由于模块化建造、安全性能高、适应性强、多用途等优点,小型堆的发展逐渐引起世界各国重视。安全壳作为反应堆的最后一道保护屏障,对防止放射性产物泄漏起到重要作用。抑压式安全壳可通过抑压系统将事故下堆内余热导出。当发生LOCA事故时,高温高压蒸汽迅速喷入干井,然后进入湿井水空间发生直接接触冷凝,从而抑制安全壳压力、温度的快速升高,保证安全壳的完整性。抑压过程涉及蒸汽直接冷凝,喷射流量、温度,连通管管径、淹没深度以及湿井初始温度等多种因素,现象十分复杂。因此,有必要研究各因素对抑压系统的影响。目前国内对于小型堆抑压安全壳的研究仍处于研发阶段。本文利用比例分析方法,对抑压系统整体和局部现象进行分析,得到缩放台架所需的量纲参数;通过实验研究与数值模拟,对小型抑压式安全壳的抑压机理及其关键因素进行分析。受限于硬件条件,前者侧重于瞬态分析,后者侧重研究长时间内的过程演变。1)数值模拟,以实验台架为原型进行瞬态分析。破口气体工质选取空气或蒸汽,研究不同破口流量、温度,连通管在水中淹没深度、管径及数量对抑压系统的抑压特性及流动传热影响。2)实验研究,首先以常温空气为工质,研究气体不同流量及不同压力下连通管出口气泡变化;然后以热空气为工质,研究不同破口流量和温度下连通管内温度变化;最后以蒸汽为工质,考虑相变的影响,分析不同蒸汽流量、温度,连通管淹没深度及管径对湿井内传热的影响。根据数值模拟结果可知:随着破口流量增加,连通管内流体速度增大,换热增强,射流距离增加,并且管外液体压力振荡增强;增加连通管在水中的淹没深度,射流距离、管口下方流体压力产生明显变化;增大连通管管径和数量,空气泡到达管出口的时间增加,并且气泡大小和分布方式主要受管径大小影响。由试验结果可知:以常温空气为工质,改变空气的流量和湿井气空间的压力,逸出气泡的连续性、周期性及大小分布对应改变。工质为热空气,主要影响连通管内的温度分布。工质为水蒸汽,连通管处发生热混合现象;提高蒸汽流量和温度,湿井水空间测点的温度增大;减小连通管淹没深度,管口处温度升高;随着连通管管径增大,湿井内水空间的热分层现象越明显,并受流量大小影响。