反应堆安全是使用核能的前提,保障反应堆安全是反应堆设计和运行的基本准则,反应堆热工水力是反应堆安全的重要研究内容。电加热堆芯模拟实验装置是研究反应堆热工水力特性的简化实验装置,本文将应用数值计算的方法对电加热堆芯模拟装置的热工水力特性进行研究。通过本文的研究,了解该实验装置的热工水力特性,指导后续开展的热工水力实验;与此同时,根据计算结果分析该实验装置结构设计是否合理并提出结构优化方案。本文采用PROE软件建立计算模型,应用ICEM划分网格,使用FLUENT进行计算。根据计算结果研究了实验装置下降环腔和下腔室内的流场特性,分析了实验装置均流板、支撑板的均流性能和堆芯入口流量分配情况,获得了堆芯内冷却剂的流场和温度场特征以及加热棒外壁面温度分布特征。通过比较设计流量工况和高流量工况的计算结果,掌握了该实验装置的水力特性;通过将均匀加热工况和轴向余弦加热工况的计算结果进行比较,清楚的了解了实验装置在不同加热方式下的热工特性,并选择最佳的加热形式。两种水力特性工况计算结果表明:冷却剂在下降环腔内的流量分配不均匀,随着流量增加下腔室内的涡流更加剧烈、流场更加复杂。进口流量越大下腔室内流场对下降环腔出口段流体的影响越大,下腔室内的部分流体在惯性作用下将进入下降环腔,并改变下降环腔出口段的流场。均流板的性能受下腔室漩涡的影响很大,在两种工况中经过均流板和支撑板的共同作用,进入堆芯的冷却剂流量分配差异仍然较大。堆芯内棒束通道太大,冷却剂流速很小;流体主要是沿棒束轴向流动,仅在支撑板下方和出口接管区存在横向流动和流体混合。两种热工特性工况计算结果表明:堆芯内温度分布很不均匀,堆芯中心区流体温度低,边缘区流体温度高;加热棒和近壁面流体间存在较大的温度梯度。在总加热功率相同时,余弦加热工况中冷却剂的最高温度比均匀加热工况低。均匀加热工况中冷却剂最高温度和加热棒最高壁温都在堆芯上部滞留区。余弦加热工况中冷却剂最高温度在堆芯出口接管区域;加热棒壁温在加热棒中间位置温度较高,且分布范围较广。通过以上比较可知:轴向余弦加热比均匀加热更适合目前的实验装置;均匀加热更适合采用改进方案优化后的实验装置。