基于自流換熱系統的換熱器，需要開發一套新的強化換熱設計方法。

發明內容

本發明實施例提供一種自流換熱系統換熱器設計方法，用以解決或部分解決現有技術中傳統換熱器的設計方法并不完全適用于自流換熱系統的問題。

本發明實施例提供一種自流換熱系統換熱器設計方法，其中自流換熱系統包括自流發生裝置，包括：將自流發生裝置的工作特性作為設計輸入參數進行換熱器的設計，使得在換熱器形成的流動阻力下自流發生裝置的自流流量能夠滿足系統換熱需要。

在上述方案的基礎上，將自流發生裝置的工作特性作為設計輸入參數進行換熱器的設計具體包括：根據系統換熱需要進行換熱器的設計，獲得換熱器的設計參數；將換熱器的設計參數與自流發生裝置的工作特性進行比對，并根據比對結果對換熱器的設計進行調整優化。

在上述方案的基礎上，換熱器的設計參數包括：換熱器在自流流體側的設計流量和設計壓降。

在上述方案的基礎上，根據系統換熱需要進行換熱器的設計，獲得換熱器的設計參數具體包括：根據系統換熱需求，獲得換熱器所需達到的換熱量；根據換熱器布置空間需求，確定換熱器的形式以及管束結構參數；計算換熱面積；計算換熱系數；獲得換熱器的設計參數。

在上述方案的基礎上，計算換熱系數具體包括：基于換熱面積和換熱器的管束結構參數，假定總換熱系數；根據假定的總換熱系數，計算獲得換熱器在該假定的總換熱系數下的實際工況參數；根據換熱器的實際工況參數計算獲得實際總換熱系數；利用實際總換熱系數對假定的總換熱系數進行修訂和迭代，直至二者相等，獲得最終換熱系數。

在上述方案的基礎上，換熱器的實際工況參數包括：換熱器殼側換熱系數、管側換熱系數、壁面熱阻以及污垢熱阻。

在上述方案的基礎上，將換熱器的設計參數與自流發生裝置的工作特性進行比對具體包括：將換熱器在自流流體側的設計流量和設計壓降與自流發生裝置的阻力和流量關系進行比對。

在上述方案的基礎上，將換熱器在自流流體側的設計流量和設計壓降與自流發生裝置的阻力和流量關系進行比對具體包括：獲得自流發生裝置的阻力與流量特性曲線；將換熱器在自流流體側的設計流量和設計壓降轉為坐標點，與自流發生裝置的阻力與流量特性曲線進行比對。

在上述方案的基礎上，根據比對結果對換熱器的設計進行調整優化具體包括：若自流發生裝置在換熱器的設計壓降下對應的自流流量大于換熱器的設計流量，則可調整換熱器增加設計阻力；若自流發生裝置在換熱器的設計壓降下對應的自流流量小于換熱器的設計流量，則可調整換熱器降低設計阻力。