内置换料水箱(IRWST)和自动卸压系统(ADS)是三代技术核电厂AP1000相比二代技术新增的重要部件。内置换料水箱可在事故工况下可充当堆内余热排出热阱,在失水事故发生时,可通过自动卸压系统将堆内高温高压蒸汽排放至内置换料水箱中,从而使一回路迅速降压,同时降低事故工况下安全壳内峰值压力、峰值温度,能有效缓解事故后果,因此自动降压系统泄压工况下的AP1000内置换料水箱中水流动特性的研究具有重要意义。本文以AP1000为原型,通过比例分析,搭建整体缩比实验台架,模拟内置换料水箱中自动卸压系统泄压工况下,高温高压蒸汽在水下的喷放、冷凝过程,主要利用热电偶点阵、粒子图像测速等技术监测喷洒器附近蒸汽喷放过程中的行为以及池内三维温度场、速度场分布。本文通过对喷放情况下内置换料水箱内高过冷度水流动形成的热分层现象的分析及水箱内自然循环现象的研究,提出了优化设计方案,从而提高内置换料水箱中水的利用率。