铅铋-超临界二氧化碳机翼型微通道换热器氧化腐蚀特性研究

来源：核动力工程杂志2025年第6期北京时间：

作者：朱奥博, 郭张鹏, 高冲, 唐海荣, 鹿一鸣, 吕海财, 朱卉平, 郭闻韬, 王升飞

单位：1.华北电力大学非能动核能安全技术北京市重点实验室，北京，102206；2.中国核动力研究设计院先进核能技术全国重点实验室，成都，610213；

摘要：液态铅铋合金（LBE）作为铅冷快堆冷却剂，在高温下对结构材料有较强的腐蚀性，为研究机翼型微通道换热器内液态LBE的氧化腐蚀现象及氧化层生长情况，本文基于组分输运方程耦合氧化腐蚀模型，模拟了铅铋-超临界二氧化碳机翼型微通道换热器内的氧浓度分布，预测了氧化层生长特性。研究表明，在微通道换热器内传热翅片的机翼端部与机翼尾部的区域壁面温度低，氧化层生长较慢，表面溶解氧浓度降低。溶解氧浓度向边界的扩散速率与液态LBE流速和湍流强度成正相关。氧化层厚度随着入口氧浓度、质量流量和温度的增加而增加。机翼尾部与机翼端部区域由于流速减小，湍流扩散减弱，壁面溶解氧浓度更低，容易导致溶解腐蚀加重。

关键词：液态铅铋合金（LBE）, 微通道换热器, 氧化腐蚀

基金资助：国家自然科学基金（12275084）；四川省科技计划资助项目（2024NSFSC1357）；中央高校基本科研业务费专项基金（2025MS065）