20世纪70年代以来,安全壳模型实验研究在世界各地不断开展,但由于实际安全壳结构尺寸十分庞大,当前多数大缩尺比例为1:4,加载绝对压力未超过1MPa且仅考察壳内压力载荷,壳内温度与压力的耦合加载研究较少且统数据不全。因此本文针对核电安全壳1:3.2模型实验,考虑加载时长与温度和压力耦合情况选取空气与水蒸气两种工质,设计加载方案对核电安全壳模型不同工况下的加载过程进行数值计算并分析总结相应变化规律。首先分别确定空气与水蒸气加载的数值计算模型,结合现有实验数据对安全壳模型内的充气加压及冷凝过程进行数值模型准确性验证为后续各工况的加载仿真工作打下基础。其次分别开展空气和水蒸气加载的仿真计算分析工作。结果表明两种加载工况下安全壳内温度与压力分布出现了分层现象且壳顶压力最高温度最低,壳底相反。其中空气加载初期壳内流动混乱后期有回流现象,加载过程中表面传热系数先快速增大后缓慢降低。水蒸气加载时壳内流体温度先快速升高而后出现平台期,随后缓慢增大。加载初期壳内不同高度处压力差值与温度差值较小,流体混合均匀运动轨迹清晰,后期混乱且出现横向流动情况,加载过程中内壁面温度的变化相对于热流量变化呈现出一定的滞后性。最后针对空气与水蒸气混合加载进行仿真分析工作,考察不同初始气体的体积份额以及不同壳体壁面温度混合加载情况。其中不同初始气体份额混合加载过程压力均随时间近乎直线增加,壳内初始空气体积分数越大升压速率越大,凝结水量与初始壳内空气份额及加载时间正相关,初始水蒸气体积分数为60%与80%的工况下壁面附近流动相对平缓,传热相对稳定;不同壁面温度混合加载过程壳内绝对压力近似抛物线式增加,壁面温度越高升压越快;壳内温度先快速升高后缓慢增大随后逐渐降低,壁面温度越高达到最高温度所需时间越长;壁面温度越低壳内凝结水量越多;不同壁面温度的表面传热系数差异较大。