严重事故过程中,大量蒸汽和氢气进入安全壳大空间,氢气在安全壳内的迁移和分布是氢气风险评价需要考虑的重要问题。先进非能动压水堆采用外部冷却措施降低安全壳内的温度和压力,在事故后期冷却措施的投入可能带来额外的氢气风险。因此,开展事故条件下混合气体喷放及外部冷却对安全壳内气体分布影响的实验研究,获得混合气体分布规律,可为核电厂氢气安全评价提供支持。本文主要完成了以下三个部分的研究:（1）开展了混合气体喷放特性实验研究,研究了混合气体喷放后的典型现象,获得了不同初始流量和不同初始动量对混合气体分布的影响规律。研究结果表明:在混合气体喷放下,大空间内自上而下形成了轻质气体浓度储备区、浓度梯度区、重气体层的浓度分层结构。初始流量通过影响轻质气体分层界面处浮升力作用的强弱,进而影响其浓度分布。混合气体的初始动量较大时,在容器空间内建立起整体的对流,加强空间内气体的混合。（2）建立了考虑蒸汽条件的氢气分布预测模型。基于一维纯氢气分布模型,考虑了蒸汽影响,修正了无量纲浮力与空间内氢气体积浓度的关系式,构建了氢气分布的两区模型。采用大空间混合气体喷放实验、小空间氢气分布实验和THAI装置实验结果验证了模型的正确性,预测值与实验值的误差在30%以内。（3）开展了外部冷却对混合气体分布影响的实验研究,揭示了外部冷却对大空间内混合气体分布的影响规律,并对不同冷却流量下的氢气燃爆风险进行了评估。冷却水流量2m~3/h下,容器上部体积浓度从20%上升到接近30%,氢气风险进入燃烧区,容器内氢气风险显著增加。研究结果表明:外部冷却措施的投入促进了大空间内的气体自然对流,有效降低了压力,增强了对流换热,但大量蒸汽冷凝增加了大空间内氢气燃爆风险。论文获得了混合气体喷放及外部冷却对安全壳内气体分布的影响规律,建立了考虑蒸汽条件的氢气分布模型,可为核电厂氢气安全评价提供参考。