当核电站发生严重事故导致堆芯熔毁时,熔融物会在重力的作用下聚集在反应堆压力容器的下封头处,严重威胁到压力容器的完整性。通过在反应堆压力容器外部进行冷却使熔融物滞留在压力容器内部（IVR-ERVC）是一项重要的严重事故缓解措施,目前已被许多大型先进压水堆采用。该措施的重点在于提高压力容器下封头处的临界热流密度（CHF）。本文在详细分析国内外提升CHF方法的基础上,采用了纳米流体技术,在常温常压下对向下加热面的强化换热与CHF的提升进行了实验研究。通过两步法制备了不同浓度的氧化铝、勃姆石、多层石墨烯、多壁碳纳米管四种水基纳米流体,利用扫描电镜、透射电镜和紫外-可见光光度法分别对纳米粒子粒径、形貌和分散情况进行了检测;然后用特制的块状加热设备进行了向下加热面的池沸腾实验研究。主要研究了不同种类和浓度的纳米流体对整个池沸腾实验过程、CHF和对流传热系数的影响。通过分析实验过程中的特殊现象,实验后表面粗糙度、表面润湿能力以及加热表面的纳米粒子沉积状况的变化,对纳米流体的传热机理进行了讨论和分析。实验结果表明,在一定质量浓度条件下,四种纳米流体均能有效的增强换热。其中,石墨烯纳米流体在质量浓度为10 mg/L时具有最好的CHF增强效果,相比于反渗透（RO）水工况增加了 76.1%;由于碳纳米管纳米流体的稳定性较差,在沸腾过程中纳米粒子易团聚,仅在质量浓度为8 mg/L时测得CHF增强,相比于RO水工况增加了 17.6%。纳米流体影响传热的原因主要包括纳米粒子的沉积、纳米流体固液相产生的协同效应、纳米粒子的形貌特征以及布朗运动和热泳效应。相比之下,纳米粒子在加热表面沉积所造成的影响最大。