[發(fā)明專(zhuān)利]超臨界水流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110058581.4
• 申請(qǐng)日: 2021-01-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112818610B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李會(huì)雄;李汪洋;常福城;胡子圖;劉龍;李熙
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G06F30/28
• 分類(lèi)號(hào): G06F30/28;G06F30/27;G06F113/08;G06F113/14;G06F119/08;G06F119/14
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 李鵬威

本發(fā)明公開(kāi)了超臨界水流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控方法及系統(tǒng)，根據(jù)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道的參數(shù)以及主旁路閥門(mén)的開(kāi)度計(jì)算管道的特性曲線(xiàn)；獲取換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中泵的特性曲線(xiàn)；根據(jù)管道的特性曲線(xiàn)和泵的特性曲線(xiàn)計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總流量和總壓力；計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主旁路壓降；根據(jù)總流量和總壓力以及主旁路壓降計(jì)算主旁路流量；根據(jù)主旁路流量、總壓力、主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度，擬合得到主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與主路流量、旁路流量以及總壓力之間的關(guān)系；根據(jù)主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與主路流量、旁路流量以及總壓力之間的關(guān)系，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)建立調(diào)控模型。本發(fā)明能夠快速準(zhǔn)確的對(duì)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而達(dá)到試驗(yàn)參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超臨界水傳熱領(lǐng)域，具體涉及超臨界水流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)對(duì)電力的需求和消耗與日俱增。但我國(guó)多煤、貧油、少氣的資源現(xiàn)狀決定了我國(guó)能源供應(yīng)中仍然以燃煤發(fā)電為主。而化石燃料的燃燒不可避免地帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。因此如何降低污染物排放，提高化石能源的利用效率成為研究重點(diǎn)。而超(超)臨界機(jī)組具有效率高、良好的負(fù)荷適應(yīng)性和顯著潔凈環(huán)保等特點(diǎn)，是燃煤發(fā)電的必然趨勢(shì)。而在寬廣參數(shù)范圍內(nèi)準(zhǔn)確掌握超臨界水傳熱特性和規(guī)律對(duì)機(jī)組的安全運(yùn)行和系統(tǒng)關(guān)鍵部位的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有重大意義。迄今為止，許多學(xué)者對(duì)超臨界水傳熱特性展開(kāi)了大量的實(shí)驗(yàn)研究。由于不同的實(shí)驗(yàn)工況參數(shù)對(duì)超臨界水傳熱特性的影響不同。對(duì)于實(shí)驗(yàn)工況參數(shù)而言，最主要的是由壓力P(MPa)和質(zhì)量流速G(kg·m^-2·s^-1)這兩個(gè)個(gè)關(guān)鍵參數(shù)組成。

在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)段管路內(nèi)的壓力通過(guò)調(diào)控背壓閥進(jìn)行升壓。流量調(diào)控通過(guò)調(diào)控主路以及旁路閥門(mén)進(jìn)行調(diào)控。在實(shí)驗(yàn)調(diào)控的過(guò)程中，流量和壓力呈現(xiàn)一種負(fù)相關(guān)的耦合關(guān)系。因?yàn)榇嬖谶@種特殊的耦合關(guān)系，難以正確判斷流量與壓力的關(guān)系，所以只能通過(guò)操作人員的手動(dòng)調(diào)控逐步將流量以及壓力調(diào)控到適合的值。這種做法有著以下兩種缺點(diǎn)：1.調(diào)控的準(zhǔn)確性和快速性不夠；2.高溫高壓實(shí)驗(yàn)下，操作人員的安全性不夠。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了超臨界水流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控方法及系統(tǒng)，能夠快速準(zhǔn)確的對(duì)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而達(dá)到試驗(yàn)參數(shù)，完成工況的改變，安全可靠。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種超臨界水流動(dòng)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控方法，包括：

根據(jù)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道的參數(shù)以及主路閥門(mén)和旁路閥門(mén)的開(kāi)度計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道的特性曲線(xiàn)；其中，所述管道的參數(shù)包括管道長(zhǎng)度和管道內(nèi)徑；

獲取換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中泵的特性曲線(xiàn)；

根據(jù)管道的特性曲線(xiàn)和泵的特性曲線(xiàn)計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總流量和總壓力；

計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的主路壓降和旁路壓降；

根據(jù)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的總流量和總壓力以及主路壓降和旁路壓降計(jì)算主路流量和旁路流量；

根據(jù)主路流量、旁路流量、總壓力、主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度，擬合得到主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與主路流量之間的關(guān)系、擬合得到主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與旁路流量之間的關(guān)系以及擬合得到主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與總壓力之間的關(guān)系；

根據(jù)主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與主路流量之間的關(guān)系、主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與旁路流量之間的關(guān)系以及主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度與總壓力之間的關(guān)系，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)建立調(diào)控模型，根據(jù)所述調(diào)控模型實(shí)現(xiàn)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)壓力與流量的調(diào)控；所述調(diào)控模型以主路閥門(mén)開(kāi)度和旁路閥門(mén)開(kāi)度為輸入，以主路流量、旁路流量和總壓力為輸出。

進(jìn)一步地，所述根據(jù)換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道的參數(shù)以及主路閥門(mén)和旁路閥門(mén)的開(kāi)度計(jì)算換熱實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中管道的特性曲線(xiàn)，具體計(jì)算公式為：