丛腾龙，田文喜，秋穗正，苏光辉，谢永诚，姚彦贵

(1.西安交通大学 能源与动力工程学院，陕西 西安 710049；2.上海核工程研究设计院，上海 200233)

蒸汽发生器(SG)作为压水堆的关键设备同时承担着一、二回路侧换热以及一回路压力边界的作用，在反应堆运行过程中需保持传热管的完整性；然而在反应堆运行期间，传热管易出现震动、疲劳及由此带来的磨损甚至破裂。传热管的失效主要是由于管束震动引起的磨损、管束热应力损坏及事故工况时管束最高温度超限造成的，对以上因素进行分析需以SG二次侧的速度场、温度场作为输入参数。由于SG结构复杂、体积庞大，对SG二次侧流场进行实验和精细网格的CFD计算难以实现，因此本文采用多孔介质模型对SG二次侧流场进行数值分析。

最早将多孔介质模型应用于换热器的是英国学者Patankar等[1]，他们于20世纪70年代就采用此模型对换热器壳侧进行了数值模拟。之后，Sha等[2]又在文献[1]的基础上模拟了SG和反应堆堆芯中冷却剂的流动，Prithiviraj等[3-4]模拟了三维换热器中的流动。Ferng等[5-7]采用CFX软件多孔介质模型对SG管束区的二次侧流场进行了分析。

目前虽已有一些针对SG二次侧流体热工水力特性的CFD研究，但这些研究仍有待改进。在Ferng等[5-12]的研究中，存在如下问题：1) 进出口边界设置不合理；2) 两相流计算关系式过于粗糙；3) 采用不正确的阻力和湍流计算模型；4) 计算忽略下降段、支承板和汽水分离器，这一系列简化或不合理假设，导致计算结果和实际运行情况差别很大，计算结果在工程应用上不具备参考价值。……