孟瑞雪，蔡 军，淮秀兰,*，陈 飞,2

(1.中国科学院 工程热物理研究所，北京 100190；2.华北水利水电大学，河南 郑州 450011)



ADS的液态LBE-氦气换热器优化

孟瑞雪1，蔡 军1，淮秀兰1,*，陈 飞1,2

(1.中国科学院 工程热物理研究所，北京 100190；2.华北水利水电大学，河南 郑州 450011)

基于遗传算法，分别以火积耗散数和总成本为目标函数，对ADS的液态LBE-氦气换热器进行多参数优化。结果表明，两种优化方法使换热器有效度分别提高10.5%和3.8%，总成本分别降低5.9%和27.0%，但优化过程分别以增加传热面积和牺牲传热性能为代价。综合对比两种优化方法得到的换热器性能、成本消耗、收益等因素，发现以火积耗散数为目标函数的优化方法更具优势。

ADS；遗传算法；换热器优化；火积耗散数；总成本

为实现核电的可持续发展，早在20世纪90年代，核物理学家提出了分离-嬗变的核燃料循环与乏燃料后处理策略。随后，欧盟各国、美、日、俄等核能科技发达国家均制定了与之相应的ADS中长期发展路线。2011年，中国科学院启动ADS战略性先导科技专项[1]，初步采用液态LBE作为一回路冷却剂，而氦气凭借良好的传热特性和化学反应惰性成为二回路冷却介质的选择之一。为深入开展LBE与氦气之间的流动传热特性研究，中国科学院工程热物理研究所设计了LBE-氦气换热综合实验测试平台(LELA)，该实验平台包括LBE回路和氦气回路。

换热器性能优化对提高能源利用率有重要意义，而合理选择目标函数是优化的关键。从经济性角度考虑，总成本最小法是最传统的优化方法，但该方法忽略了传热效果这一因素，在追求低成本的过程中是否降低了换热器性能有待研究；……