水冷反应堆类四边形子通道超临界热传递熵产规律研究

王为术，郭玲伟，刘 军

(华北水利水电大学 热能工程研究中心，河南 郑州 45004)

超临界水冷反应堆(SCWR)是第四代新型反应堆，其热效率高且结构简单，已备受关注[1-5]。超临界水冷堆中，堆芯棒束通道内超临界工质的流动传热与热工水力特性对整个系统的效率和安全至关重要，深入研究堆芯通道内流动传热规律对SCWR技术的发展有重要意义。朱海雁[6]利用CFD研究了方管内超临界水的传热特性，研究结果表明流道形状会导致周向传热不均匀性，且周向不均匀因子在拟临界点附近急剧增加。顾汉洋[7]对比研究三角形子通道与四边形子通道内换热特性，结果表明四边形子通道内的超临界工质传热情况更为复杂。王为术等[8-10]通过试验及数值模拟方法系统研究了类四边形子通道和类三角形子通道内超临界水流动传热特性，分析了子通道内壁温分布特性、传热特性以及压力分布特性，为研究超临界水传热特性提供理论参考依据，但对于由栅距比改变导致子通道结构发生改变而产生传热特性变化规律研究较少。

近几十年来，世界能源危机使得工程系统优化成为一个重要的研究课题。优化能源系统的常用方法之一是热力学第二定律，也称为熵产分析。熵分析由热力学第二定律衍生，在能源问题日益紧迫的今天愈来愈得到重视，新的研究成果不断涌现。自德国物理学家克劳修斯1854年首次提出熵的概念至今，熵在各学科中已经得到广泛应用，远远超出其热力学和统计物理学范畴，进入到天体物理、生物学、地学、信息论并深入到社会科学中[11-15]。……