范世望， 朱郁波， 周 璐， 刘 杰， 钱娱佳， 闵皆昇

(1.上海汽轮机厂有限公司， 上海 200240； 2.浙江远算科技有限公司， 杭州 310012)

近年来，众多科研与工程人员针对使用超临界二氧化碳(sCO2)作为工质的布雷顿循环发电技术开展了广泛的研究。相比于普遍应用的蒸汽朗肯循环发电技术，sCO2布雷顿循环发电技术实现了发电效率显著提高，设备结构紧凑、尺寸显著缩小等优点。在sCO2布雷顿循环中，压缩机、透平等设备尺寸都较小，而传统换热器尺寸较大，为了满足整个系统的尺寸要求，一般选择结构更加紧凑、耐高温高压的印刷电路板式微通道换热器(printed circuit heat exchanger，PCHE)。在相同的热负荷下，PCHE与传统的管壳式换热器相比，体积和质量可以减少约80%[1]。除了体积较小这一优点外，由于特殊的加工工艺，PCHE在交变应力、高压条件下也具备很好的安全性和可靠性，因此尤其适用于物理性质容易发生剧烈变化的超临界流体，比如目前PCHE已逐渐成为深海浮式液化天然气装置的首选[2]；在核能领域，第四代反应堆钠冷快堆也采用PCHE作为sCO2布雷顿循环中最为推荐的换热器[3]。

在sCO2布雷顿循环中的回热器、预冷器等换热器是最重要的设备之一，研究结果[4-5]表明，换热器对于系统性能的提升具有关键作用，换热器的换热效率与稳定性将直接影响到整个发电系统的安全性和效率。比如，循环中的预冷器出口直接通向主压缩机，其换热效率将直接影响主压缩机的运行工况。因此优化换热器的传热效率，能够使sCO2在进入压缩机与透平之前得到充分的热量交换，确保循环当中压缩机和透平的工作环境满足设计要求，达到预设的性能，提高整个sCO2布雷顿循环的效率。……