安全壳外空气流道属于安全壳冷却系统的一部分,来自大气环境的冷却空气进入流道后通过与钢制安全壳外侧壁面产生对流换热作用,导出安全壳内部产生的热量。空气流道结构对于防止事故工况下由于安全壳内部温度和内部压力过高而对安全壳完整性构成威胁,能够发挥重要的作用。分析研究安全壳外空气流道的流动及传热特性,研究不同因素对于流道内速度场及温度场的影响程度,提出导出安全壳内热量的优化方案具有重要工程意义。依据安全壳外空气流道的结构特点,使用GAMBIT软件对经过简化的流道结构进行几何建模和网格划分。通过CFD (Computational Fluid Dynamics)商用软件FLUENT建立数学模型,对空气流道的速度场和温度场及其产生影响的因素模拟和分析研究。通过计算不同条件下单位时间冷却空气从钢制安全壳内带走的热量,对速度场及温度场产生影响的不同因素进行比较,根据计算结果,评估了安全壳系统热量导出的优化方案。根据FLUENT数值计算的结果,分别得到了空气流道内速度场及温度场的分布特性,最大热流值发生在安全壳的顶部位置。通过计算不同条件下单位时间冷却空气从钢制安全壳内带走的热量,可知在冷却空气温度较低时(283K以下),随着流道内的冷却空气流速增大,单位时间冷却空气带走的热量也在提高;在冷却空气温度较高(283K以上)的情况下,流速对于单位时间冷却空气导出热量的影响十分有限;安全壳的换热速率对环段中的空气温度有很大的依赖作用。本论文计算得出的结论与安全壳系统的大尺度试验数据得到的结论是相吻合的。结果表明在导流板向屏蔽构筑物一侧平移,冷却空气与钢制安全壳外表面的换热量减少,但减少有限;导流板向钢制安全壳一侧平移,冷却空气与钢制安全壳外表面的换热量增加明显,在流道内冷却空气温度较低的情况下换热最佳。