CFETR超临界CO2锂铅双冷包层第一壁热工水力学分析

基于CFETR超临界CO2锂铅双冷包层基本结构,对超临界二氧化碳冷却第一壁方案进行了热工水力学分析。采用计算流体力学(CFD)的方法,通过限定第一壁最高温度,分析了流道间距、壁面粗糙度、流道尺寸和内壁面热流密度对驱动功率、出口温度和内壁面温度的影响,并与氦冷方案进行了比较,为后续包层结构设计提供参考。结果表明,减小流道间距、增大壁面粗糙度可以获得更好的冷却性能。增大流道极向尺寸可以有效降低驱动功率,而增大流道径向尺寸可以有效降低内壁面温度。考虑第一壁与增殖区换热后,内壁面最高温度会有较大提升。此外,超临界二氧化碳冷却第一壁所需的驱动功率小于氦气的驱动功率。