与其他核动力系统相比，热管冷却反应堆（HPR）具有可靠性高、噪音低、结构紧凑等显著优点，在各种环境中得到广泛应用。高温热管作为HPR的关键部件之一，对HPR的运行性能有重要影响。本文对钾热管的热工水力特性和传热极限进行了实验研究。在稳态条件下，以加热功率和热管倾角为敏感参数。通过增加加热功率，传热能力增强。对于倾斜角度，对于低填充比热管，倾斜角度的增加会增强传热，而对于高填充比热管则没有明显影响。对于传热极限，通过分析轴向壁温分布和预测蒸汽流压降，将特定现象分为四个传热极限，包括粘度、声波、夹带和冷凝极限。当热管通过自然空气对流冷却时，通过空气对流传热关系精确预测倾斜影响下的冷凝极限。由于在低温状态下运行时摩擦力对粘度极限的影响，冷凝器段入口温度比相邻位置低11℃。在低温状态下运行时，由于相同的音速限制，蒸发器段出口温度比相邻位置高17℃。局部干涸导致蒸发器温度急剧升高至632℃，这是夹带极限。实验结果为高温热管的工程应用提供了指导。