非能動(dòng)余熱排出空氣熱交換器換熱特性研究.pdf

1、作為第四代反應(yīng)堆堆型之一的熔鹽堆，其非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)在導(dǎo)出衰變熱、降低燃料鹽溫度、確保排鹽罐安全方面起著重要作用。自然通風(fēng)式空氣熱交換器是該余熱排出系統(tǒng)與大氣環(huán)境之間的換熱設(shè)備，其作用是將系統(tǒng)中的熱量排入大氣環(huán)境中，保證系統(tǒng)能夠安全可靠地運(yùn)行。該空氣熱交換器在運(yùn)行過程中不需要人為操作以及其他外界動(dòng)力的支持，具有良好的非能動(dòng)特性。
　　本文通過實(shí)驗(yàn)的方法研究了不銹鋼光管、不銹鋼翅片管、不銹鋼-鋁復(fù)合翅片管以及銅-鋁復(fù)合翅片管的換熱

2、特性，其中，管外側(cè)為空氣自然對(duì)流換熱，管內(nèi)側(cè)為水蒸汽凝結(jié)換熱。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在自然對(duì)流條件下，翅片管的換熱功率明顯高于光管的換熱功率，而翅片管材料以及管內(nèi)凝結(jié)換熱系數(shù)的變化對(duì)翅片管換熱能力的影響很小。在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)自然通風(fēng)式空氣熱交換器，該空氣熱交換器主要包含一個(gè)翅片管束和一個(gè)風(fēng)筒。其中，翅片管束被放置于風(fēng)筒底部，通過風(fēng)筒的抽吸作用使管束外空氣的自然循環(huán)流動(dòng)加快，從而強(qiáng)化了空氣側(cè)的換熱能力。
　　針對(duì)所設(shè)計(jì)的空氣熱交換器，通

3、過計(jì)算流體力學(xué)軟件ANSYS FLUENT對(duì)其在設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)態(tài)換熱特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究，并分析了空氣流速、環(huán)境溫度、翅片管布置方式、翅片管間距、翅片管材料、翅片節(jié)距以及翅片高度等因素對(duì)其換熱特性的影響，從局部和整體的角度明確了空氣與翅片管束間的自然對(duì)流換熱過程，為空氣熱交換器的進(jìn)一步優(yōu)化提供了參考。
　　通過對(duì)整個(gè)非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)進(jìn)行建模，進(jìn)一步研究了所設(shè)計(jì)的空氣熱交換器在非能動(dòng)余熱排出系統(tǒng)運(yùn)行過程中的瞬態(tài)換熱特性，并分析了