300MW电站回热加热器仿真模型建立及经济运行分析
式加热器。
2.2.3按安装布置分类
表面式加热器按布置方式可分为立式和卧式。立式加热器占地面积少，水位控制较困难。卧式加热器有利于疏水水位的调节控制，但占用厂房面积大。早期生产的加热器大多为立式布置。随着机组容量的增大和设计制造水平的提高，在大型机组中较多地采用了卧式加热器。因为卧式加热加热器比立式加热器有更好的传热的效果。
2.2.4按压力分类
一般火电厂加热器的分类按加热器给水侧的压力分为高压加热器和低压加热器。不同容量的机组的加热器压力高低是相对的。发电厂加热器与给水泵之间是串联运行，从而组成了串联给水系统，给水泵把加热器分成高压和低压两组加热器。一般地把加热器水侧工作在凝结水泵出口压力下的称为低压加热器，把水侧工作在给水泵出口压力下的称为高压加热器。
2.3加热器的技术特性
2.3.1加热器的传热与加热器的端差
1传热的分段
加热器是一种换热器，给水在管内吸收热量，蒸汽在管外释放热量。加热器内的给水和蒸汽分别以下三种形式沿着管子传热面运动：
凝结段(condensing zone) 即饱和蒸汽凝结段。加热器汽侧是饱和蒸汽，传热过程中蒸汽被凝结成疏水，在此过程中汽侧的温度不变，为蒸汽的饱和温度，在加热器中以蒸汽的凝结潜热加热给水的区段称为凝结段。凝结段是加热器中的主要传热段，其传热量和传热面积占总量的大部分，是加热器的主体传热段。
过热蒸汽冷却段(desuperheating zone) 具有过热度的蒸汽进入加热器的包壳中传热，流出时接近饱和温度。把过热蒸汽的过热显热传递给给水的区段称为过热蒸汽冷却段，简称过热段。
疏水冷却段(drain Sub cooling zone) 加热器内凝结段的疏水进入包壳中传热，流出时成为低于饱和温度的过冷疏水，把疏水的一部分热量传给给水的区段称为疏水冷却段，简称疏冷段。
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沈阳工程学院毕业设计(论文)
2传热段的组合
由加热器上述三个传热区段的不同组合，可形成以下几种传热形 式：
（1）单纯凝结段
（2）凝结段和疏冷段二段式 （3）过热段和凝结段二段式
（4）过热段、凝结段和疏冷段三段式 （5）单一疏冷段(外置疏水冷却器) （6）单一过热段(外置过热蒸汽冷却器) 3加热器的端差
加热器的给水加热性能可用加热器上端差(terminal temperature difference，简称TTD)和下端差(drain Subwoofer approach，简称DCA)来表示。上端差是指加热器进口抽汽压力下的相应饱和温度和给水口温度之差，它可正可负；下端差是指离开加热器壳侧的疏水出口温度与进入管侧的给水进口温度之差，亦称疏冷段端差。加热器的端差反映了加热器加热给定的给水流量的能力。加热器的端差对加热器的换热效率和传热强度有很大影响，加热器一般采用逆流换热，在这种情况下，当给水的出口温度与蒸汽的入口温度接近时，加热器的热利用率最大，但传热强度最小，需要的传热面积最大。另外，机组的热经济性随着加热器的端差的增加而降低。其原因在于：当给水温度一定而其他条件不变，由于端差的增大，回热抽汽压力和抽汽焓值都有所提高，抽汽在汽轮机中的作功量随之减少；疏水引至下一级加热器后排挤其抽汽的程度相对加大，因而降低机组的热经济性[2]。
2.4小结
加热器的分类方法体现了加热器的类型多样性，也说明了作为辅机备的加热器的结构是较复杂的。不同用途的加热器的传热面的布置形式、传热段的组成是不尽相同的，它们各有各的特点。
加热器的端差是反映加热器性能的一个重要指标，它表征了加热器加热给定的给水流量的能力。端差越小，加热器的热耗率越低，机组的热经济性就越高。但要获得较小的加热器端差，由于传热强度较因而必须相应增加较大的受热面，这势必增加投资费用。因此，加热器端差的选取要考虑投资费用，须经综合比较权衡后确定。
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第三
加热器的热力和水力计算
3.1加热器的传热过程及特点
加热器是一种常见的换热设备，其传热面是金属管子，热量的传递过程主要是对流换热、凝结换热和导热等方式，冷流体(给水)与热流体(抽汽)被管壁分隔开，热量从热流体经过壁面传递给冷流体。加热器的换热区域因传热方式和传热工质的不同，可分为过热蒸汽冷却段、饱和蒸汽凝结段和疏水冷却段三个传热区段，这三段中的热流体分别为过热蒸汽、饱和蒸汽和疏水。
需要指出的是并不是每个加热器都具有过热蒸汽冷却传热区段，对于大型机组的高加和部分低加因抽汽的具有一定的过热度而设有过热蒸汽冷却段，利用抽汽过热度来提高给水的温度，降低端差，提高循环热效率。而中压机组则一般不设过热蒸汽冷却段。
3.2影响加热器传热的因素
从传热学角度来看，加热器是一种管壳式换热器。利用汽轮机抽汽加热给 水。在加热器中整个换热过程包括以下几个环节：蒸汽在冷却段将利用蒸汽的热度释放出过热汽，传热以对流换热为主；在凝结段主要是蒸汽凝结放热；释放出潜热，传热方式以膜式凝结换热为主；通过管壁金属本身及管内外表面上污垢层的导热；管内壁对给水的对流换热，它是由多个环节串联组成的复杂传热过程。为了进一步分析加热器热力特性，掌握加热器换热的影响因素是十分重要的[2]。
3.2.1影响加热器对流换热的因素
对流换热受流体导热和热对流的综合作用，也同时受到流体导热和对流规律的支配。具体影响因素有：
（1）流动状态的影响
流体的流动可以分为层流和紊流两种，层流传热主要是靠导热来传递热量，而紊流时除层流底层中以导热方式来传递热量外，在紊流区还同时存在着流体对流作用，是通过热对流进行换热的，紊流的换热强度要比层流大的多。在实际工程实践中，为了提高换热强度，均使流体处于紊流流动。
（2）流体物性参数的影响
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影响对流换热的主要物性参数有流体的导热系数、粘度、密度、比热等。一般流体的对流换热热阻主要由边界层的导热热阻构成，因此当层流底层的温度梯度一定时，导热系数越大的流体传热能力越强；粘度大的流体以相同的流速流过流道时较粘度小的Re低，因而边界层的厚度大，换热能力低；比热与密度的乘积ρcp代表单位体积流体的热容量，其值越大，流体的吸热或放热的能力越强，对流换热强度也就越高。另外，在Re一定的情况下，Pr大的流体对流换热强度大。
（3）流体温度的影响
温度对对流换热的影响主要表现在流体温度与金属壁温度之差，温度会影响其他的物性参数。
（4）几何因素的影响 几何因素包括流道的长度、流道的形状和尺寸、表面状况、排列方式等方面。这些因素中，对加热器对流换热影响较为明显是传热面的布置方式和壁面的状况。传热面的布置方式不同会形成管外横向冲刷和纵向冲刷，实验表明横向冲刷的扰动大于纵向冲刷，因而管外横向冲刷比纵向冲刷的换热强度大。另外叉排比顺排的扰动大，换热系数大。传热表面头部除了加工工艺外，主要是污垢对加热器的对流换热强度影响较大。
3.2.2影响加热器凝结换热的因素
加热器中由于在凝结段中的主要换热方式为膜状凝结,属于相变换热，相变换热比单对流换热的强度要大的多，其影响因素如下：
（1）蒸汽流速的影响
在加热器蒸汽凝结段中，当蒸汽以一定速度流动时，蒸汽和凝结液膜之间会产生摩擦作用。蒸汽的流速越大，产生的摩擦力越大，液膜因摩擦力的作用厚度而减小，凝结换热系数随流速的增加而增大；试验发现当蒸汽流速在40-50m/s时，凝结放热系数可增加30%，而流速如果小于10m/s就可不考虑这一影响。
（2）给水流速的影响
给水的流速直接影响管侧的换热系数，也影响加热器的总的换热系数。给水流速越大，水侧的换系数也越大，给水的吸热量增加进而通过影响壁温影响壳侧的凝结换热系数。
（3）表面状况的影响
传热面粗糙、污垢等都会加大液膜在壁面上的流动阻力，从而使液膜增厚，可使凝结换热系数下降很大。
（4）蒸汽过热度的影响
过热蒸汽的影响可以通过对计算凝结换热系数中用到的汽化潜热r进行修正：
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