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我国下一代反应堆CAP1400采用了与AP1000相似的非能动余热排出系统，为保证设计的非能动余热排出系统运行可靠性，工程设计时常采用国际认可的RELAP5/MOD3.2反应堆安全分析程序进行分析评估。鉴于RELAP5/MOD3.2程序采用的沸腾换热和冷凝换热模型存在一定的适用范围，是否能够准确预测非能动余热排出换热器的换热特性尚不是很清楚。为掌握非能动余热排出系统的换热特性以及对RELAP5/MOD3.2软件采用的换热模型进行验证，本文通过实验对非能动余热排出换热器管内冷凝换热特性和管外沸腾换热特性开展研究，在此基础上，采用RELAP5/MOD3.2软件对实验回路系统进行建模，通过将RELAP5/MOD3.2软件计算值与实验结果进行对比来验证RELAP5/MOD3.2程序中调用的换热模型的适用性。实验结果表明：（1）光管管束中心管的冷凝换热性能要高于旁管，中心管冷凝液流量、热流密度及冷凝换热系数均大于旁管。（2）光管管束中心管的沸腾换热温差高于旁管，其沸腾换热系数低于旁管。对比整个热传递过程中的各部分热阻，发现冷凝换热过程热阻远高于其他换热热阻，冷凝换热热阻在很大程度上阻碍了热量的导出。采用内微肋的强化管冷凝换热系数较光管有大幅度提高，是光管的3~4倍。（3）将RELAP5/MOD3.2程序计算的单管冷凝换热系数值与实验结果进行对比，发现在整个实验范围内，RELAP5主要调用的是Shah模型。在Re>500的时候，RELAP5/MOD3.2程序应用Shah模型适用性非常好，相对误差在3%左右，而在Re<500时，偏差较大，误差达到20%。（4）将RELAP5/MOD3.2程序计算的单管沸腾换热系数计算值与实验结果进行对比，发现程序调用的Chen公式计算值远小于实验值，这可能与大容积沸腾条件下管束外流体流速较低有关。