冷却条件下液态铅横流管束流动传热特性研究

来源：核动力工程杂志2025年第1期北京时间：

作者：李良星, 许向阳, 向祖涛, 石尚, 雷振欣

单位：西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室，西安，710049；

摘要：液态金属冷却剂在主换热器内的流动传热特性对铅冷快堆的高效安全经济运行具有重要影响。本研究针对螺旋盘管式换热器中管束布置特征，建立了液态铅横流管束二维分析模型，对比分析了适用于液态铅横流管束流动的湍流普朗特数模型，采用数值模拟方法研究了液态铅横流冲刷换热管束的流动传热特性。结果表明，随着入口雷诺数的增大，液态铅在管间的时均速度分布曲线下凹程度增加，回流区内无量纲壁温的差异增大，并且涡旋对管壁180°附近区域的扰动增强。液态铅在横掠管束时的综合流动换热性能与螺旋盘管横向节径比呈正相关关系，与进口雷诺数呈负相关关系。基于数值模拟研究结果提出了液态铅横流错排管束的传热关联式，其预测误差在10%以内。

关键词：铅冷快堆, 液态铅, 横流管束, 流动传热特性, 主换热器

基金资助：国家重点研发计划资助项目（2020YFB1902100）