蒸汽發生器一、二次側穩態換熱特性數值研究

劉 樂，陳文振，黃 文，張曉輝，王 玨 ，湯青松

(1.海軍工程大學 核能科學與工程系，湖北 武漢 430033；2.武漢第二船舶設計研究所，湖北 武漢 430064；3.中國國際工程咨詢公司，北京 100000)

蒸汽發生器(SG)作為壓水堆核電站的關鍵設備，在核反應堆熱力系統中起到重要的作用。首先，它是將反應堆的熱能傳遞給二回路介質以產生蒸汽的熱交換設備[1]；其次，它是一道有效的安全屏障，防止輻射泄漏，把放射性污染保留在一回路系統內。蒸汽發生器運行中伴隨一、二次側流質高溫差和高壓力差，二次側汽液兩相流沸騰換熱和流動的過程，沸騰傳熱過程中容易出現傳熱管的振動、磨損、交變熱應力甚至造成破損，影響蒸汽發生器的安全性和可靠性[2]。因此，研究蒸汽發生器傳熱管一、二次側穩態換熱特性有十分重要的意義。

目前，國內外對蒸汽發生器內熱工水力特性分析開展了十分廣泛的研究，王成龍[2,3]等人利用FLUENT模擬蒸汽發生器傳熱管一、二次側耦合換熱及管外過冷沸騰特性。Sun和Li等[4,5]采用兩流體模型數值模擬了正方形布置傳熱管蒸汽發生器一、二次側流動和換熱特性，并對四葉梅花孔支撐板對蒸汽發生器流動和傳熱特性的影響進行了研究。而由于當前試驗和測量方法有很大的局限性，且對正三角形布置傳熱管蒸汽發生器內傳熱和流動過程的研究有待完善。鑒于此，本文利用計算流體力學軟件CFX，采用飽和相變模型，對自然循環倒U型正三角形布置傳熱管束內的流動傳熱和沸騰現象進行數值模擬，探究分析該類型蒸汽發生器一、二回路流質與傳熱管共軛傳熱過程的方法。……