马为峰, 路 骏, 万荣华, 韩勇军

非对称加热条件下锅炉反应器蒸汽生成过程参数影响研究

马为峰, 路 骏, 万荣华, 韩勇军

(中国船舶集团有限公司 第705研究所, 陕西 西安, 710077)

针对鱼雷Li/SF6闭式循环动力系统锅炉反应器复杂物理化学过程中参数耦合、参数时变造成的系统稳定域度小等问题, 文中基于传热学理论, 采用分段式处理方法, 建立了锅炉反应器螺旋换热管流动换热模型, 对传热过程进行了数值仿真, 探讨了非对称加热条件下锅炉反应器入口工质温度、出口工质温度、出口工质压力、出口工质流量等参数的变化对蒸汽生成过程的影响规律。研究结果可为系统性能仿真和调节控制优化, 提升系统稳定域度提供支撑, 为锅炉反应器的工程设计、优化和试验验证提供理论参考, 对同类装置的研究和设计也具有一定的参考价值。

鱼雷; 闭式循环动力系统; 非对称加热; 蒸汽生成; 锅炉反应器

0 引言

基于Li/SF6燃料的鱼雷闭式循环动力采用Li金属燃料稳定燃烧与高效传热生成过热蒸汽, 驱动涡轮机做功产生鱼雷推力, 采用过热蒸汽作为循环工质, 在实现大功率输出的同时, 实现了高比能动力系统的闭式循环, 系统无工质排放, 性能不受航行深度影响[1]。美国率先研制成功此动力装置, 并于20世纪90年代装备于MK50鱼雷。

锅炉反应器是Li/SF6闭式循环动力系统的重要组成部分, 是Li和SF6发生反应的燃烧室, 也是蒸汽生成的热交换器, 其材质、直径和管长等对工质在管内的流动换热性能影响较大[2]。……