堆芯熔融物堆内滞留(IVR)策略是一种重要的严重事故缓解措施,目前已经应用于AP600、AP1000等堆型。IVR策略的有效性关键在于保证反应堆压力容器(RPV)外壁面的热流密度低于对应位置处的临界热流密度(CHF)值。随着新建反应堆堆功率的提升,堆芯熔化后RPV外壁面热流密度增大,IVR的热裕量可能会有所降低。因此,有必要研究RPV外壁面的CHF特征,设法提高RPV外壁面的CHF值。本文采用316不锈钢材质的平板作为加热器,分别在常压下进行下朝向壁面的池沸腾实验研究和流动沸腾实验研究,以模拟核电厂严重事故下IVR策略,并对提高下朝向壁面CHF值的方法进行实验研究。池沸腾实验中,主要研究了表面粗糙度、表面加工工艺、氧化铝纳米涂层对临界热流密度的影响,并对提高CHF的机理进行了讨论;流动沸腾实验中,主要研究了下朝向壁面处于不同倾斜角状况下表面粗糙度对临界热流密度的影响,并分析了主回路流量和实验段入口含气率对下朝向壁面CHF的影响。实验结果表明:本实验能够较好地模拟下朝向壁面的CHF。池沸腾实验中,经过喷砂工艺处理后,实验板表面粗糙度得到了提高,CHF值也得到了提升,不同粗糙度的实验板CHF提升效果不一样,提升幅度为13%~21%,其中粗糙度(Ra)为2.4um的实验薄板CHF值最高,达到了750kW/m2;对于同一表面粗糙度(Ra),采用喷砂工艺所形成的表面的CHF值比采用拉丝工艺所形成的表面的CHF值大;氧化铝纳米颗粒涂层表面的CHF增强了将近30%,经分析得出纳米涂层导致表面润湿性得到了显著增强,进而导致CHF增加。流动沸腾试验中,表面粗糙化处理后的加热板在各倾斜角度实验中CHF值均有所提高,并且提升幅度随着粗糙度的增加而增加,但是最大提升幅度仅为8.4%。此外,实验还发现,CHF值随着主回路流量增大而增大,随着实验段入口含气率减小而增大。