深远海区域的建设对我国海上交通线安全、军事战略发展、深海资源开发和生态环境保护意义重大，而深远海装备能够在目标区域长期、持续运行则依赖于安全可靠的能源保障。铅基快堆功率密度高、固有安全性强、机动性能良好，可满足深远海装备动力高效、稳定、安全和长续航的要求。船用核动力装置在运行过程中，受复杂海洋环境影响，堆芯和系统热工水力及安全特性明显异于陆基反应堆，因此，开发相应的分析程序十分必要。研究海洋条件对船用铅铋堆组件、堆芯和系统热工参数的影响规律，可为我国海洋核动力装置的设计与发展提供重要理论支撑。本文针对海洋条件下卧式铅铋堆的特殊结构和运行特点，开发了子通道分析程序SACOS-PB，并将其与系统分析程序LETHAC和中子动力学软件SCALE耦合，搭建了海洋条件下卧式铅铋堆多物理场多尺度耦合分析平台。针对铅铋堆单组件和全堆芯，开展了稳态及典型海洋瞬态条件热工水力特性分析；针对铅铋堆全系统，开展了耦合海洋条件下典型事故热工安全分析。论文建立了一套适用于立式和卧式、格架和绕丝定位、稳态和海洋瞬态工况、组件和堆芯热工水力及安全特性分析的子通道数学物理模型，利用牛顿-辛普森算法，模块化编制了子通道分析程序SACOS-PB。通过开发SACOS-PB程序与系统分析程序LETHAC和中子动力学软件SCALE耦合接口，完成了多物理场多尺度耦合分析平台的搭建。利用多个铅铋冷却、格架或绕丝定位的棒束实验验证了SACOS-PB程序对不同定位方式的立式组件与堆芯稳态计算能力；经铅铋冷却三组件7棒束盒间流实验确认了程序对于闭式组件盒间流动特性的计算能力；通过与卧式19棒束稳态及摇摆条件下CFD数值模拟结果对比，校核了程序针对卧式组件与堆芯、稳态及海洋瞬态工况计算功能。程序验证与校核结果表明所开发子通道分析程序SACOS-PB功能完善，且计算结果真实可靠。论文利用SACOS-PB程序，对卧式铅铋堆127棒单组件进行了热工水力特性分析，主要关注卧式组件流量和温度分布与立式组件的不同，获得了最佳重要输入参数值与模型用于全堆芯模拟，获得了典型海洋条件对热工参数的影响规律。稳态分析表明，与立式组件内冷却剂流量和温度呈中心对称分布相比，流动方向与重力方向垂直的卧式组件内冷却剂流量沿重力方向逐渐增大，温度则先增加后减小，截面通道冷却剂温度峰值相对更大。对横流压降系数、间隙导热因子、湍流交混因子、换热系数模型和摩擦系数模型敏感性进行了分析，获得了最佳参数值或模型用于后续全堆芯计算分析。海洋条件共考虑了倾斜、起伏、摇摆三种典型瞬态工况，研究结果表明，倾斜运动改变重力作用分量后，主要通过影响通道间横流大小来改变冷却剂流量和温度分布，且组件出口冷却剂最高温度随横倾倾角的增加和纵倾倾角的减小而增大。