稳压器波动管连接稳压器与反应堆一回路,易产生热分层现象,使波动管产生较大的弯曲应力,导致管道热疲劳,威胁核电站的安全运行。因此需要对其进行疲劳监测系统,而疲劳监测工作的重点之一就是对结构进行瞬态热应力的快速计算。格林函数法在结构热应力快速计算中得到了广泛的应用,然而对涉及热分层现象的热应力快速计算所做研究还不够深入,如热分层区域流体温度的确定较为粗略,无法保证假定的流体温度给出与实际吻合度高的温度场,使得热应力计算的准确性难以保证。本研究针对稳压器波动管,采用格林函数法对其瞬态热应力快速计算方法进行了较为深入的研究。首先,对波动管进行了工况分析,根据有无热分层、波入或者波出情况以及有无发生事故等划分七种工况。利用计算流体力学软件,对可能出现热分层启停堆工况和功率运行工况下波动管内的流场和温度场进行了数值模拟计算,确定了湍流渗入区域的范围,并分析了不同流动边界条件对热分层区域的影响。其次,根据波动管的多物理场分析结果,将波动管分为主管道区域、湍流渗入区域、热分层区域和竖直管段区域,并对热分层区域进行了更细致的划分,可以更准确得描述热分层区域流体温度。然后,对不同热分层高度和冷热流体温差的波动管进行了应力分析,确定了热腿焊缝位置、第三弯头位置和竖直管段弯头位置三个疲劳评价截面,建立了完备的格林函数库,覆盖七种工况十个热区。以启停堆工况为例,讨论了格林函数库的建立方法,并利用有限元法对格林函数库及瞬态热应力快速计算方法进行了验证。最后,为实现对不同工况格林函数的调用,确定了根据监测数据对工况进行识别的判断逻辑。提出了一种推算分层区域各热区流体温度的方法,该方法以经典传热理论为基础,确定了两种热流密度假定方案,通过比较发现,根据外壁测点温度数据确定的线性分布的热流密度假定方案更为合适,并使用温度格林函数对计算结果进行了验证,验证结果显示吻合良好。分析表明,使用五个测点温度数据也可以实现对热分层区域温度场的确定。