气液两相流动传热在动力、医药化工、冶金、电力电子设备冷却以及反应堆等领域有十分广泛的应用。在使用医用同位素反应堆(MIPR)中分离提纯出医用同位素99Mo和131I时,由于反应过程中会不断产生热量并伴随有裂变气产生,为了控制堆内平均温度(通常≤80℃)以使样品不致挥发,这就需要精心设计池式反应堆的冷却系统,恰当布置换热器的传热管、选取合适的冷却剂进口温度和流量。在医用溶盐池中,溶液的冷却过程不仅涉及到由于内热源加热产生的温度差而引起的自然对流,而且涉及到池内裂变气体引起的气泡驱动流。溶盐堆的冷却过程是一个具有均匀内发热源的、自然对流和气泡驱动同时作用下的三维复杂两相流动传热过程。目前,国内外对管内混合对流及气液两相流动的研究较多,而对池内有内热源驱动的自然对流采用冷却盘管来进行冷却换热的研究报道很少,尤其是同时涉及到有气泡驱动的两相流动换热的报道就更少。本文针对溶盐堆内的冷却过程,首先对溶盐池内自然对流和管内强制对流的耦合换热建立物理数学模型,利用CFD软件来进行数值模拟分析;在此基础上建立池内有气泡驱动情况下气液两相流动传热的物理数学模型,并进行相应的数值求解和分析。本文研究了在不同盘管内冷却水流速下,内热源强度变化对管内强制换热、溶池内自然对流传热性能和总传热性能的影响,随后研究了有气泡驱动的情况下,对溶盐池内两相流动传热性能的影响。研究结果表明:(1)在无气泡驱动情况下,得到不同盘管冷却水流量和MIPR内热源强度下,总换热系数的关系曲线,计算结果与试验测试结果吻合很好。(2)数值计算揭示了热源强度对溶池内自然对流传热性能有显著的的影响,溶池内自然对流与冷却盘管之间的换热可以按大空间竖壁自然对流换热计算。(3)建立了气液两相流动和传热的物理数学模型,并进行了相应的数值计算和分析,发现气泡的存在对传热性能的影响十分显著。