Cr涂层锆包壳池式沸腾传热实验研究

来源：核动力工程杂志2023年第2期北京时间：

作者：曾谢虎, 陈志强, 文青龙, 杜强, 张瑞谦, 杜沛南

单位：1.重庆大学能源与动力工程学院核工程与技术系，重庆，400044；2.重庆大学低品位能源利用技术及系统教育部重点实验室，重庆，400044；3.东方电气集团科学技术研究院有限公司，成都，611731；4.中国核动力研究设计院，成都，610213；

摘要：铬（Cr）涂层锆合金包壳被认为是最有前途的耐事故燃料（ATF）包壳材料之一，这种材料的表面状态对传热性能的影响程度将极大地影响着涂层锆包壳的工艺优化方向。本文在常压下的Cr涂层锆合金包壳池式沸腾实验装置中对不同工艺方法下制备的Cr涂层锆合金包壳进行实验，研究了粗糙度等表面状态对传热的影响规律及其机制。结果表明，表面粗糙度的提高能降低汽化核心产生的条件，在相同壁面过热度下可显著强化传热。在本文研究参数范围内，随着传热表面粗糙度的提高，临界热流密度（CHF）相应地呈上升趋势，增加表面粗糙度能有效提高CHF值。在此基础上，本文还建立了粗糙度对传热系数影响的预测关系式。

关键词：耐事故燃料（ATF）, 铬（Cr）涂层锆合金包壳, 粗糙度, 沸腾曲线, 临界热流密度