核电汽轮机组大部分处于湿蒸汽状态下运行,因此深入了解湿蒸汽自发凝结流动的机理,对于提高核电汽轮机组的经济性和安全性具有重要的实际意义。本文采用湿蒸汽自发凝结非平衡相变模型,对600MW核电汽轮机高压缸级内的湿蒸汽自发凝结流动进行三维数值分析,主要的工作内容如下:对定常流动条件下,不同蒸汽状态和不同工况下的湿蒸汽自发凝结流动进行数值分析。结果表明:蒸汽自发凝结的瞬间,会导致叶片轴向距离上的总压发生突变。不同蒸汽状态下,过冷蒸汽的凝结量最大,其动压值亦最高。沿叶高方向,凝结首先发生在叶片上部。随着入口质量流量减小,级内流动损失增加,汽轮机效率下降。随着蒸汽来流湿度增大,级内流场的气动性能变差,级的效率下降。对非定常流动条件下,湿蒸汽自发凝结流动进行数值分析。结果表明:非定常流动的动静干涉现象导致湿蒸汽级内的轴端功率下降0.266%。非定常流动过程中的静叶尾迹现象致使下游动叶通道内自发凝结的液滴直径增大,动叶前缘位置的液滴数增加。非定常凝结流动的压力位势作用使得动叶出口平均压力提高。非定常流动引起湿蒸汽凝结的湿汽损失提高19.917%。本文对某核电汽轮机高压级湿蒸汽自发凝结流动的研究,有利于提高机组的经济性和安全性,为核电汽轮机实际运行提供理论依据。