S-CO2球床堆布雷頓循環(huán)設(shè)計(jì)與堆芯熱工特性分析.pdf

1、在保證安全的前提下提高發(fā)電效率，降低建造運(yùn)行成本是核電界所不斷追求的目標(biāo)。相比理想氣體的布雷頓循環(huán)，采用超臨界二氧化碳（S-CO2）作為做功工質(zhì)可以顯著降低壓縮機(jī)所需功率，因而可以在較低的反應(yīng)堆出口溫度下實(shí)現(xiàn)較高的循環(huán)熱效率。此外，在相同發(fā)電功率下，S-CO2氣輪機(jī)、換熱器的體積更小，有利于整個(gè)系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)和建造，因而有利于降低建設(shè)成本。
　　本文以S-CO2作工質(zhì)，并與球床堆相結(jié)合，設(shè)計(jì)了S-CO2直接冷卻堆芯的再壓縮布雷頓

2、循環(huán)方案，并針對該方案編寫了熱平衡分析程序。以此為基礎(chǔ)分析了壓縮機(jī)壓縮比、回?zé)崞黧w積、壓縮機(jī)入口處工質(zhì)參數(shù)等對系統(tǒng)熱效率的影響，根據(jù)計(jì)算結(jié)果對系統(tǒng)進(jìn)行了初步的優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究表明，本文所設(shè)計(jì)的S-CO2布雷頓循環(huán)方案系統(tǒng)熱效率較高，達(dá)到44.56％，達(dá)到或超過了高溫氣冷堆效率，且結(jié)構(gòu)緊湊。為確保熱平衡分析的準(zhǔn)確性，比較了 CFD和熱平衡計(jì)算程序中主要的傳熱模型針對同一對象的模擬結(jié)果，研究表明熱平衡計(jì)算程序中用到的數(shù)學(xué)模型合理可信。