直流过热刺刀管式蒸汽发生器设计分析

作者：袁春田; 钱雅兰; 林千; 陈其昌; 汤春桃

来源：压力容器, 2023, 40(06): 63-71.

• 刺刀管式蒸汽发生器
• 铅基反应堆
• 设计分析
• JF因子

采用直流过热刺刀管式蒸汽发生器作为自然循环池式铅铋快堆的主蒸汽发生器。刺刀管式蒸汽发生器传热管由内外两根管同心组成，使得环形通道内工质与内管工质及壳侧工质同时换热，造成设计困难。提出了刺刀管式蒸汽发生器离散式设计方法，,并利用该方法设计了热功率为37.5 MW的直流过热式刺刀管式蒸汽发生器。从换热管数量、环形通道尺寸、内管保温层的导热系数三个方面对刺刀管式蒸汽发生器进行了设计分析，同时采用JF因子对蒸汽发生器的综合性能进行评价。研究表明，当换热管数量由244根增加到550根，一次侧流阻由40 kPa下降至5 kPa,JF因子增加0.4,蒸汽发生器性能提升；环形通道宽度增加0.5 mm,换热段长度增加10%左右，总传热系数和JF因子分别下降13%和14%,蒸汽发生器性能下降；内管保温层导热系数与换热段长度成线性关系，保温导热系数增加，蒸汽发生器的综合性能下降。因此，刺刀管式蒸汽发生器设计宜采用较多的换热管数量、导热系数较小的内管保层材料，同时选择合适的环形通道尺寸，获得最佳的JF因子值。

• 单位
  上海核工程研究设计院