自然循环由于摆脱了对外加驱动泵的依赖从而提高了反应堆的固有安全性,由于没有噪声对舰船隐蔽性的提高也有较大意义,因此自然循环在船舶核动力装置中得到了越来越广泛的应用。本文以去离子水为工质,主要研究了在摇摆条件下附加惯性力对自然循环流动阻力和换热特性的影响,摇摆和倾斜角度为10°~20°,摇摆周期为15s~30s,实验研究了两个自然循环回路,分别安装了窄矩形实验通道和棒束通道,研究以棒束通道阻力换热特性为主,并参考矩形实验段的相关数据。对棒束通道的单棒壁温分布进行了推导,发现壁面温度波动沿径向幅值衰减而相位延迟,其平衡值与稳态条件下计算值相同。对摇摆条件下冷却剂回路的压降及其组成进行了分析,发现各段附加压降是两种周期不同的波动叠加形成的,同时回路冷热流体密度差形成的驱动压头也是两种周期不同的波动叠加的结果,压降的特殊构成是形成自然循环回路各参数波形的主要因素。摇摆条件下阻力系数随质量流速的波动将有所波动,并且受冷却剂流态的影响。如果摇摆条件流动包括层流区和过渡区,在进入层流区时阻力系数将有极大的提高,棒束通道在其宽广的过渡区内阻力系数变化不大,在过渡区内流体阻力系数波动很小。在棒束通道内阻力系数的时均特性和瞬时特性均表明摇摆对其有一定的增大作用,随着Re的增大阻力系数在进入过渡区时变化逐渐平缓。验证了棒束通道常用换热经验关系式,发现Markoczy公式在其适用范围内能够较准确地预测棒束通道换热。对摇摆条件下自然循环换热的影响因素进行了讨论,发现除了自然循环流量、摇摆的附加力等因素,摇摆引起的反向流动、通道的几何结构对自然循环换热均有一定影响。