近日，中國船舶七二五所聯(lián)合中核集團(tuán)原子能院、合肥通用機(jī)械研究院有限公司研制的我國首臺液態(tài)金屬鈉-超臨界二氧化碳印刷板式換熱器（PCHE）完成了試驗臺架考核，順利通過專家組驗收，產(chǎn)品技術(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平。這是七二五所PCHE產(chǎn)品繼高效火力發(fā)電領(lǐng)域、海洋工程領(lǐng)域、氫能源領(lǐng)域后，在核能領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的又一個新突破。

鈉-超臨界二氧化碳換熱器是第四代核能—液態(tài)金屬冷卻快堆革新型動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，需在高溫高壓強(qiáng)腐蝕等苛刻條件下實現(xiàn)高效換熱。本次通過驗收的產(chǎn)品，是七二五所針對冷熱側(cè)介質(zhì)流動換熱特性差異大等特點，開發(fā)的新一代PCHE產(chǎn)品，可應(yīng)用于鈉冷快堆、鉛鉍快堆等其他液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆的動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。

在新產(chǎn)品開發(fā)過程中，項目團(tuán)隊針對液態(tài)金屬鈉換熱特性好、流動性差、常規(guī)PCHE容易引起液態(tài)金屬鈉堵塞等問題，創(chuàng)新性地提出了混合通道非對稱結(jié)構(gòu)的換熱器芯體型式，突破了冷熱側(cè)異種通道結(jié)構(gòu)設(shè)計、大通道換熱板片蝕刻、芯體擴(kuò)散焊接、PCHE檢測評價等關(guān)鍵技術(shù)。2019年12月，在三家單位的共同努力下，鈉-超臨界二氧化碳換熱器樣機(jī)按期完成研制并交付。2020年5月，換熱器樣機(jī)通過了多種工況下傳熱性能實驗，驗證了設(shè)計合理性和結(jié)構(gòu)可靠性。

PCHE作為一種顛覆性的緊湊高效微通道換熱器，具有換熱效率高、耐低溫高溫、耐高壓、可靠性高等優(yōu)勢。本次交付的新一代PCHE產(chǎn)品，進(jìn)一步拓展了PCHE的應(yīng)用領(lǐng)域，不僅是高效緊湊型鈉-超臨界二氧化碳換熱器的首選，還可應(yīng)用于海水、煙氣等介質(zhì)的換熱，具有廣闊的應(yīng)用前景。