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(yīng)力腐蝕、微振磨損等問(wèn)題，嚴(yán)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?；?，建立了耦合一、二次側(cè)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(jìn)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(cè)、二次側(cè)及傳

2、熱管各區(qū)域關(guān)鍵參數(shù)的局部分布規(guī)律。另外，基于ANSYS-WORKBENCH平臺(tái)，將流體計(jì)算結(jié)果傳遞給結(jié)構(gòu)計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了蒸汽發(fā)生器單向流固耦合，得到了傳熱管熱應(yīng)力和熱變形的局部分布規(guī)律；通過(guò)對(duì)比支撐板與傳熱管之間有、無(wú)縫隙兩種結(jié)構(gòu)蒸汽發(fā)生器的流體與結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果，揭示了縫隙對(duì)蒸汽發(fā)生器熱工水力特性及傳熱管應(yīng)力、應(yīng)變的影響規(guī)律。
　　計(jì)算結(jié)果表明：二次側(cè)傳熱系數(shù)的模擬結(jié)果與Rohsenow經(jīng)驗(yàn)關(guān)聯(lián)式的計(jì)算結(jié)果基本吻合；二次側(cè)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(yīng)力略高于外壁，二者沿軸向高度的變化趨勢(shì)基本一致；在支撐板位置傳熱管熱應(yīng)力沿圓周方向呈周期性波動(dòng)，傳熱管內(nèi)、外壁熱應(yīng)力的變化趨勢(shì)恰好相反，內(nèi)壁熱應(yīng)力的變化幅度小于外壁；無(wú)縫隙結(jié)構(gòu)支撐板處傳熱管的熱應(yīng)力大于有縫隙結(jié)構(gòu)，其熱應(yīng)力沿圓周方向的變化幅度約是有縫隙結(jié)構(gòu)的兩倍；通過(guò)對(duì)傳熱管熱變形的計(jì)算，獲得了傳熱管在各個(gè)方向的位移大小，計(jì)算結(jié)果可用于