蒸汽发生器支承板杂质沉积及堵塞数值模拟研究

在蒸汽发生器长期运行的过程中,二次侧流体中的杂质会在蒸汽发生器内部发生沉积。其中,杂质在支承板上的沉积会造成支承板的堵塞。支承板堵塞会使蒸汽发生器内出现局部高速流动和横流,极易造成流致振动和传热管裂纹。为预测蒸汽发生器支承板局部沉积物分布,本研究建立了蒸汽发生器杂质迁移模型和支承板堵塞模型,并植入到西安交通大学核反应堆热工水力团队(NuTHeL)自主开发的蒸汽发生器三维热工水力程序STAF中,对含有固化和不含固化条件下支承板150 d沉积行为进行了预测,分析了固化效应对沉积物分布的影响规律。结果表明,支承板热侧上部沉积物较多,沸腾是导致局部沉积主要因素。与不考虑固化情况相比,考虑固化后沉积质量减少,且冷热两侧沉积质量差异明显减小。考虑固化后沉积物分布更靠近支承板两侧,与流速分布较为相似。本文研究成果可为核动力系统蒸汽发生器设计和运维提供参考,从而尽可能减小支承板堵塞所导致的有害后果。