棒束型通道是核反应堆中一种典型的通道结构。在严重事故条件下,反应堆堆芯可能产生两相流动,随着气液流量的变化,通道内将出现具有不同热工水力特性的两相流流型,直接关系到反应堆的安全运行。海洋条件下,受到惯性力作用影响,气液两相流流型特征会发生改变,对摇摆条件下棒束通道内流型进行研究,可以为合理设计出安全高效的核反应堆系统提供参考。本文采用高速摄影可视化实验及理论分析的研究方法,开展了竖直、倾斜及摇摆条件下3×3棒束通道内流型特征的研究。实验以空气和去离子水作为工质,采用强制循环方式,在常温常压下进行。气相折算速度范围为0.01⁷.61m/s,液相折算速度范围为0².0m/s,倾斜角度范围为5°¹5°,摇摆周期范围为8s¹6s,摇摆振幅范围为5°¹5°。稳态条件下,根据棒束通道内的流型特征,对流型进行了分类和定义,将流型划分为泡状流、帽泡状流、弹状流、搅混流及环状流,描述了五种流型的流型特征。以液相雷诺数、气相折算速度、倾斜角度为特征参量,分析了液相湍流强度、气相流量及倾斜程度对流型特征、流型范围的影响,分析了液相湍流强度、倾斜作用对流型转变边界的影响,结果表明,随液相湍流强度增大,流型发生转变对应的气相折算速度线性增长;泡状流至帽泡状流、帽泡状流至弹状流发生流型转变对应的气相折算速度,随倾角增大降低,弹状流至搅混流相反。绘制了竖直、倾斜条件下棒束通道的流型图,并同Venkateswararao棒束通道流型转变模型预测的转变边界进行了比较,分析流型转变边界预测误差产生的原因,对流型转变公式进行了修正,得到了更佳的预测效果。采用压差波动法对流型进行识别,给出了典型流型的压差波动曲线。摇摆条件下,流型特征出现了三点变化:气相周期性分布、流型周期性变化及气相横移。以无量纲准则数弗劳德数Fr作为表征参量,分析摇摆幅值、周期对流型转变边界产生的影响。采用压差波动法,给出了不同摇摆参数下典型流型的压差波动曲线,特定条件下,压差曲线将产生周期性波动。绘制出摇摆条件下的流型图,同竖直、倾斜工况进行比较,分析了不同作用效果对流型转变边界造成的影响。采用压降法,得到了液相静止条件下不同倾角时棒束通道内空泡份额随气相折算速度的变化情况,使用漂移流模型对实验数据进行拟合,得到了速度分布参数C₀值和气液两相漂移速度V_gj值,用以计算气相上升速度,利用高速摄影图像,验证了公式计算值的准确性。结合实验数据,分别对现有圆管、棒束通道漂移流模型经验公式,棒束通道空泡分额经验公式进行了评价。结果表明,圆管漂移流模型不适宜用来预测棒束通道气相上升速度,预测值偏低,棒束通道漂移流模型预测误差在25%左右,空泡分额计算公式在气相折算速度较低时符合较好。通过对高速摄影图像的处理,进行了弹状流气弹速度、气弹长度及气弹头部位置的研究,并采用无量纲准则数St数对气弹频率进行评价,分析气液相折算速度变化对其造成的影响,在液相雷诺数较低时,对Fossa提出的经验关系式进行修正,得到了很好的预测精度。