近日，第四代核能系統(tǒng)鈉冷快堆關(guān)鍵技術(shù)研究“鈉-超臨界二氧化碳換熱器研制和試驗項目”順利通過專家組驗收。這標志著我國首個高效緊湊型鈉-超臨界二氧化碳印刷電路板式換熱器研制成功，在第四代核能系統(tǒng)——液態(tài)金屬冷卻快堆革新型動力轉(zhuǎn)換技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破。目前，我國已全面掌握鈉-超臨界二氧化碳換熱器的設(shè)計、制造、測試技術(shù)，并在這一領(lǐng)域達到國際先進水平，為后續(xù)實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用奠定了堅實基礎(chǔ)。
為滿足第四代先進核能系統(tǒng)對經(jīng)濟性和安全性的高要求，2016年起，在科技部支持下，中核集團原子能院開展了基于超臨界二氧化碳動力循環(huán)技術(shù)的鈉冷快堆關(guān)鍵技術(shù)預(yù)先研究。
超臨界二氧化碳布雷頓循環(huán)是目前世界上最先進的熱機循環(huán)之一，具有循環(huán)效率高、設(shè)備體積小的特點，能減少設(shè)備數(shù)量，降低建造和維護成本，顯著提高經(jīng)濟性，因而具有廣泛的應(yīng)用前景，是目前國內(nèi)外研究的前沿和熱點。此外，由于二氧化碳與液態(tài)金屬鈉無劇烈反應(yīng)，即使發(fā)生突發(fā)情況也具有自我抑制機制，從而可自動減輕事故后果，顯著提高鈉冷快堆的安全性。
鈉-超臨界二氧化碳換熱器作為循環(huán)系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備之一，需在高溫高壓強腐蝕等苛刻條件下實現(xiàn)高效換熱。而印刷電路板式換熱器是一種緊湊式高效換熱器產(chǎn)品，兼具管殼式換熱器和板式換熱器的雙重優(yōu)點。
2019年，原子能院聯(lián)合中船重工725所研制了高效緊湊型鈉-超臨界二氧化碳印刷電路板式換熱器樣機，并聯(lián)合漢華京電設(shè)計和建造了鈉-超臨界二氧化碳熱工水力試驗裝置，開展了鈉-超臨界二氧化碳換熱器傳熱性能實驗。
2019年12月，鈉-二氧化碳換熱器樣機制造完成。今年5月，傳熱性能實驗完成，傳熱功率和溫度分布等重要參數(shù)均與設(shè)計符合良好。這一換熱器技術(shù)除了應(yīng)用于鈉冷快堆，還可用于鉛鉍合金、鈉鉀合金等其他液態(tài)金屬冷卻反應(yīng)堆的動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
