杨 涛 赵鹏程 赵亚楠 于 涛

1（南华大学核科学技术学院 衡阳421001）2（南华大学湖南省数字化反应堆工程技术研究中心 衡阳421001）

以小型化和轻量化为主要特征的高性能铅铋堆技术将带来远征能源供应模式的改变，其提供的充沛能源可从根本上降低或消除能源设备对后勤和其他基础设施的需要，带来核动力设备的革新性甚至颠覆性发展，在核动力舰船、陆基移动式核电源、水下核能源网络、海上钻井平台和深海作业装备力等军民领域具备广阔的应用前景。在保证反应堆供电能力的基础上，最大限度降低反应堆体积可显著提高核动力装置的灵活机动性，其中一回路冷却剂装量作为影响铅铋堆体积和重量的主要因素之一，是铅铋堆性能提升需要重点考虑的优化方向［1］。将高热导率的石墨烯纳米颗粒掺混进铅铋可进一步提升其导热和换热能力，高导热对流冷却工质的研发可进一步提高铅铋堆的堆芯功率密度，降低冷却剂装量，达到堆本体小型化和轻量化设计的目的。

Choi等［2］提出纳米流体基本概念，通过在基液中加入纳米大小固体颗粒形成多相分散稳定的悬浮液，相较于基液其导热性能显著提高。乔峰等［3］开展石墨烯纳米流体的制备和性能进行研究，提出适用于纳米流体的预测模型；宣益民等［4］针对纳米流体进行强化传热机理研究，提出纳米流体颗粒聚集理论，运用分子动力学理论提出纳米流体导热系数模型；舒宇［5］开展了水基石墨烯纳米流体的热物性研究，分别进行了水平圆管和矩形小槽的流动换热特性实验验证。……