S-CO2球床堆布雷頓循環(huán)設計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，降低建造運行成本是核電界所不斷追求的目標。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所需功率，因而可以在較低的反應堆出口溫度下實現(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、換熱器的體積更小，有利于整個系統(tǒng)的模塊化設計和建造，因而有利于降低建設成本。
　　本文以S-CO2作工質(zhì)，并與球床堆相結合，設計了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。以此為基礎分析了壓縮機壓縮比、回熱器體積、壓縮機入口處工質(zhì)參數(shù)等對系統(tǒng)熱效率的影響，根據(jù)計算結果對系統(tǒng)進行了初步的優(yōu)化設計。研究表明，本文所設計的S-CO2布雷頓循環(huán)方案系統(tǒng)熱效率較高，達到44.56％，達到或超過了高溫氣冷堆效率，且結構緊湊。為確保熱平衡分析的準確性，比較了 CFD和熱平衡計算程序中主要的傳熱模型針對同一對象的模擬結果，研究表明熱平衡計算程序中用到的數(shù)學模型合理可信。