自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆主換熱器的熱工水力優(yōu)化分析研究.pdf

1、自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆具有良好的中子、熱工水力性能和固有安全特性，已成為第四代核能系統(tǒng)發(fā)展與研究的方向。主換熱器是鉛合金冷卻反應(yīng)堆中關(guān)鍵的熱傳輸設(shè)備，同時(shí)也是防止一回路放射性冷卻劑外逸的一道安全屏障，此外，換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性也將直接影響反應(yīng)堆安全性及經(jīng)濟(jì)性。本文在對(duì)國(guó)內(nèi)外換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分調(diào)研基礎(chǔ)上，選擇了一種適用于自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆的主換熱器方案，并采用性能評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)其主換熱器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行熱工水力分析及優(yōu)化。
　　自然

2、循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆的主換熱器在設(shè)計(jì)過程中綜合考慮了可行性、安全性及經(jīng)濟(jì)性，采用管殼式結(jié)構(gòu)方案，并采用直管、雙層管作為換熱管，該設(shè)計(jì)方案不但可以滿足一回路自然循環(huán)的需求，同時(shí)也可降低換熱管破口事故發(fā)生的概率。主換熱器主要由管束、壓力腔室、排放室、中心下降管、殼體、屏蔽部件等組成。
　　雙層管間的接觸熱阻是影響換熱器傳熱性能的重要因素，第三章主要研究了接觸熱阻對(duì)換熱器傳熱性能的影響作用，從材料、公差配合度、粗糙度對(duì)接觸熱阻及主換熱器

3、傳熱性能的影響進(jìn)行了分析研究，最后提出雙層管加工優(yōu)化方案。研究表明:雙層管采用316L不銹鋼，加工時(shí)配合公差選取IT6等級(jí)，表面粗糙度Ra在0.012～6.3μm范圍內(nèi)時(shí)，可降低接觸熱阻阻值，提高主換熱器的換熱性能。
　　本文最后對(duì)自然循環(huán)鉛合金冷卻反應(yīng)堆的主換熱器進(jìn)行了熱工水力優(yōu)化分析，采用JF因子評(píng)價(jià)法分別從換熱管長(zhǎng)度、外徑、壁厚、管間距四方面對(duì)換熱器性能進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。為進(jìn)一步研究上述四個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)主換熱器性能的影響程度，本文