本申請屬于核設(shè)施，更具體地說，是涉及一種變流量工況給水溫度控制裝置及方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)：
1、蒸汽發(fā)生器作為核動力裝置的關(guān)鍵設(shè)備之一，對核動力系統(tǒng)運行的可靠性和安全性影響重大。通過開展蒸汽發(fā)生器動態(tài)實驗獲得蒸汽發(fā)生器的動態(tài)熱工水力特性，為蒸汽發(fā)生器設(shè)計提供依據(jù)，對保證核動力裝置安全可靠運行意義重大。蒸汽發(fā)生器動態(tài)實驗要求二次側(cè)給水流量連續(xù)變化，但給水溫度保持穩(wěn)定。目前常采取布置電加熱管式預(yù)熱器的方法，通過匹配調(diào)節(jié)預(yù)熱器功率實現(xiàn)變流量條件下給水溫度的穩(wěn)定。然而受預(yù)熱器管壁熱慣性及管內(nèi)給水流速等因素影響，給水溫度響應(yīng)速率遠(yuǎn)慢于給水流量變化速率，導(dǎo)致給水溫度波動劇烈，無法保持穩(wěn)定。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題為：如何提供穩(wěn)定溫度且流量連續(xù)變化的水。
2、本發(fā)明的第一目的在于提供一種變流量工況給水溫度控制裝置，包括貯水罐本體，所述貯水罐本體的上下端分別開設(shè)有出水口和入水口，所述貯水罐本體的下端設(shè)置有電加熱元件，所述電加熱元件設(shè)置于所述入口周圍且和所述貯水罐本體的底端連接。
3、作為一種可能的設(shè)計，所述貯水罐本體為圓柱形。
4、作為一種可能的設(shè)計，所述電加熱元件豎直設(shè)置。
5、作為一種可能的設(shè)計，所述出水口和入水口均為圓形。
6、作為一種可能的設(shè)計，所述電加熱元件為柱形電阻絲。
7、作為一種可能的設(shè)計，所述電加熱元件的高度大于或等于所述貯水罐本體高度的四分之一。
8、作為一種可能的設(shè)計，所述貯水罐本體的直徑d、電加熱元件形成的加熱區(qū)域的高度h1、貯水罐本體的高度h、非加熱區(qū)域的高度h2滿足h＝h1+h2和以下關(guān)系式：
9、
10、式中，gmax為實驗工況中最大質(zhì)量流速，kg/m2s；s為出水口的截面面積，m2；t0為流經(jīng)電加熱元件的時間，s；ρ為水在定性溫度下的密度，kg/m3；為實驗工況中實驗時間內(nèi)所需使用的最大水量，kg。
11、本發(fā)明的第二目的在于提供一種變流量工況給水溫度控制裝置的控制方法，包括：
12、確定電加熱元件的功率調(diào)節(jié)函數(shù)，如下：
13、
14、式中，q(t)為電加熱元件的功率，w；g(t)為實驗工況中質(zhì)量流速變化函數(shù)；cm為水的比熱容，j/(kg.℃)；t2為目標(biāo)給水溫度，℃；t1為貯水罐本體入口給水溫度，℃；為彌補熱損失的電加熱元件的額外功率，w；
15、根據(jù)電加熱元件的功率調(diào)節(jié)函數(shù)和實際工程中的目標(biāo)給水溫度進行變功率控制。
16、本發(fā)明的有益效果為：
17、(1)貯水罐本體截面面積較大，與小截面管段相比水流流速較小，進而給水的滯留時間增大，提高了給水溫度對電加熱元件功率變化的響應(yīng)速度；
18、(2)不可壓縮工質(zhì)在貯水罐本體的非加熱段沿高度即流動方向的溫度梯度較小，結(jié)合貯水罐本體容積較大的優(yōu)勢，可以在非加熱區(qū)域內(nèi)存儲變流量工況下所需的全部給水量，實現(xiàn)給水溫度的穩(wěn)定控制。
19、(3)本發(fā)明公開的變流量工況給水溫度控制裝置和方法可以為蒸汽發(fā)生器動態(tài)實驗提供流速連續(xù)變化且溫度穩(wěn)定的水。
1.一種變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，包括貯水罐本體，所述貯水罐本體的上下端分別開設(shè)有出水口和入水口，所述貯水罐本體的下端設(shè)置有電加熱元件，所述電加熱元件設(shè)置于所述入口周圍且和所述貯水罐本體的底端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述貯水罐本體為圓柱形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述電加熱元件豎直設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述出水口和入水口均為圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述電加熱元件為柱形電阻絲。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述電加熱元件的高度大于或等于所述貯水罐本體高度的四分之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任意一項所述的變流量工況給水溫度控制裝置，其特征在于，所述貯水罐本體的直徑d、電加熱元件形成的加熱區(qū)域的高度h1、貯水罐本體的高度h、非加熱區(qū)域的高度h2滿足h＝h1+h2和以下關(guān)系式：
8.一種基于權(quán)利要求1-7任一項所述變流量工況給水溫度控制裝置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
9.一種權(quán)利要求1-7任一項所述變流量工況給水溫度控制裝置或權(quán)利要求8所述控制方法在蒸汽發(fā)生器動態(tài)熱工水力中的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述變流量工況給水溫度控制裝置為所述蒸汽發(fā)生器二次供給流速連續(xù)變化且溫度穩(wěn)定的水。