偏环运行指多环路压水堆的非对称边界条件下的非对称运行工况,在核电系统中体现为环路功率的改变和环路的启动、停止过程。目前,针对反应堆系统运行工况的数值模拟普遍适用并被广泛认可的还是一维热工水力分析程序,存在着一定的局限性,无法对不同偏环运行工况下蒸汽发生器内部的三维复杂流动与换热过程进行定量描述。因此本文基于三维CFD数值模拟软件FLUENT,运动多孔介质对换热管进行简化,通过用户自定义函数编写动态边界条件及相变模型来实现卧式蒸汽发生器二次侧的全尺度动态数值模拟,建立一个计算准确、切实可行、工程实用的数值模拟方法。本文介绍了蒸汽发生器内沸腾换热数值模拟中采用的计算模型,控制方程和数值计算方法,对多孔介质理论及两相流模型做了详细介绍,并对蒸汽发生器换热系数的求解过程进行了阐述。根据圆管内外的对流换热特性,确定了随着一次侧冷却剂流动,一、二次侧之间的释热模拟方案,并对相变传质系数进行修正,使计算更准确。对753MW、468MW和300MW工况的模拟结果进行对比,发现在液相空间内,沸腾产生的气相部分在浮力驱动下在竖直平面内形成环形的流动,并带动二次侧冷却水的流动,提升了外部管束的换热效果。流动强度及对换热效果的提升随着功率的降低也逐渐减小。为检验水下均气板的作用效果,对没有均气板的物理模型进行数值模拟,发现该装置确实有平衡蒸汽负荷的作用,并且是在蒸汽空间的下部作用效果明显。通过编写动态边界条件对蒸汽发生器改变热功率的动态过程进行了数值模拟。得到了环路功率变化时,换热系数、不同加热量位置的平均温度、蒸汽产量和气相体积分数随时间的变化,以及气相体积分数与蒸汽产量之间的关系。在首次实现蒸汽发生器功率变化时二次侧全尺度数值模拟的基础上,为进一步分析管路振动、换热管破损机理和事故分析提供理论依据。本文对蒸汽发生器偏环的研究也为后续将核动力装置应用于航母、舰船背景下的堆芯偏环运行数值模拟奠定了基础。