作为先进压水堆严重事故缓解的重要措施,压力容器外部冷却（ERVC）是在发生堆芯熔毁事故后,为防止熔融物熔穿压力容器下封头导致事故进一步恶化而设置的安全系统。由于采用非能动安全理念且结构简单,具有较高的可靠性和良好的经济性,ERVC得到了广泛应用。ERVC措施通过在压力容器外壁和保温层之间的环形间隙内形成自然循环,利用冷却水的循环流动带走堆芯熔融物产生的衰变热,最终保持压力容器的完整性。自然循环能力和压力容器外壁面的换热能力对ERVC的有效性均具有决定性作用,目前国内外学者采用理论推导、实验以及数值计算等方式对压力容器外壁面CHF开展了大量研究,但在ERVC自然循环特性方面,现有研究仍存在不足,目前使用的两相流模型并不能很好地反映实际ERVC系统内的两相流动特征。针对该问题,本文以ERVC系统内的流体为研究对象,基于质量、动量与能量守恒方程,通过合理假设,分别建立了可用于描述ERVC两相流动的均相流数学模型和分相流数学模型。通过利用Matlab程序,对ERVC两相流动数学模型进行编程并利用已有的试验数据进行了初步验证;基于编制的程序和典型工程参数,开展了加热功率、入口面积、环隙间距、淹没深度等参数的分析计算,研究了ERVC系统内的自然循环流动特性,对比了不同模型的预测结果,开展了关键参数的敏感性分析。研究结果表明,本文所建立的ERVC系统均相流模型与分相流模型可用于压力容器外部冷却自然循环现象的计算分析,且具有较高的准确性;加热功率、入口水温、流道间隙和淹没深度等参数对ERVC自然循环过程均存在显著影响。在90℃～100℃范围内自然循环流量随入口水温和加热功率的增大而增加,随入口面积、流道间隙的增大而增加,随淹没深度的增加而减小;入口水温不同时,上述参数对自然循环流动的影响程度不同;在低过冷沸腾工况下,ERVC分相流模型的计算准确性要高于ERVC均相流模型,主要原因为分相流模型考虑了气液两相相间相互作用与流体过冷沸腾的影响。本研究以工程参数为主,分析结果和结论可为压水堆压力容器外部冷却系统的流道设计及优化、数值模拟分析等提供参考和依据。