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压力容器外部非能动冷却系统采用换料水池作为冷却水源。在浮升力驱动的自然循环流动作用下,冷却水池内会逐渐出现热分层现象。本实验基于先进压水堆压力容器外部冷却系统模拟装置REPEC实验回路,通过测量实验系统内冷却水箱的温度场空间分布,对冷却水池的热分层与混合现象、发展规律和主要影响因素进行了实验分析。结果表明：实验水箱内温度场分布差异主要表现在高度方向;循环流量是影响热分层的重要参数,而水箱工质初始温度的影响非常微弱;针对本实验的无量纲一维瞬态温度场方程分析表明,水箱内温度场的发展规律主要受对流传热控制。