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使用超临界水作为超（超）临界锅炉的工质和新型核反应堆的冷却剂是超临界流体在工业上最主要的应用之一。超临界锅炉是指锅炉内水的温度和压力在临界点以上的锅炉。在这个压力和温度时，不存在两相区，即水和水蒸气之间的转换是连续的。炉内工质压力低于临界压力的锅炉叫亚临界锅炉。超临界锅炉主要通过提高锅炉主蒸汽的压力和温度，进而提高锅炉的热效率，降低供电煤耗，环保性能好，技术含量高，是目前国际上技术成熟的最先进燃煤发电技术。文献综述

2002年9月在日本东京召幵的第四代反应堆国际研讨会（GIF）上选定了六种第四代核能系统的设计概念作为研究开发的重点，超临界水冷堆（SCWR）是其中唯一的水冷反应堆堆型[6]。它是在现有水冷反应堆技术和超临界火电技术基础上发展起来的革新设计。与目前运行的水冷堆相比，超临界水堆热效率预估有，比现役轻水反应堆还高，这让成为一种比较有前途的先进核能系统。它具有系统简单、装置尺寸小、热效率高、经济性和安全性更好的特点，其技术先进性体现如下：

图1-3 超临界水冷堆系统

（1）系统简化。如图1-3所示，由于超临界水是单向流体，与常规压水堆相比超临界水冷堆系统取消了蒸汽发生器、稳压器和二回路相关系统，整个装置是一个简单的闭式直接循环系统；超临界压力水通过反应堆堆芯加热直接引入汽轮机发电，实现了直接圆管内超临界水非均旬传热及流动特性数值研宄循环，使系统大大简化。

（2）热效率高。由于被加热后的超临界水初始压力和温度较高，所以使装置的净效率可达45%，比常规的水冷堆高30%。

（3）装置尺寸小。由于超临界水的比容较大，大大降低了反应堆内冷却剂的流速，降低了对设备的要求，使核岛内设备设计更加紧凑。

（4）安全性好。由于超临界水无相变，堆芯无烧毁现象，使反应堆运行有更好的安全特性。

（5）经济性好。超临界水冷堆系统与常规压水堆相比系统大大简化，节约初期投入成本。

（6）有利于核燃料利用。改变堆芯燃料组件的设计，超临界水冷堆可设计成快中子能谱反应堆，实现核燃料的增殖。

1。2。3 其他介质

除了超临界二氧化碳和超临界水，超临界流体的流动和对流换热也出现在许多其他工业应用，包括航空航天工程和化学工程等。比如R22和乙醇用于第三流体冷却循环。

我国航空航天事业迅猛发展，第三流体冷却循环作为近年来兴起的冷却方式，满足了火箭发动机系统的性能提高及重复使用等要求。第三流体冷却循环是指利用除推进剂之外的特殊流体来专门冷却火箭发动机推力室，并将其作为火箭发动机涡轮的工作流体用以带动其他火箭发动机部件工作的一种循环方式。如图1-4所示，其工作过程为：第三流体进入推力室的冷却通道内与燃气进行热交换，吸收燃气的热量后进入涡轮膨胀做功，输出功为氧化剂泵、燃料泵和第三流体泵提供动力，接着涡轮排气进入冷凝器散热冷凝成低温低压的流体，将部分热量还给推进剂，最后在第三流体泵的作用下回到推力室冷却通道，由此构成封闭循环。第三流体冷却循环的高温热源为火箭发动机推力室的壁面，低温热源是在冷凝器内吸收热量的推进剂内一种组元，由此在热源推力室壁面与冷源推进剂组元之间构成闭式循环系统。

图1-4 第三流体冷却循环示意图

第三流体在推力室冷却通道内吸热时的压力通常高于其临界压力，而在排热过程中第三流体在亚临界压力下加热推进剂后凝结。有研究表明考虑流体的热物理性质、传热和流阻性能、临界参数和安全性，R22和乙醇均可作为第三流体冷却循环的工作流体[4]。当流体在超临界压力下从推力室冷却通道内吸收热量，很小的温度和压力变化都会引起剧烈的热物性变化。来.自^优+尔-论,文:网www.youerw.com +QQ752018766- (责任编辑：qin)