蒸汽发生器在核电站中的主要功能是作为热交换器将一回路冷却剂中的热量传递到二回路,使其产生饱和蒸汽供给二回路动力装置。蒸汽发生器作为反应堆正常运行工况下的一回路热阱,它的安全运行和高效传热对核电站的安全运行有关键作用。但由于蒸汽发生器体积巨大,结构复杂,传热管数目众多,因此蒸汽发生器二次侧两相流流动和换热特性十分复杂。目前对它的研究和认识还不充分,而且在数值模拟方面,对于两相流模型和网格划分还存在许多需要改进之处。以往的实验多集中在局部范围内对蒸汽发生器热工参数进行测量研究,再加之高温高压的运行环境,实验很难做到对蒸汽发生器内部流动特性的直接观察。因此,为了提高蒸汽发生器的可靠性,包括改进蒸汽发生器结构设计、提供更好地运行方案等,需要对其内部流动状况进行可视化研究。本文针对核电站蒸汽发生器二次侧的流动特性问题,根据相似模化原理,设计并搭建了可视化的蒸汽发生器实验台架。使用PIV装置和高速摄像机对其二次侧两相流流动特性进行了拍摄与研究,并结合温度测点得到了二次侧过冷段区域的温度场分布情况。通过实验研究,揭示了蒸汽发生器二次侧尚未报道过的流动现象,即弯管区出现的强烈的环腔流,以及在直管段区域的横向流动现象。此外,研究了在不同加热功率和不同给水比例工况下蒸汽发生器二次侧的热工水力特性。通过对比相同功率工况下四种不同给水比例(分别是冷端与热端给水比例1:1、2:3、3:7、1:4)所带来的流场分布差异,发现随着冷端与热端给水的非均匀程度的增大,蒸汽发生器二次侧冷段与热段的流场与温度场的非均匀性降低。在一定程度上减弱了蒸汽发生器弯管区的环腔流,从而也降低弯管区传热管的流致振动。针对弯管处环腔流对传热管带来的显著流致振动的影响,在弯管中间位置设计并安装了隔板,发现隔板可以减弱顶部环腔流所带来的两相横流现象。根据上述不同工况下的实验结果分析,提出了两条关于蒸汽发生器热工设计准则的建议。准则1:蒸汽发生器二次侧冷端与热端1:4给水比例能有效降低蒸汽发生器二次侧冷段与热段的流场与温度场的非均匀性;准则2:在蒸汽发生器弯管区的中部设置隔板,能有效阻断蒸汽发生器弯管区的环腔流。两条设计准则的建议对于减弱蒸汽发生器弯管区的环腔流,降低弯管区传热管的流致振动具有重要的参考价值。