所有作者：魏新宇 赵福宇
作者单位：西安交通大学核科学与技术系
论文摘要：小型核动力装置要求系统体积小，换热强度大，因此换热设备一般采用直流蒸汽发生器。本文介绍了一种双面换热的套管式直流蒸汽发生器，其元件由直管外管和螺旋内管组成。螺旋管内流动的一次侧流体和内外管之间流动的二次侧流体在螺旋内管的作用下做旋转流动，达到了强化换热的目的，但是这种螺旋流动增加了流动阻力。二次侧流体在换热区域内经过过冷区、沸腾区和过热区，因此在每一个换热区段内，旋转流动所带来的强化换热效果是不同的。这样，就存在沿轴向的螺距变化使阻力增加最小而使总体换热量达到最大的最优化问题。本文通过分析螺旋内管的螺距对强化换热和流动阻力的影响，采用有约束非线性优化方法对螺距进行了优化。在不同的换热区段得出了不同的优化结果，结论可为直流蒸汽发生器的工程设计提供理论依据。
关键词： 直流蒸汽发生器 螺旋管 螺距 最优化
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