專利名稱：虛擬的測溫點(diǎn)的制作方法
虛擬的測溫點(diǎn)本發(fā)明涉及一種確定在厚壁構(gòu)件，例如集汽箱、蒸汽管路、閥殼、透平 汽釭或透平軸之類的壁或軸內(nèi)的溫度剖面和綜合的平均溫度和/或軸向溫度 的方法。在如尤其在構(gòu)件壁內(nèi)，例如汽輪機(jī)、閥殼、蒸汽管路內(nèi)改變工作方式時(shí) 發(fā)生的加熱和冷卻過程中，在這些構(gòu)件的厚壁內(nèi)形成可導(dǎo)致材料巨大應(yīng)力的 溫度梯度。這些材料應(yīng)力可導(dǎo)致材料提前磨損直至斷裂。為了正是在蒸汽動(dòng)力裝置中使用時(shí)監(jiān)測這種溫度梯度，迄今在構(gòu)件壁內(nèi) 加入至少一個(gè)或多個(gè)測溫點(diǎn)。根據(jù)獲得的壁溫或工質(zhì)溫度測量值，可以估算 在構(gòu)件壁內(nèi)部的溫差和尤其確定相關(guān)的綜合平均壁溫。將綜合的平均溫度與 允許的極值作比較，應(yīng)將材料熱應(yīng)力保持在允許的界限內(nèi)。然而這種方法比 較昂貴和容易出錯(cuò)。與之不同，綜合的平均壁溫也可以在避免昂貴和容易出錯(cuò)地在壁內(nèi)置入 測量點(diǎn)的情況下或?qū)τ谀切┢渲胁豢赡軐?shí)現(xiàn)任何測量點(diǎn)的構(gòu)件(例如透平軸) 進(jìn)行計(jì)算。 一種可能的方法是，溫度的計(jì)算借助用于在金屬桿內(nèi)熱傳導(dǎo)的尤 其基于貝塞爾方程的等效的數(shù)學(xué)模型。然而迄今以此為基礎(chǔ)在大型工業(yè)設(shè)備 例如蒸汽動(dòng)力管的傳導(dǎo)技術(shù)中實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)，取決于工質(zhì)溫度變化的周期傾向 于振動(dòng)，這種振動(dòng)限制可靠地評估如此獲得的溫度值。因此本發(fā)明的目的是，提供一種確定綜合平均壁溫/軸向溫度的方法， 它即使不在涉及的壁內(nèi)使用測溫點(diǎn)，也能特別準(zhǔn)確地描繪壁溫剖面并與此同 時(shí)特別耐用和是自穩(wěn)定的。按本發(fā)明為達(dá)到此目的采取的措施是，為了確定在加熱或冷卻過程中綜 合的平均壁溫使用 一種多層模型，并追溯使用該多層^^型每一層的平均溫 度。在使用這種多層模型時(shí)，構(gòu)件壁想象為分成一些平行于表面其數(shù)量取決 于壁厚的多個(gè)分層。針對每一層使用的材料數(shù)據(jù)(熱容量、熱導(dǎo)率)與分層的 幾何形狀無關(guān)。在每一層內(nèi)實(shí)施輸入和排出熱流非定常的平衡。根據(jù)實(shí)施的 非定常熱平衡確定相應(yīng)的平均層溫。多層模型作為測量值有利地僅采用一些過程參數(shù)，亦即蒸汽溫度f^和 蒸汽質(zhì)量流量^^以及壁內(nèi)原始溫度剖面，在平衡的原始狀態(tài)后者可通過原 始壁溫f,。,描述。若不存在蒸汽質(zhì)量流量測量裝置，則蒸汽流量借助一個(gè)以 壓力P嵐和閥位置Hav或自由通流橫截面為基礎(chǔ)的等效模型計(jì)算。這些過程 參數(shù)易于檢測以及在工業(yè)設(shè)備的傳導(dǎo)技術(shù)中 一般反正是應(yīng)提供的。尤其不需 要附加的嵌入所涉及壁內(nèi)的測量點(diǎn)。本發(fā)明考慮問題的出發(fā)點(diǎn)在于，在加熱和冷卻過程中壁內(nèi)的溫度剖面并 因而綜合平均壁溫，在取消昂貴和容易出錯(cuò)的加入在壁內(nèi)的測量點(diǎn)的情況 下，即使不可能直接測量溫度，仍能借助一個(gè)多層模型足夠準(zhǔn)確和穩(wěn)定地計(jì) 算。為此確定瞬時(shí)的壁溫剖面規(guī)定作為非定常熱流平衡的函數(shù)。原則上用厚 壁構(gòu)件內(nèi)和外壁表面溫度或甚至用工質(zhì)溫度和周圍或隔熱裝置溫度或僅僅 表面溫度(例如對于軸)也可以工作。但業(yè)已證實(shí)特別有利的是，將厚壁分成多個(gè)分層。由此得到的優(yōu)點(diǎn)是能 更好地確定壁溫剖面并因而更準(zhǔn)確地計(jì)算綜合平均壁溫，因?yàn)樵诤癖趦?nèi)部的 非定常溫度剖面有嚴(yán)重的非線性。這主要源于材料的熱導(dǎo)率和單位材料熱容 量本身與溫度有關(guān)。使用多層模型的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，在壁足夠精細(xì)地分成多 個(gè)分層時(shí)，為了計(jì)算與溫度有關(guān)的熱導(dǎo)率和比熱容，可以使用向前定向的計(jì) 算結(jié)構(gòu)，也就是說用先前層的平均溫度取代當(dāng)前層的平均溫度，由此避免可 能有正號(hào)的反饋，以及計(jì)算線路有非常耐用的特性。熱傳導(dǎo)系數(shù)a的計(jì)算優(yōu)選地在考慮蒸汽凝結(jié)、濕蒸汽和過熱蒸汽的情況 下進(jìn)行。為此按一種模型進(jìn)行工質(zhì)狀態(tài)的識(shí)別。不僅識(shí)別可能的包括相應(yīng)的 蒸汽份額和水份額的凝結(jié)，而且識(shí)別過熱的蒸汽狀態(tài)。若僅存在過熱蒸汽作 為工質(zhì)，則用于熱流從工質(zhì)傳輸?shù)降?一個(gè)壁層內(nèi)的熱傳導(dǎo)系數(shù)(Xam有利地作 為蒸汽流量A詹的函數(shù)而形成。若反之出現(xiàn)蒸汽凝結(jié)，則熱傳導(dǎo)系數(shù)a按有利的方式如此計(jì)算，即，對 于工質(zhì)已凝結(jié)的份額，即所謂的凝結(jié)分量，采用恒定的熱傳導(dǎo)系數(shù)aw。為了確定此凝結(jié)分量，使用作為壓力pAM的函數(shù)的飽和溫度Ts、工質(zhì)溫度T八M和加熱/冷卻表面的溫度T,(第一層的平均溫度)。取兩個(gè)值中之較大者為厚壁構(gòu)件第一層的溫度T,以及將此結(jié)果與可調(diào) 的常數(shù)K比較。兩個(gè)值中之較大者構(gòu)成兩個(gè)商的分母，它們在分子中有工質(zhì) 溫度與飽和溫度TAMTs之差和飽和溫度與厚壁構(gòu)件第一層溫度之差Ts-T,。第一個(gè)商，如果它是正的，與過熱蒸汽的熱傳導(dǎo)系數(shù)OtAM相乘，第二個(gè)商， 如果它是正的，與水的熱傳導(dǎo)系數(shù)0tw相乘，為的是考慮凝結(jié)。兩個(gè)乘積之 和與過熱蒸汽的熱傳導(dǎo)系數(shù)(Xam比較。兩個(gè)值中之較大者便是得到的熱傳導(dǎo)
系數(shù)a。
綜合平均壁溫^,的計(jì)算，以特別有利的方式，根據(jù)在n個(gè)分層內(nèi)輸入 和排出熱流的非定常平衡得到。這在n個(gè)所述的分層模型中進(jìn)行。
在第一個(gè)分層模型中，借助熱傳導(dǎo)系數(shù)a、工質(zhì)溫度T歲和不僅第一層 平均溫度T,而且第二層平均溫度T2,計(jì)算從工質(zhì)到第一層內(nèi)的熱流^廁—,和 從第一層到第二層內(nèi)的工質(zhì)熱流么-2。采用所涉及的層內(nèi)的原始溫度TAnf， 根據(jù)從工質(zhì)到第 一層內(nèi)的熱流與從第 一層到第二層內(nèi)的熱流非定常的差
,-么-2 ，通過對時(shí)間積分得出第 一層的平均溫度T，。
在第k個(gè)分層模型中，借助從第(k-l)層進(jìn)入第K層內(nèi)的熱流《k-,^與從 第k層到第(k+l)層內(nèi)的熱流^(k+,)的非定常熱流平衡，計(jì)算第k層的平均溫 度Tk。采用第k層內(nèi)的原始溫度TAnfk,根據(jù)進(jìn)入第k層內(nèi)和從第k層出來 的非定常的熱流差《w)—k-t(一，通過對時(shí)間積分得出第k層的平均溫度Tk。
最后，在最后一個(gè)分層模型中，根據(jù)從倒數(shù)第二層即第(n-l)層進(jìn)入最 后的第(n)層內(nèi)與從最后 一層進(jìn)入隔熱裝置內(nèi)的非定常熱流平衡 《 —n-^1S。L,計(jì)算最后的第(n)層的平均溫度Tn。
第k層的熱導(dǎo)率4和比熱容Ck與溫度的關(guān)系，恰當(dāng)?shù)赝ㄟ^多項(xiàng)式，優(yōu) 選地二階多項(xiàng)式近似，或通過一些適用的函數(shù)表達(dá)。
最后，在一個(gè)模型中按特別有利的方式通過各層平均溫度Tk的權(quán)重在 考慮分層材料重量和等效壁段的材料重量的情況下確定綜合平均壁溫t,。
優(yōu)選地，所述的整個(gè)方法在優(yōu)選地在蒸汽動(dòng)力裝置的傳導(dǎo)技術(shù)系統(tǒng)中能 力特別強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理設(shè)備內(nèi)實(shí)施。
采用本發(fā)明獲得的優(yōu)點(diǎn)尤其在于，厚壁構(gòu)件的壁溫剖面和綜合平均壁 溫，在取消構(gòu)件壁內(nèi)加入測量點(diǎn)的情況下，僅由過程參數(shù)，即工質(zhì)的質(zhì)量流 量和溫度以及壁內(nèi)的原始溫度分布，以及當(dāng)不存在或不可能直接測量蒸汽流 量時(shí)，附加地通過壓力和閥位置或自由通流橫截面，便能可靠和穩(wěn)定地說明。 在這里分層數(shù)選擇得越多，綜合平均壁溫/軸向溫度的確定越準(zhǔn)確。
下面借助附圖詳細(xì)說明按本發(fā)明的 一種采用三層模型和考慮隔熱裝置 (第四層)的實(shí)施例。其中

圖1表示通過蒸汽管的剖面作為一個(gè)分成三層的厚壁的例子；
圖2表示用于計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)的模型框圖3表示用于計(jì)算第一層平均溫度的模型框圖4表示用于計(jì)算第二層平均溫度的模型框圖5表示用于計(jì)算第三層平均溫度的模型框圖；以及
圖6表示用于計(jì)算綜合平均壁溫的模型框圖。
在所有的圖中相同的部分采用同樣的附圖標(biāo)記。
圖1表示管段1的剖面作為厚壁的例子。蒸汽管內(nèi)腔2流過工質(zhì)(蒸汽)， 熱流從這里傳入第一層4。與之連接的是第二層6和第三層8。管段l被隔 熱裝置10包圍。
按圖2，在蒸汽的情況下，蒸汽流量A^的測量值作為輸入信號(hào)供給函
數(shù)生成器32，它由此計(jì)算熱傳導(dǎo)系數(shù)ClAM作為在蒸汽的情況下的工質(zhì)流量
^^的函數(shù)0lAj^f(^^)。這一函數(shù)通過一定數(shù)量的支持點(diǎn)說明，在這里中間 值通過適用的內(nèi)插法生成。
為了也能考慮部分凝結(jié)的情況，在函數(shù)生成器34的進(jìn)口提供工質(zhì)壓力
Pam,它生成飽和函數(shù)T^f(PAM)并因而在其出口提供針對該壓力的飽和溫度
Ts。這一函數(shù)通過支持點(diǎn)(來自蒸汽圖表的壓力和溫度)說明，在這里中間值 通過適用的內(nèi)插法確定。
工質(zhì)的溫度丁am與飽和溫度Ts通過最大值發(fā)生器36比較。從較大的值 通過減法器38減去第一層的平均溫度T,。差值通過最大值發(fā)生器40與可調(diào) 的常數(shù)K比較。因此在最大值發(fā)生器40的出口出現(xiàn)信號(hào)
7V = max(max(7^,; 7^) — ^;尺)
它提供給兩個(gè)除法器42和44的分母進(jìn)口 。
除法器42在其分子進(jìn)口得到通過減法器46生成的差值TAM-Ts。若它 是正值，函數(shù)發(fā)生器48將信號(hào)
只進(jìn)一步傳給乘法器50的進(jìn)口。此信號(hào)說明已汽化的工質(zhì)的百分比份
額，即所謂蒸汽分量。若差值丁AM-Ts為負(fù)值，亦即工質(zhì)溫度低于飽和溫,
則在乘法器50相應(yīng)的進(jìn)口出現(xiàn)信號(hào)"零"。
在乘法器50的另一個(gè)進(jìn)口出現(xiàn)蒸汽的熱傳導(dǎo)系數(shù)CIam。
58的其中 一個(gè)進(jìn)口輸入用蒸汽分量加權(quán)后的熱傳導(dǎo)系數(shù)apD。除法器44在其分子進(jìn)口得到通過減法器52生成的差值Ts-T"若它是 正值，函數(shù)發(fā)生器54將信號(hào)&一；只進(jìn)一步傳給乘法器56的進(jìn)口。此信號(hào)說明凝結(jié)分量的百分比份額。 若差值Ts-T,為負(fù)值，亦即第一層的平均溫度高于飽和溫度，則在乘法器56 相應(yīng)的進(jìn)口出現(xiàn)信號(hào)"零"。在乘法器56的另一個(gè)進(jìn)口出現(xiàn)水的熱傳導(dǎo)系數(shù)aw。因此在加法器58 的第二個(gè)進(jìn)口輸入用凝結(jié)分量加權(quán)后的熱傳導(dǎo)系數(shù)apW。在最大值發(fā)生器60的一個(gè)進(jìn)口針對蒸汽的情況出現(xiàn)熱傳導(dǎo)系數(shù)CIam。在第二個(gè)進(jìn)口針對部分凝結(jié)的情況存在由加法器58生成的熱傳導(dǎo)系數(shù)兩個(gè)值中較大者便是當(dāng)前的熱傳導(dǎo)系數(shù)a。若不存在任何蒸汽質(zhì)量流量的測量，則蒸汽質(zhì)量流量例如借助下列計(jì)算 線路計(jì)算。在函數(shù)生成器12內(nèi)將閥位置的實(shí)際值HAv轉(zhuǎn)換為自由通流面積 AAV。通過乘法器14和16將自由通流面積與適用的換算因子Ku,和Kw相 乘以及輸給另一個(gè)乘法器18。工質(zhì)的壓力pAM同樣通過乘法器20與適用的 換算因子Ku4相乘并傳給乘法器18第二進(jìn)口，它的結(jié)果賦予乘法器22的進(jìn) 口。通過乘法器24與適用的換算因子Ku5相乘得到的工質(zhì)溫度Tam侍給除 法器26的額定進(jìn)口，它的計(jì)數(shù)器進(jìn)口包含一個(gè)1。在出口出現(xiàn)倒數(shù)值。通過 開方器28將倒數(shù)值的根傳給乘法器22的第二進(jìn)口 。在乘法器22出口通過 乘法器30與適用的換算因子Ku3相乘得到的信號(hào)描述蒸汽流量A觀?？傊?由此為了計(jì)算蒸汽流量得到<formula>formula see original document page 7</formula>按圖3用于第一層的模型根據(jù)非定常的熱流平衡確定第一層平均溫度 T,。為此，首先通過減法器62根據(jù)工質(zhì)溫度TAM和第一層平均溫度T,生成 溫度差Tam-Tp以及通過乘法器64與熱傳導(dǎo)系數(shù)a相乘。乘法器66將此 信號(hào)與 一個(gè)適用的可調(diào)的系數(shù)KAL相乘，它說明用于從工質(zhì)到構(gòu)件壁內(nèi)熱傳 導(dǎo)的等效的第一表面面積。在乘法器66的出口出現(xiàn)有關(guān)從工質(zhì)到第一層內(nèi)的熱流的信號(hào),=a^(L -。 它提供給減法器68的被減數(shù)進(jìn)口 。第一層的熱導(dǎo)率^和比熱容c,與溫度的關(guān)系在本實(shí)施例中通過二階多 項(xiàng)式近似，它用系數(shù)W(h、 Wn和W21以及C(h、 Ch和C2,表示。在本例中使 用的多項(xiàng)式有如下形式這通過將工質(zhì)溫度賦予三個(gè)乘法器70、72和74進(jìn)口在線路技術(shù)上模擬。 為了避免可能的正反饋(取決于材料性質(zhì))并因而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這里 使用向前定向的結(jié)構(gòu)，也就是說使用工質(zhì)溫度Tam取代第一屋的平均溫度 T,。為了計(jì)算熱導(dǎo)率，在乘法器70的第二進(jìn)口出現(xiàn)多項(xiàng)式常數(shù)Wu。出口 與加法器76的進(jìn)口連接。在作為乘方器連接的乘法器72出口存在工質(zhì)溫度平方ri的信號(hào)。它通 過乘法器78與多項(xiàng)式常數(shù)W2,相乘，以及接著傳給加法器76的第二進(jìn)口 。多項(xiàng)式常數(shù)W(h與加法器76的第三進(jìn)口連接。在其出口出現(xiàn)通過上述 表達(dá)式得出的取決于溫度的熱導(dǎo)率^。為了計(jì)算比熱容，在乘法器74的第二進(jìn)口加入多項(xiàng)式常數(shù)Cn。乘法器 74的出口與加法器80進(jìn)口相連。在加法器80的第二進(jìn)口存在多項(xiàng)式常數(shù) C(m。在乘法器72出口存在的工質(zhì)溫度平方r丄借助乘法器82與多項(xiàng)式系數(shù) C2,相乘，并接著提供給加法器80的第三進(jìn)口。在其出口出現(xiàn)通過上述表達(dá) 式得出的取決于溫度的比熱容c,。減法器84根據(jù)第一層與下一層的平均溫度生成溫差T,-T2。它通過乘法 器86與來自加法器76出口取決于溫度的熱導(dǎo)率？w相乘，以及通過乘法器 88與常數(shù)Kwi相乘，它含有層厚和等效表面面積的關(guān)系。在乘法器88出口 存在從第 一層到第二層內(nèi)的熱流信號(hào)此信號(hào)傳給減法器68的減lt進(jìn)口。在其出口存在熱流差^，.,-《.2的信 號(hào)，它借助乘法器卯與系數(shù)Kt,相乘，它考慮在第一層內(nèi)與分層材料重量 有關(guān)的溫度變化速度。得到的信號(hào)借助除法器92除以在加法器80出口處存在的取決于溫度的 比熱容c,。
內(nèi)層的平均溫度4艮據(jù)熱流差對時(shí)間t的積分產(chǎn)生
<formula>formula see original document page 9</formula>
在除法器92出口處出現(xiàn)的信號(hào)供給積分器94,它作為起始條件采用第
一層的原始溫度TAnfl。
按圖4用于第二層的模型根據(jù)非定常的熱流平衡確定第二層平均溫度 T2。為此，首先通過減法器96根據(jù)第三層的溫度丁3和第二層平均溫度T2 生成溫度差T2-T3，以及通過乘法器98與第二層取決于溫度的熱導(dǎo)率、相 乘。乘法器100將此信號(hào)與一個(gè)適用的可調(diào)的系數(shù)Kw2相乘，它含有熱傳導(dǎo) 與層厚和表面面積的關(guān)系。在乘法器100的出口出現(xiàn)有關(guān)從第二層到第三層 內(nèi)的熱流的信號(hào)
々2-3 ^^(K _。
它提供給減法器102的減數(shù)進(jìn)口 。
在減法器102的被減數(shù)進(jìn)口存在從第一層到第二層內(nèi)熱流^的信號(hào)。 它的出口提供熱流差4,-2-^_3。乘法器104將此信號(hào)與一個(gè)可調(diào)的系數(shù)KT2 相乘，它考慮第二層內(nèi)與分層材料重量有關(guān)的溫度變化速度。接著，此信號(hào) 借助除法器106除以第二層取決于溫度的比熱容C2，然后提供給積分器108 的進(jìn)口。積分器108作為起始條件采用第二層的原始溫度TA^。在其出口存 在第二層的平均溫度
C2 0
第二層的熱導(dǎo)率、和比熱容C2與溫度的關(guān)系仍通過二階多項(xiàng)式和系數(shù)
W02、 \￥12和W22以及Q)2、 C,2和C22近似。此多項(xiàng)式為 A2 =『02 +『227
這通過將第一層的平均溫度T,賦予三個(gè)乘法器110、 112和114進(jìn)口在 線路技術(shù)上模擬。為了避免可能的正反饋(取決于材料性質(zhì))并因而提高系統(tǒng) 的穩(wěn)定性，在這里使用向前定向的結(jié)構(gòu)，也就是說使用第一層平均溫度T, 取代第二層的平均溫度T2。
為了計(jì)算熱導(dǎo)率，在乘法器llO的第二進(jìn)口出現(xiàn)多項(xiàng)式常數(shù)Wn。出口與加法器116的進(jìn)口連接。在作為乘方器連接的乘法器112出口存在第一層平均溫度平方f的信號(hào)。它通過乘法器118與多項(xiàng)式常數(shù)W22相乘，以及接著傳給加法器116的第二進(jìn)口。多項(xiàng)式常數(shù)Wo2與加法器116的第三進(jìn)口連接。在其出口出現(xiàn)通過上述表達(dá)式得出的取決于溫度的熱導(dǎo)率、。為了計(jì)算取決于溫度的比熱容，在乘法器114的第二進(jìn)口加入多項(xiàng)式常 數(shù)C,2。乘法器114的出口與加法器120進(jìn)口相連。在加法器120的第二進(jìn) 口存在多項(xiàng)式系數(shù)Q)2。在乘法器112出口存在的第一層平均溫度平方2f借 助乘法器122與多項(xiàng)式系數(shù)C22相乘，并接著提供給加法器120的第三進(jìn)口。 在其出口出現(xiàn)通過上述表達(dá)式得出的取決于溫度的比熱容c2。按圖5用于第三層的模型根據(jù)熱流平衡確定第三層平均溫度T3。為此， 首先通過減法器124根據(jù)隔熱裝置的溫度TIS0L和第三層平均溫度T3生成溫 度差OVIW)l)，以及通過乘法器126與一個(gè)適用的可調(diào)的系數(shù)K,soL相乘， 它說明隔熱裝置熱損失的大小。在乘法器126的出口出現(xiàn)有關(guān)從第三層到隔 熱裝置層內(nèi)的熱流的信號(hào)(在這里還存在直接說明隔熱裝置熱損失的可能性)(/皿二尺/艦(K _ K艦) 它提供給減法器128的減數(shù)進(jìn)口 。在減法器128的被減數(shù)進(jìn)口存在從第二層到第三層內(nèi)熱流^_3的信號(hào)。 它的出口提供熱流差l廣么一肌。乘法器130將此信號(hào)與一個(gè)可調(diào)的系數(shù)K丁3 相乘，它考慮第三層內(nèi)與分層材料重量有關(guān)的溫度變化速度。接著，此信號(hào) 借助除法器132除以第三層取決于溫度的比熱容C3，然后提供給積分器134 的進(jìn)口。積分器134作為起始條件采用第三層的原始溫度T Anf3。在其出口 存在第三層的平均溫度C3 0第三層的比熱容c2與溫度的關(guān)系通過二階多項(xiàng)式和系數(shù)Ob、 C13和C23 近似。此多項(xiàng)式為<formula>formula see original document page 10</formula>為了避免可能的正反饋(取決于材料性質(zhì))并因而提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在這里使用向前定向的結(jié)構(gòu)，也就是說在這里使用第二層平均溫度丁2取代第 三層的平均溫度T3。
這通過將第二層的平均溫度T2賦予兩個(gè)乘法器136和138進(jìn)口在線路 技術(shù)上模擬。在乘法器136的第二進(jìn)口加入系數(shù)C,3。乘法器136的出口與 加法器140進(jìn)口相連。在加法器140的第二進(jìn)口存在多項(xiàng)式系數(shù)Q)3。在乘 法器138出口存在的第二層平均溫度平方r/借助乘法器142與多項(xiàng)式系數(shù) C23相乘，并接著提供給加法器140的第三進(jìn)口。在其出口出現(xiàn)通過上述表 達(dá)式得出的取決于溫度的比熱容c3。
按圖6根據(jù)各分層的平均溫度T,、 T2、 T3確定綜合的平均溫度^。三 個(gè)乘法器144、 146和148將溫度信號(hào)與適合的權(quán)重因子KG,、 Kg2和Kg3相 乘，它們相應(yīng)于分層材料的重量為各分層的平均溫度加權(quán)。加權(quán)后的溫度信 號(hào)到達(dá)加法器150的進(jìn)口。它的出口信號(hào)借助乘法器152與系數(shù)Kg相乘， 它考慮等效壁段材料總重量的影響。在乘法器152的出口出現(xiàn)綜合的平均溫 度^的信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種確定在厚壁或軸內(nèi)的溫度剖面和綜合的平均溫度和/或軸向溫度的方法，其中，為了確定綜合平均壁溫，在一種多層模型中的加熱或冷卻過程中利用每一層的平均溫度來計(jì)算該綜合的平均壁溫。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其中，為了計(jì)算使用一些參數(shù)，即工 質(zhì)的溫度和質(zhì)量流量以及在厚壁內(nèi)的原始溫度。
3. 按照權(quán)利要求1或2之一所述的方法，其中，根據(jù)工質(zhì)的壓力和溫 度以及閥的自由橫截面確定蒸汽流量。
4. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，在僅為過熱蒸汽的情 況下確定從工質(zhì)向構(gòu)件壁內(nèi)熱傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)系數(shù)作為蒸汽流量的函數(shù)。
5. 按照權(quán)利要求1至3之一所述的方法，其中，在存在凝結(jié)的情況下 確定從工質(zhì)向厚壁構(gòu)件內(nèi)熱傳導(dǎo)的熱傳導(dǎo)系數(shù)與凝結(jié)分量的關(guān)系。
6. 按照權(quán)利要求1至5之一所述的方法，其中，每一層的平均溫度根 據(jù)用于該層的非定常熱流平衡來計(jì)算。
7. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，每一層的熱導(dǎo)率隨溫度的關(guān)系 通過多項(xiàng)式，尤其是二階多項(xiàng)式來近似。
8. 按照權(quán)利要求6所述的方法，其中，每一層的比熱容隨溫度的關(guān)系 通過多項(xiàng)式，尤其是二階多項(xiàng)式來近似。
9. 按照權(quán)利要求1至8之一所述的方法，其中，在考慮到各層的材料 重量和等效壁段總重量的情況下，根據(jù)這些層的平均溫度確定所述綜合的平 均溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種確定在厚壁或軸內(nèi)的溫度剖面和綜合的平均溫度和/或軸向溫度的方法，其中，為了確定在加熱或冷卻過程中綜合的平均壁溫，按一種多層模型根據(jù)每一層的平均溫度計(jì)算該綜合的平均壁溫。對此按本發(fā)明采取的措施是，為了確定在加熱或冷卻過程中綜合的平均壁溫使用一種多層模型，并利用各層的平均溫度。
文檔編號(hào)G01K17/20GK101292141SQ200680038844
公開日2008年10月22日 申請日期2006年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月19日
發(fā)明者奧爾德里克·扎維斯卡 申請人:西門子公司