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摘要
针对核动力系统螺旋管蒸汽发生器，本文采用多孔介质方法对具有复杂换热组件区域多层螺旋套管结构进行简化，构建了壳侧工质流动换热特性数学物理模型，并基于均相流假设建立了管侧水-水蒸气两相流动沸腾换热特性分析模型，采用网格-节点映射方法实现了管壳两侧耦合传热计算，基于开源OpenFOAM平台开发了适用于螺旋管蒸汽发生器的三维全尺寸热工水力特性分析程序HeTAF。基于螺旋管两相流动沸腾换热实验开展了模型验证，并以高温气冷堆示范工程中螺旋管直流式蒸汽发生器为分析对象开展了单换热组件模拟，获得的氦气和蒸汽出口温度计算结果与设计值符合较好，表明HeTAF能有效预测换热组件内管壳两侧流动换热特性。本文的研究对螺旋管蒸汽发生器的设计和安全分析具有参考意义。
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