高温熔盐微通道换热器的热工水力特性研究

• Published in: He jishu
• Main Authors: 李 哲, 陈 玉爽, 杨 晓虹
• Format: Article
• Language: Chinese
• Published: Science Press 2025-10-01
• Subjects: 微通道换热器; 熔盐; 超临界二氧化碳; 流动换热特性; 数值模拟
• Online Access: https://www.sciengine.com/doi/10.3724/j.0253-3219.2025.hjs.48.240406
• ISSN: 0253-3219

小型模块化熔盐堆具有广泛的发展前景，但由于受到空间尺寸、传热效率和高温工作环境的限制，对熔盐换热器的性能提出了较高的要求。因此对不同微通道换热结构在高温环境下的流动换热特性的研究具有重要意义。本研究采用数值模拟方法，以熔盐（FNaBe）-超临界二氧化碳（SCO₂）换热器为研究对象，在FNaBe熔盐侧分别采用Z型和波浪型等两种板翅式通道结构，在SCO₂侧分别采用椭圆翅片和翼型翅片两种通道结构，对4种通道结构的整体和局部流动传热特性进行了研究分析。研究结果表明：熔盐侧Z型流道具有更强的传热性能，而波浪型通道的水力性能更好，在入口质量流量小于0.2 kg·s^-1时，Z型流道综合流动传热性能更好，质量流量大于0.2 kg·s^-1时则相反。在SCO₂侧椭圆翅片流道传热性能和综合性能更强，翼型翅片流道具有更好的水力性能。根据本文中得到的模拟数据，分别提出了熔盐侧Z型和波浪型流道，SCO₂侧椭圆和翼型翅片流道的传热和流动经验关系式，为后续小型模块化反应堆的微通道换热器的设计提供参考。