联箱流量分配问题常见于各种工业过程,而联箱通过分支管将流体均匀分配于各分支管是联箱的主要作用。联箱内流量分配不均会导致受热面的安全事故,因此研究联箱内流量分配问题具有重要的应用价值。本文针对某电厂锅炉顶棚过热器频繁爆管现象,建立了与实际情况相同的一个径向引入、引出带旁通管的分配联箱的几何模型,应用计算流体动力学(CFD)方法对该联箱内部过热蒸汽的流动情况进行数值研究,分析了联箱内部压强分布与速度分布,以及由此引起的流量分配情况。通过数值模拟研究发现,联箱的旁通管三通结构附近由于静压分布异常,导致引入管周边的分支管静压较低,流量分配相对减少,发生传热恶化,进而发生爆管。通过改变参数,得到了流量分配的影响因素。针对现有结构,本文提出了优化几何结构后的联箱分支管布置方法,通过对联箱入口分支管引出方向调整,显著提升了联箱内部并联分支管流量分配的均匀性,本文将此研究得出的结论进行扩展,给出了处理类似联箱几何结构布置的优化方案和基本设计准则。该研究为电站锅炉分配联箱设计和结构优化提供一定的参考。两相流动中一个很重要的问题是两相流体的分离现象,两相流的分离现象更加复杂,目前对两相流分离机理研究很不完善。本文以核电常规岛中的汽水分离器(MSR)前的辅助汽水分离装置为研究对象,提出了一种新的T型三通高干度气液两相流分离系统装置。该系统借助渐缩渐扩喷嘴进行加速,并在渐扩段的静叶片处产生离心力,将高压缸的湿蒸汽中饱和蒸汽和饱和水滴分离出来,进而在延长段使得大部分液滴被甩到壁面并流入内套筒与壁面之间的空腔再被分离开来,而内套筒内部的流体则干度变高并可直接流至MSR。针对这一汽液两相流分离系统,应用CFD软件进行了数值模拟,数值模拟结果发现采用这种管道内的几何结构可以将高压缸排气干度由0.85提升到0.95以上。探索了这种结构在高干度下汽水分离的可行性,为今后开展实验研究奠定了基础。