小型堆由于体积小、应用灵活等特点,逐渐受到世界各国的重视,如美国研发的mPower、俄罗斯研发的KLT-40S和中国研发的ACP100小型堆等。安全壳作为防止放射性泄漏的最后一道屏障,必须要保证其完整性。而以往的研究多集中在大型安全壳,将安全壳简化为大空间内传热。由于小型堆安全壳相比大型安全壳,体积小,热容小,设备占比大,空间相对复杂等原因,有必要对事故下小型安全壳复杂空间内的传热现象开展研究。我国自主研发的ACP100小型堆是采用的钢制安全壳,在MSLB事故中能够迅速冷却安全壳,降低安全壳内的温度和压力。本文以ACP100小型堆为研究对象,通过数值模拟和实验研究小型堆在主蒸汽管道泄漏事故(MSLB)时安全壳复杂空间内的传热现象。首先根据小型堆的特点对安全壳进行适当简化,以压力容器、安注箱和堆芯补水箱为主体建立计算模型和实验台架。1)数值模拟,分别以空气和蒸汽为介质,研究不同破口流量、破口温度、破口角度、破口高度、破口位置和破口尺寸对小型安全壳复杂空间内的传热影响。2)实验研究,以热空气为介质,研究不同破口流量、破口温度、破口高度、破口尺寸和破口方向对小型安全壳复杂空间内的传热影响。通过数值模拟发现:提高破口流量、破口温度和破口尺寸主要导致通入安全壳内的热量增加,改变了安全壳内的整体温度场,但在安注箱、堆芯补水箱与壳体间隙的空间温度明显偏低;而改变破口流量、破口位置、破口角度和破口高度则会对安全壳内的冷却剂流场造成一定影响,从而改变安全壳内的温度分布。通过实验数据研究发现:在绝大多数工况下,安全壳穹顶部分的温度明显偏高,这是由于热空气竖直向上喷射的效果。随着破口温度和破口流量的增高,安全壳内的温度明显升高,这是由于通入安全壳内的热量增加导致。改变破口方向和破口位置会对安全壳内的流场产生较大的影响,从而影响安全壳内温度分布。