超临界CO₂流化床换热器优化设计研究

超临界CO₂布雷顿循环因其高效率、小体积和低排放的特点，成为光热发电技术的重要发展方向。作为核心设备的流化床颗粒-sCO₂换热器，其性能直接影响系统效率和经济性。然而，现有换热器设计在高温、高压、大流量条件下存在成本高、效率低及工程化难题。本研究从建模与参数优化、传热强化及大型化设计三方面入手，提出了一套高效、经济的大型化换热器设计方案。研究结果表明，通过优化管束高宽比、鳍片管结构及流程布局，换热器净效率从92.4%提升至98.7%，设备成本降低约30%。结合模块化制造与蛇形床体设计，成功实现100 MW换热器的工程化应用，同时在低负荷运行条件下具备较高的经济性和稳定性。研究成果为超临界CO₂布雷顿循环技术的进一步推广提供了重要参考。