超临界CO2在螺旋管中的流动换热特性研究

• 作者: 姜胜耀 屠基元 张震 杨星团 黄小锐
• 来源期刊: 原子能科学技术
• 关键词: 数值模拟 螺旋管 超临界CO2 传热特性
• 年，卷（期）: 2018,（5）
• 所属期刊栏目: 反应堆热工水力学与安全设计
• 页码范围: 769-775
• 页数: 7页
• 分类号: TL331
• 语种: 中文
• DOI: 10.7538/yzk.2017.youxian.0605

摘要

超临界蒸发器应用到核电中,可大幅提高机组的热效率.超临界压力流体的热物性在准临界温度附近变化非常剧烈,会对其流动和换热产生很大的影响.研究超临界压力流体在螺旋管内的流动和换热规律,有利于对超临界螺旋管蒸发器的设计.本文采用RNG k-ε和SST k-ω模型对超临界CO2在螺旋管中的流动换热情况进行了数值模拟,发现SST k-ω模型模拟结果与实验结果符合得更好.基于此模型,分析了不同进口质量流速及不同热流密度对管壁温和换热系数的影响,发现随着质量流速的减小、热流密度的增加,峰值向远离hpc的一侧偏移.最后讨论并分析了周向壁温和换热系数的分布情况,发现壁温在φ=315°处最高,需在实验操作或实际运行中加以监控,以保障螺旋管蒸发器的安全运行.