重水反应堆的燃料包壳、压力管及排管均为锆合金材料，在严重事故条件下，锆合金与水蒸汽反应和熔融堆芯与混凝土反应会产生大量的氢气，氢气释放到安全壳中与空气混合成可燃气体，一定条件下可能会发生爆燃或爆炸，所产生的高温高压可能危及安全壳的完整性，因此必须采取氢气控制措施，避免发生危及安全壳完整性的爆燃或爆炸。本论文以秦山三期CANDU-6型重水反应堆为研究对象，首先定性分析了秦山三期现有的由点火器组成的氢气消除系统，分析表明现有的氢气消除系统仅能满足设计基准事故下的氢气控制要求，但不能满足根据最新法规要求所制定的严重事故下的氢气控制目标。同时根据秦山三期一级概率安全分析结果并借鉴国际严重事故选取经验，选定三种具有代表性和包络性的典型严重事故序列用于此次严重事故分析：丧失全部Ⅳ级电源事故、热传输支管滞流型破口事故及大破口失水事故。其次，使用集总参数程序MELCOR对安全壳进行了建模，并对安全壳内无消氢系统时的氢气分布及浓度进行了分析，结果表明三种典型严重事故工况下安全壳均存在爆燃或爆炸的风险，根据分析结果结合现场实际情况，设计了在安全壳内布置18台非能动催化复合器（Passive Automatic Recombiners，以下简称为PARs）的消氢方案，利用MELCOR程序中的PARs模块对消氢方案的效果进行了模拟分析，结果表明三种典型事故进程中安全壳内均匀分布的氢气浓度都未超过10vol.%，达到了严重事故下的氢气控制要求和消氢系统验收准则。最后，通过非能动氢复合器的催化板和整机性能实验进行了消氢效果验证，结果表明催化板贵金属涂覆工艺良好、催化剂与基材结合力大、消氢性能稳定，氢复合器启停阈值和消氢速率满足设计要求及严重事故工况下安全壳内消除氢气的要求。本论文通过秦山三期严重事故下消氢措施的系统研究，为秦山三期缓解严重事故提供了有力保障，同时也为运行电站和新建电站提供了很好的工程经验和借鉴意义。