蒸汽發(fā)生器單向流固耦合數(shù)值研究.pdf

1、流固耦合現(xiàn)象在核電站中廣泛存在,尤其是在壓水堆核電站的蒸汽發(fā)生器中，該現(xiàn)象引起的應力腐蝕、微振磨損等問題，嚴重影響傳熱管的使用壽命。因此，蒸汽發(fā)生器流固耦合的研究在提高蒸汽發(fā)生器的完整性和安全性等方面具有重要意義。
　　本文以大亞灣核電站蒸汽發(fā)生器為原型，基于相似模化原理，建立了耦合一、二次側及傳熱管的三維單元管物理模型；采用兩流體模型和熱相變模型，利用 CFX軟件，進行了蒸汽發(fā)生器熱工水力特性的數(shù)值研究，得到了一次側、二次側及傳

2、熱管各區(qū)域關鍵參數(shù)的局部分布規(guī)律。另外，基于ANSYS-WORKBENCH平臺，將流體計算結果傳遞給結構計算，實現(xiàn)了蒸汽發(fā)生器單向流固耦合，得到了傳熱管熱應力和熱變形的局部分布規(guī)律；通過對比支撐板與傳熱管之間有、無縫隙兩種結構蒸汽發(fā)生器的流體與結構的計算結果，揭示了縫隙對蒸汽發(fā)生器熱工水力特性及傳熱管應力、應變的影響規(guī)律。
　　計算結果表明：二次側傳熱系數(shù)的模擬結果與Rohsenow經(jīng)驗關聯(lián)式的計算結果基本吻合；二次側截面平均流速

3、和傳熱系數(shù)在支撐板處急劇變化，縫隙處的質(zhì)量含汽率高于流水孔處，流體平均流速小于流水孔處；傳熱管內(nèi)壁熱應力略高于外壁，二者沿軸向高度的變化趨勢基本一致；在支撐板位置傳熱管熱應力沿圓周方向呈周期性波動，傳熱管內(nèi)、外壁熱應力的變化趨勢恰好相反，內(nèi)壁熱應力的變化幅度小于外壁；無縫隙結構支撐板處傳熱管的熱應力大于有縫隙結構，其熱應力沿圓周方向的變化幅度約是有縫隙結構的兩倍；通過對傳熱管熱變形的計算，獲得了傳熱管在各個方向的位移大小，計算結果可用于