钠冷快堆具有较好的安全性和经济性,成为第四代先进反应堆之一。液态钠因其优良的热工水力性质而被用作钠冷快堆的冷却剂。然而,由于液态钠具有较高的化学活性,高温液态钠泄漏可能造成火灾事故。在当前钠冷快堆设计中,钠池压力较低,泄漏的液态钠在管道包覆绝热材料的限制下可能会形成柱状流钠火。本文针对钠冷快堆柱状流钠火事故进行了燃烧与灭火实验研究。本研究通过钠火燃烧系统进行了不同工况下的柱状流钠火燃烧实验,并在其基础上通过灭火系统于不同燃烧阶段进行钠火灭火实验。实验过程中经数据采集系统记录燃烧与灭火实验现象、燃烧室与接钠盘温度、压力和热释放率等数据。研究依据实验现象及实验工况,将柱状流钠火燃烧实验分不同阶段、不同区域分析,将灭火实验分不同燃烧阶段灭火进行分析。根据数据分析结果,柱状流钠火燃烧以液态钠喷射结束为界,可分为柱状流燃烧阶段和池式燃烧阶段。在柱状流燃烧阶段中燃烧室内形成喷射锥角区域,喷射锥角内部区域为燃烧区,外部区域为非燃烧区。燃烧区内部测点附近或测点表面可能粘附钠滴,引起燃烧区内部温度较高;非燃烧区内部一般温度较低,各测点温差很小。燃烧区与非燃烧区分界两侧测点温度峰值差异可能较大。液态钠落入接钠盘中后在接钠盘中进行池式燃烧,随着钠池逐渐升温,液态钠开始大范围燃烧,接钠盘快速升温;在池式燃烧阶段后期,接钠盘逐渐冷却,温度平稳缓慢下降,下降速率逐渐变慢,整个接钠盘温度场变得均匀。在燃烧过程中,接钠盘燃烧中心可能发生转移。钠火灭火实验中,不同阶段喷射灭火剂对钠火燃烧造成的影响不同,钠火未被彻底扑灭,仅受到了抑制,大规模池式燃烧出现时间向后延迟,但最终发生了复燃。接钠盘最高温度几乎不受灭火剂喷射影响,但燃烧室空间温度可能在灭火剂作用下降低。这些研究可以为柱状流钠火研究与钠火防护措施提供参考。