RELAP5程序以其准确可靠、模型多样的显著优势,得到IAEA和各国核电安全评审部门的认可,被广泛而深入地应用于大量反应堆系统的安全分析工作中。然而,大量安全分析的工作基于如下一个基本事实:研究对象大多针对高压系统。近年来,不断有学者指出,在描述低压状态下的一些复杂流动特性,例如“自然循环”和“两相流动不稳定”等问题的时候,RELAP5程序计算结果的被认可性结论并不统一。针对上述质疑,本文的目的即是对“RELAP5程序计算运行在低压工况条件下自然循环系统的适用性”做验证性分析,然后应用程序对典型的低压自然循环系统特性做后续研究。首先对两类典型的低压工况自然循环系统(间歇沸腾方式和闪蒸方式)进行了实验研究,结果表明,低压工况下自然循环系统出现流动不稳定性的本质原因是间歇沸腾或者闪蒸引起的有效驱动压头周期性变化导致。随后,应用RELAP5/MOD4.0程序对这两类典型低压工况自然循环回路进行模拟计算,将计算结果与实验结果进行了详细对比分析。其中,在计算闪蒸方式的自然循环系统时,结合实验中采用的混合气体热源,调用了 RELAP5中的空气和氦气两种不凝气体模型。参与对比的温度、压力和质量流量最大误差分别为14.0%,9.38%和20.0%。说明RELAP5/MOD4.0程序对这两类典型低压工况自然循环系统均具有较好的计算适用性,程序中混合气体模型的计算可靠性比较大。在计算适用性结论的基础上,首先应用RELAP5程序对间歇沸腾方式的自然循环系统做敏感性研究,考察了回路长径比、水平段长度和加热功率三个因素对系统流动特性的影响。随后应用程序对闪蒸诱发的自然循环系统中加热段外壁温、上升段末端管径和水平段长度做参数效应分析。计算结果表明:对于间歇沸腾方式的自然循环回路,增大回路管道直径,降低自然循环回路长径比,可以显著降低回路流动阻力,使两相自然循环流量明显增加。水平管段越长越不利于两相自然循环流动的建立。加热功率增加可以使回路循环流量明显增加;对于闪蒸方式的自然循环系统,壁温不同会造成闪蒸起始点位置不同,导致上升段内密度不同,进而影响回路流量。改变上升段末端管径会大幅度降低全上升段内的气液两相平均密度,从而使得流量大幅度增大。水平管段长短只会改变从单相过渡到两相阶段的时间。这一结论和间歇沸腾方式的自然循环系统的结论一致。敏感性研究部分的结论旨在为运行在低压工况条件下的自然循环系统实际工程设计提供一些参考。