超临界压力下CO2在旋流通道内对流换热试验研究

摘要

将缠绕管式换热器代替目前普遍使用的印刷电路板式换热器(PCHE)用于超临界二氧化碳(SCO2)布雷顿循环发电系统具有潜在前景,而SCO2在变物性和旋流强化支撑体交互作用下的传热与流动试验研究仍十分匮乏.搭建了一套SCO2闭式循环测试平台,对超临界压力下CO2在受热竖直旋流通道(管外径6.35 mm、管内径4.57 mm、螺距50 mm、螺旋直径80 mm、总长度1000 mm)中的对流换热特性进行试验研究,并与直管进行对比.揭示旋流通道内SCO2在变物性、浮升力、离心力耦合作用下的湍流传热特性,并基于1071个试验工况数据得出了新的传热准则式,为缠绕管式回热器热力设计方法奠定了基础.该研究进一步丰富和发展了SCO2测试系统,对缠绕管式SCO2换热器在核电以及光热发电中的应用及推广具有一定的工程应用价值.