建立了一种复杂的数学模型，用于预测套管式换热器内流体的流动及传热特性的数学模型，包括计算流体力学模型和计算传热学模型。其中，计算传热学模型中的瑞流扩散系数是利用温度方差和温度方差耗散率来求解，而不是利用通常采用的数假设值或实验测定值来求解。分析换热器的物理模型，对模型进行适当的简化，分别对换热器的管侧和壳侧的温度场进行分析，研宄传热管束内部的传热过程，同时分析换热器壳侧不同位置处的换热情况。对换热器的出口平均温度进行分析，分析出口平均温度与设计温度之间的误差，评价换热器的换热性能。对换热器壳侧的速度场进行研究，分析换热器的结构对自然循环的影响，蒸发冷凝器，并提出相关的意见对换热器进行优化分析。
对换热器进行不同工况分析，研究不同工况下换热器的换热性能。并编写换热器的沸腾用户自定义（模型，将模型导入软件。分析换热器出现沸腾工况下内部蒸汽的流动情况，并根据对模拟结果的研究提出对换热器的改进措施。通过对模拟结果的分析可知，研究的自然循环换热器能及时有效排出堆芯余热，虽然模拟值和设计值之间有一定误差，但是误差很小不影响对换热器模拟结果的分析。换热器的复杂结构使换热器局部产生了“传热死区”和“流动死区”，这些死区的存在影响了换热器内自然循环的形成。当换热器传热进行一段时间后换热器内的壳侧温度会达到饱和出现沸腾，沸腾产生的大量蒸汽在换热器的“尖角”处聚，会对换热器内流体的传热和流动特性产生影响。
换热器管道的缺陷发生在支撑板附近，已成为铁磁性换热管重点监测区域。对换热管道不同缺陷产生的漏磁信号进行了二维模拟，考虑了静态时的支撑板处缺陷深度、缺陷宽度、换热器管道壁厚、检测仪器低速运动，壳管式冷凝器，以及缺陷相对于支撑板处在不同的位置对检测仪器输出信号的影响，给出了漏磁场磁感强度随以上参数变化的曲线。对同轴径向热管换热器壳程进行模拟计算，分析烟，冷凝器，速度、温度及局部对流换热系数沿壳程的变化规律，并寻求换热器结构参数优化值。
得到径向热管换热器结构优化参数：横向管距为纵向管距为翅片高度不应高于，翅片间距为。对单弓形折流板式换热器的结构进行合理简化，利用参数化建模方法建立了管壳式换热器的参数化模型，将定壁温假设方法与同时考虑壳程和管程流体的两流程祸合计算方法的模拟结果进行对比，结果表明：同时考虑壳侧和管侧流体流动与传热，更有助于揭示换热器局部温度场变化的实际情况，模拟结果与实际情况吻合较好，能够为管壳式换热器结构优化设计提供更好的参考依据。
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