铅冷快堆作为第四代反应堆的代表堆型之一，有着良好的应用前景及价值。但是作为冷却剂的液态金属与水的热工水力特性有着较大差别，需要采用新的数值模型对于铅铋合金反应堆的流动换热特性进行数值计算；作为反应堆核心部件的燃料组件在几何结构排布方式上与压水堆组件也存在较大差别。因此，本文采用计算流体力学（CFD，ComputationalFluidDynamics）方法对铅铋合金冷却的燃料组件的热工水力特性开展了计算研究，得到了冷却剂在燃料组件中的流速和温度分布，探究了棒束通道等复杂结构内的液态金属湍流传热的情况，为铅铋冷却反应堆的堆芯热工水力设计提供数据参考，对于快堆的组件的设计优化和安全分析具有重要意义。本文依托于圆管实验，对适用于液态金属湍流换热计算湍流普朗特数和湍流模型进行了分析研究，并以德国KALLA实验室的19棒绕丝组件实验为基础，开展了组件内绕丝结构对铅铋流动换热特性的影响研究，通过系列计算总结得到了绕丝几何参数，包括绕丝螺距、绕丝直径对组件内部的液态金属湍流换热强度的影响规律，并详细分析了子通道内流场和温度场的变化以及对燃料包壳温度的影响；对燃料组件堵流工况进行了计算，利用网格标记的方法实现堵流区域的模拟，得到了堵流位置、堵流长度以及孔隙率对子通道内冷却剂速度及温度分布的影响规律；对盒间冷却剂的流动换热情况进行了分析。结果表明，Cheng-Tak的湍流普朗特数模型对铅铋的湍流换热模拟是最合适的，且利用此模型得到的19棒绕丝组件流动换热参数与实验值的符合性良好；绕丝的结构对组件内部流场和温度场的变化有着显著的影响，在绕丝螺旋的导向作用下，冷却剂在组件横截面上产生横向流动，且流场的分布随着绕丝旋转呈现周期性变化，波动周期为一个螺距，随着绕丝几何参数的变化，摩擦系数、无量纲横流强度两个流动参数，在经过入口段的剧烈波动后迅速达到一种动态平衡；而Nu数和热点因子两个温度参数一直到出口，都未达到平衡状态；堵流工况发生后，堵流区域中心棒的表面温度飞升，因此堵流事故会对包壳的完整性产生显著威胁。而盒间冷却剂的流动换热，可以有效带走组件内产生的热量，IWF带走的热量在正常工况下占单组件总热量的近10%。