CN116362155B - 一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法，包括以下步骤：建立液态金属直流蒸汽发生器腔室几何模型；对液态金属直流蒸汽发生器腔室模型进行网格划分，得到各部分的网格模型，并进行边界条件设置；进行合理的初始化与边界条件修正；在液态金属直流蒸汽发生器腔室区域内进行计算；开展多工况计算，并拟合获得温度、压力等敏感性参数影响，获得拟合关系式。本发明方法能够运用计算流体力学手段对液态金属直流蒸汽发生器腔室复杂结构开展数值模拟计算，并获得考虑工况条件影响的换热系数拟合关系式，可以进一步提升液态金属直流蒸汽发生器一维程序模拟精度。
Description
技术领域
本发明属于核反应堆热工水力计算技术领域，具体涉及一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法。
背景技术
液态金属直流蒸汽发生器是核反应堆动力系统中至关重要的组成部分，是将反应堆一次侧的热量向二次侧传递的重要枢纽。蒸汽发生器作为示范快堆主传热系统的关键设备之一，其作用是将热量从反应堆的二回路系统传输到三回路，生成满足要求的过热蒸汽，并作为液态金属和水/蒸汽的隔离屏障。蒸汽发生器的性能和安全直接决定了示范快堆的性能指标和安全指标能否满足要求。
液态金属直流蒸汽发生器腔室上的传热系数是力学评定时的重要输入参数之一。在蒸汽发生器一维程序开发中，通常采用传统经验关系式(圆管)求解蒸汽发生器进出口腔室复杂结构内传热系数，该方法存在一定误差。同时，进出口区域复杂结构也没有完全适用的传热经验关系式可供选择。
基于上述原因，采用CFD分析方法模拟真实结构及物理条件，获得各工况条件水侧进出口区域内的传热系数，对液态金属直流蒸汽发生器的程序开发以及优化设计等工作均有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法，该方法能够运用计算流体力学手段对液态金属直流蒸汽发生器腔室复杂结构开展数值模拟计算，并获得考虑工况条件影响的换热系数拟合关系式，可以进一步提升液态金属直流蒸汽发生器一维程序模拟精度。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明方法采用计算流体力学软件模拟多工况下液态金属直流蒸汽发生器内部流动，获得液态金属直流蒸汽发生器腔室设计工况下换热系数；通过边界条件偏离情况与换热系数偏离情况建立关系的方式考虑不同工况条件的影响。
一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法，包括如下步骤：
步骤1：建立液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型，包括液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型、液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型以及液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，具体步骤如下：
步骤1-1：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域几何模型；
步骤1-2：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型；
步骤1-3：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口腔室内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口腔室内部流体域几何模型，腔室流体域外围壁面与接管内部流体域连接，腔室流体域顶部壁面与传热管内部流体域连接；
步骤2：在步骤1中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型的基础上进行网格划分，具体步骤如下：
步骤2-1：建立简化液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型与网格模型，获得网格模型建立方法；
步骤2-2：进行液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域的网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-1中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-3：进行液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-2中得到的液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-4：进行液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-3中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室内部流体域几何模型的基础上进行四面体网格的划分；
步骤3：将步骤2得到的三部分网格模型进行网格拼接，对交界面网格进行节点对应得到完整的计算网格，具体地，将步骤2中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型和液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型的交界面，以及液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域的网格模型的交界面设置为网格交界面，通过节点对应将交界面设置为网格模型的内部面；
步骤4：在液态金属直流蒸汽发生器网格模型范围内进行模拟计算，获得液态金属直流蒸汽发生器腔室设计工况下换热系数，具体步骤如下：
步骤4-1：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域网格模型边界设置为入口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域网格模型边界设置为出口边界；
步骤4-2：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为出口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为入口边界；
步骤4-3：对于液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型边界设置为等温壁面边界；
步骤4-4：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型入口边界位置处混合物中水和蒸汽的比例、混合物的速度、压力以及混合物的温度；
步骤4-5：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型出口边界位置处混合物的压力；
步骤4-6：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型壁面边界位置处热流密度，该边界设置为恒定热流密度边界；
步骤4-7：求解混合物的质量、动量、能量及组分输运方程，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室流体域的混合物速度场、温度场以及组分浓度场，其中求解组分浓度场的组分输运方程为：
其中：
ρ——混合物的密度，kg/m3；
Yi——混合物中的第i相质量份额，％；
——混合物的速度，m/s；
t——时间,s；
Di,m——混合物中第i相的层流扩散系数m2·s-1；
Di,t——混合物中第i相的湍流扩散系数m2·s-1；
步骤4-8：在求得混合物速度场、温度场与组分浓度场的基础上计算得到设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数为：
其中：
——腔室换热系数，W·m-2·K-1；
——平均壁面温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
q——腔室热流密度，W·m-2；
步骤5：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改边界条件，开展多工况数值模拟计算，获得不同工况条件下腔室换热系数，具体步骤如下：
步骤5-1：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改入口边界混合物温度，开展多工况数值模拟计算，获得不同混合物入口温度工况条件下腔室换热系数；
步骤5-2：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改入口边界混合物流量，开展多工况数值模拟计算，获得不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数；
步骤5-3：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改出口边界压力，开展多工况数值模拟计算，获得不同出口边界压力工况条件下腔室换热系数；
步骤6：根据步骤5中得到的多工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数，以设计工况为基准，建立边界条件偏离程度与换热系数偏移程度的关系，拟合获得各工况条件参数的影响曲线；具体步骤如下：
步骤6-1：根据步骤5-1获得的不同混合物入口温度工况条件下腔室换热系数，拟合获得混合物入口温度边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Tref——设计工况混合物入口温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
Tmax——工况范围内最高温度，K；
步骤6-2：根据步骤5-2获得的不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数，拟合获得入口混合物流量边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Qref——设计工况混合物入口流量，kg·s-1；
Q——真实混合物入口流量，K；
步骤6-3：根据步骤5-3获得的不同出口边界压力工况条件下腔室换热系数，拟合获得出口压力边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Pref——设计工况混合物入口流量，kg·s-1；
P——真实混合物入口流量，K；
步骤7：综合步骤6中得到入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件偏离程度对换热系数的影响，获得考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式；具体如下：
步骤8：将步骤6获得的考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式添加至液态金属直流蒸汽发生器一维程序中，根据工况插值计算获得腔室区域壁面换热系数。
本发明具有以下有益效果：
1)能够实现液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算；
2)模型独立，方法通用性强，可以适应于不同类型的流体力学计算分析程序；
3)该计算获得的换热关系式能够应用于液态金属直流蒸汽发生器腔室一维模拟程序，可以给液态金属直流蒸汽发生器工程数值模拟以及设计优化提供更为准确的工具及方法。
附图说明
图1为液态金属直流蒸汽发生器腔室计算模型示意图。
图2为本发明流程图。
具体实施方式
以下结合图2所示流程图，以典型液态金属直流蒸汽发生器腔室计算模型计算过程为例，对本发明作进一步的详细描述，另外典型液态金属直流蒸汽发生器腔室计算模型如图1所示。
一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法，包括如下步骤：
步骤1：建立液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型，包括液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型、液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型以及液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，具体步骤如下：
步骤1-1：运用几何模型建立软件SOLIDWORKS建立液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域几何模型；
步骤1-2：运用几何模型建立软件SOLIDWORKS建立液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型，该区域包含液态金属直流蒸汽发生器内部传热管流体域；
步骤1-3：运用几何模型建立软件SOLIDWORKS建立液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口腔室内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口腔室内部流体域几何模型，腔室流体域外围壁面与接管内部流体域连接，腔室流体域顶部壁面与传热管内部流体域连接；
步骤2：在步骤1中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型的基础上进行网格划分，具体步骤如下：
步骤2-1：建立简化液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型与网格模型，获得网格模型建立方法；
步骤2-2：进行液态金属直流蒸汽发生器入口/出口接管流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器入口/出口接管内部流体域的网格模型，具体地，运用网格划分软件ANSYS-ICEM在步骤1-1中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-3：进行液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件ANSYS-ICEM在步骤1-2中得到的液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-4：进行液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件ANSYS-ICEM在步骤1-3中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室内部流体域几何模型的基础上进行四面体网格的划分；
步骤3：将步骤2得到的三部分网格模型进行网格拼接，对交界面网格进行节点对应得到完整的计算网格，具体地，在流体力学计算软件ANSYS-FLUENT中将步骤2中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型和液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型的交界面，以及液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域的网格模型的交界面设置为网格交界面，通过节点对应将交界面设置为网格模型的内部面；
步骤4：在液态金属直流蒸汽发生器网格模型范围内进行模拟计算，获得液态金属直流蒸汽发生器腔室设计工况下换热系数，具体步骤如下：
步骤4-1：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域网格模型边界设置为入口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域网格模型边界设置为出口边界；
步骤4-2：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为出口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为入口边界；
步骤4-3：对于液态金属直流蒸汽发生器入口/出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型边界设置为等温壁面边界；
步骤4-4：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型入口边界位置处混合物中水和蒸汽的比例、混合物的速度、压力以及混合物的温度；
步骤4-5：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型出口边界位置处混合物的压力；
步骤4-6：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型壁面边界位置处热流密度，该边界设置为恒定热流密度边界；
步骤4-7：求解混合物的质量、动量、能量及组分输运方程，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室流体域的混合物速度场、温度场以及组分浓度场，其中求解组分浓度场的组分输运方程为：
方程(1)为组分输运方程的具体形式，其中：
ρ——混合物的密度，kg/m3；
Yi——混合物中的第i相质量份额，％；
——混合物的速度，m/s；
t——时间,s；
Di,m——混合物中第i相的层流扩散系数m2·s-1；
Di,t——混合物中第i相的湍流扩散系数m2·s-1；
步骤4-8：在求得混合物速度场、温度场与组分浓度场的基础上计算得到设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数为：
其中：
——腔室换热系数，W·m-2·K-1；
——平均壁面温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
q——腔室热流密度，W·m-2；
步骤5：在步骤4-6获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算模型的基础上，更改边界条件，开展多工况数值模拟计算，获得不同工况条件下腔室换热系数，具体步骤如下：
步骤5-1：在步骤4-6获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算模型的基础上，更改入口边界混合物温度，开展多工况数值模拟计算，获得不同入口温度工况条件下腔室换热系数；
步骤5-2：在步骤4-6获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算模型的基础上，更改入口边界混合物流量，开展多工况数值模拟计算，获得不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数；
步骤5-3：在步骤4-6获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算模型的基础上，更改出口边界压力，开展多工况数值模拟计算，获得不同压力工况条件下腔室换热系数；
步骤6：根据步骤5中得到的多工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数，以设计工况为基准，建立边界条件偏离程度与换热系数偏移程度的关系，拟合获得各工况条件参数的影响曲线；具体步骤如下：
步骤6-1：根据步骤5-1获得的不同混合物入口温度工况条件下腔室换热系数，拟合获得入口混合物温度边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线，在ORIGIN软件中拟合关系式，选择线性拟合、指数拟合关系中误差最小的关系式；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Tref——设计工况混合物入口温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
Tmax——工况范围内最高温度，K；
步骤6-2：根据步骤5-2获得的不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数，拟合获得入口混合物流量边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线，在ORIGIN软件中拟合关系式，选择线性拟合、指数拟合关系中误差最小的关系式；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Qref——设计工况混合物入口流量，kg·s-1；
Q——真实混合物入口流量，K；
步骤6-3：根据步骤5-3获得的不同出口边界压力工况条件下腔室换热系数，拟合获得出口压力边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线，在ORIGIN软件中拟合关系式，选择线性拟合、指数拟合关系中误差最小的关系式；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Pref——设计工况混合物入口流量，kg·s-1；
P——真实混合物入口流量，K；
步骤7：综合步骤6中得到入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件偏离程度对换热系数的影响，获得考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式；具体如下：
步骤8：将步骤6获得的考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式添加至液态金属直流蒸汽发生器一维程序中，根据工况插值选取对应的修正系数，计算获得腔室区域壁面换热系数。
Claims (1)
1.一种液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数计算方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：建立液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型，包括液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型、液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型以及液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，具体步骤如下：
步骤1-1：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器接管内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域几何模型；
步骤1-2：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型；
步骤1-3：运用几何模型建立软件建立液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域几何模型，其中对液态金属直流蒸汽发生器入口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器入口腔室内部流体域几何模型，对液态金属直流蒸汽发生器出口腔室建立液态金属直流蒸汽发生器出口腔室内部流体域几何模型，腔室流体域外围壁面与接管内部流体域连接，腔室流体域顶部壁面与传热管内部流体域连接；
步骤2：在步骤1中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型的基础上进行网格划分，具体步骤如下：
步骤2-1：建立简化液态金属直流蒸汽发生器腔室计算域几何模型与网格模型，获得网格模型建立方法；
步骤2-2：进行液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域的网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-1中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-3：进行液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-2中得到的液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域几何模型的基础上进行六面体网格划分；
步骤2-4：进行液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域的网格划分，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型，具体地，运用网格划分软件在步骤1-3中得到的液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室内部流体域几何模型的基础上进行四面体网格的划分；
步骤3：将步骤2得到的三部分网格模型进行网格拼接，对交界面网格进行节点对应得到完整的计算网格，具体地，将步骤2中得到的液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型和液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型的交界面，以及液态金属直流蒸汽发生器入口和出口接管内部流体域的网格模型的交界面设置为网格交界面，通过节点对应将交界面设置为网格模型的内部面；
步骤4：在液态金属直流蒸汽发生器网格模型范围内进行模拟计算，获得液态金属直流蒸汽发生器腔室设计工况下换热系数，具体步骤如下：
步骤4-1：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器入口接管内部流体域网格模型边界设置为入口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器出口接管内部流体域网格模型边界设置为出口边界；
步骤4-2：对于液态金属直流蒸汽发生器入口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为出口边界，对于液态金属直流蒸汽发生器出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器传热管内部流体域网格模型边界设置为入口边界；
步骤4-3：对于液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室，将液态金属直流蒸汽发生器腔室内部流体域网格模型边界设置为等温壁面边界；
步骤4-4：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型入口边界位置处混合物中水和蒸汽的比例、混合物的速度、压力以及混合物的温度；
步骤4-5：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型出口边界位置处混合物的压力；
步骤4-6：依据设计工况条件设置液态金属直流蒸汽发生器入口和出口腔室网格模型壁面边界位置处热流密度，该边界设置为恒定热流密度边界；
步骤4-7：求解混合物的质量、动量、能量及组分输运方程，得到液态金属直流蒸汽发生器腔室流体域的混合物速度场、温度场以及组分浓度场，其中求解组分浓度场的组分输运方程为：
其中：
ρ——混合物的密度，kg/m3；
Yi——混合物中的第i相质量份额，％；
——混合物的速度，m/s；
t——时间,s；
Di,m——混合物中第i相的层流扩散系数m2·s-1；
Di,t——混合物中第i相的湍流扩散系数m2·s-1；
步骤4-8：在求得混合物速度场、温度场与组分浓度场的基础上计算得到设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数为：
其中：
——腔室换热系数，W·m-2·K-1；
——平均壁面温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
q——腔室热流密度，W·m-2；
步骤5：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改边界条件，开展多工况数值模拟计算，获得不同工况条件下腔室换热系数，具体步骤如下：
步骤5-1：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改入口边界混合物温度，开展多工况数值模拟计算，获得不同混合物入口温度工况条件下腔室换热系数；
步骤5-2：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改入口边界混合物流量，开展多工况数值模拟计算，获得不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数；
步骤5-3：在步骤4-8获得的设计工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数的基础上，更改出口边界压力，开展多工况数值模拟计算，获得不同出口边界压力工况条件下腔室换热系数；
步骤6：根据步骤5中得到的多工况条件下液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数，以设计工况为基准，建立边界条件偏离程度与换热系数偏移程度的关系，拟合获得各工况条件参数的影响曲线；具体步骤如下：
步骤6-1：根据步骤5-1获得的不同混合物入口温度工况条件下腔室换热系数，拟合获得混合物入口温度边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Tref——设计工况混合物入口温度，K；
Tbulk——流体域内部平均温度，K；
Tmax——工况范围内最高温度，K；
步骤6-2：根据步骤5-2获得的不同入口混合物流量工况条件下腔室换热系数，拟合获得入口混合物流量边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Qref——设计工况混合物入口流量，kg·s-1；
Q——真实混合物入口流量，K；
步骤6-3：根据步骤5-3获得的不同出口边界压力工况条件下腔室换热系数，拟合获得出口压力边界偏离程度与换热系数偏离程度关系曲线；具体地，修正换热系数关系式为：
其中：
h——真实腔室换热系数，W·m-2·K-1；
href——设计工况腔室换热系数，W·m-2·K-1；
Pref——设计工况混合物出口压力，Pa；
P——真实混合物出口压力，Pa；
步骤7：综合步骤6中得到入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件偏离程度对换热系数的影响，获得考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式；具体如下：
步骤8：将步骤6获得的考虑入口温度边界条件、入口混合物流量边界条件、出口压力边界条件影响的液态金属直流蒸汽发生器腔室换热系数关系式添加至液态金属直流蒸汽发生器一维程序中，根据工况插值计算获得腔室区域壁面换热系数。
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