直流蒸汽发生器的特点是传热系数大、换热面积小、结构紧凑等,近年来多被应用于中、小型一体化压水堆。由于直流蒸汽发生器二次侧中存在复杂的相变换热,必定会发生蒸干传热恶化,因此有针对性的开发仿真代码对直流蒸汽发生器热工水力特性进行建模仿真,以准确预测蒸干并分析其工作性能。本文以巴布科克·威尔科克斯公司设计的直流蒸汽发生器为原型,选取适当的经验关联式将传热区域分为预热段、过冷沸腾段、核态沸腾段、缺液段和过热段五个区域,基于分布参数法建立了直流蒸汽发生器一维均相流数学模型,并自主开发了基于MATLAB的直流蒸汽发生器稳、动态换热仿真程序,研究了一、二回路运行参数对直流蒸汽发生器蒸干传热特性的影响规律。稳态仿真结果显示,直流蒸汽发生器在稳态不同工况运行时,一次侧流体平均温度保持不变;低负荷运行工况下,直接发生过冷沸腾使得传热管入口处外壁温度快速升高;当沸腾达到蒸干后,内、外壁温均会出现飞升,最大幅度达到22.2℃,并随负荷无明显变化,之后由于传热恶化二次侧流体换热性能减弱;直流蒸汽发生器各传热区域的长度随着负荷下降而呈现出过热段变长、蒸发段变短的规律性变化。动态仿真结果显示,当一次侧冷却剂入口焓值、流量下降时,均会导致出口蒸汽过热度降低,干涸点后移,且焓值下降仅5%时,直流蒸汽发生器出口蒸汽已无法达到过热状态;二次侧给水温度下降时,给水在入口处被快速加热,对蒸汽出口温度影响不大;二次侧给水流量下降时,蒸干位置前移,蒸汽出口温度升高,且降至30%后将不存在预热段;最终得到一次侧流体焓值的变化对直流蒸汽发生器换热的影响最大。综上所述,本文通过对直流蒸汽发生器的稳、动态换热性能仿真,能快速方便地分析直流蒸汽发生器的工作特性,预测蒸干位置,进而为防止蒸汽发生器传热管破损提供理论保障,提高核动力装置的安全可靠性。