钠冷快堆钠-空气热交换器风阀流热固耦合研究

来源：核动力工程杂志2024年第3期北京时间：

作者：高博, 张宇景, 孙宝平, 刘盛

单位：1.兰州交通大学机电工程学院，兰州，730070；2.兰州长信电力设备有限责任公司，兰州，730101；

摘要：针对核电钠冷快堆钠-空气热交换器风阀在高温工作环境下存在的叶片卡涩现象和阀体强度失效问题，设计了一种双叶片钠冷快堆钠-空气热交换器风阀。利用流热固耦合方法对该风阀在不同开度下的流场流动特性、阀体温度分布、阀体变形及应力情况进行了研究。结果表明：①风阀在开度45°以下时，流体通过风阀前后会产生明显的速度梯度和压力梯度；②局部温差越大的区域热应力值越大，最大应力为206.94 MPa，出现在框架侧密封板边缘处，最大应力值符合材料强度要求；③阀体变形及应力主要为受热引起的热变形和热应力，风阀最大变形量为3.3368 mm且框架变形量在各个方向均大于叶片变形量，新设计的风阀不会产生叶片卡涩现象。

关键词：钠-空气热交换器, 风阀, 流热固耦合, 热应力

基金资助：甘肃省重点研发计划（21YF5GA156）