王 超，侯天琦，李鸿源，徐 鸿

(华北电力大学 能源动力与机械工程学院， 北京 102206)

超(超)临界发电技术可实现能源高效转换，在火电、下一代核电以及太阳能热发电中有广阔的发展前景。当温度和压力超过热力学临界点374.3 ℃、22.1 MPa时，工质水进入超临界态，称为超临界水(Supercritical Water，SCW)。

电站汽水系统中超临界区域受热面管内壁氧化主要由两部分组成，一部分是管壁金属在超临界水作用下形成的金属氧化内层，另一部分是由随工质迁徙的腐蚀颗粒沉积形成的沉积层。超临界区域管内形成的内外层氧化物在应力作用下会开裂、剥落。剥落物在随工质运动过程中可能会堆积在汽水系统中流速剧烈变化区域，严重时造成堵管、爆管等事故[1]。

由电站低温给水系统流动加速腐蚀(FAC)产生的腐蚀产物Fe离子随工质在汽水循环中迁徙[2-3]，当Fe离子迁徙至工质超临界区域时，会快速(结晶时间为0.1～1 s)[4]脱水结晶[5]形成颗粒。因此，工质的跨临界区域是腐蚀颗粒沉积的起始位置，也是关键区域，揭示跨临界区域内腐蚀颗粒的传质规律对进一步控制超临界水工质氧化具有重要意义。

研究表明，超临界水中颗粒态腐蚀产物沉积速率的主导过程为湍流传质过程[6]。但是超临界水在临界点附近会发生剧烈的热物理性质变化，由于超临界水的温度和压力较高，难以直接观察其湍流流动，数值模拟是分析超临界水湍流流动最有效的方法，当前的研究多集中于采用数值模拟方法来研究跨临界流动和传热[7-9]，而对跨临界湍流中颗粒向近壁面扩散规律的研究较少。……