钠冷快堆是第四代核能系统中最具发展潜力、最有可能先实现商业化的堆型之一。在核反应堆中,对堆芯的冷却是一直以来备受关注的问题,为此,钠冷快堆中需要一种高效的换热器以交换一二回路的热量。印刷电路板式换热器具有紧凑、高效、耐高温高压等优点,满足做为核反应堆中间换热器的要求。而液态金属钠因其具有高导热、高载热能力,成为高温反应堆中的热门冷却剂之一。但与此同时,由于液态金属钠非常容易与水和氧气发生反应,产生爆炸,难以保证实验研究的安全性,故本文通过数值模拟的方法,研究不同运行参数和结构参数下液态金属钠在微矩形通道内的流动换热特性,开发出高精度的流动换热准则式,对钠冷快堆中间换热器的设计具有借鉴意义。本文基于FLUENT平台建立了三维稳态数值模拟方法,通过和实验数据对比,对数值方法的可靠性进行验证。在本文研究工况内使用Jischa提出的湍流普朗特数模型和SST湍流模型进行计算,计算精度最高,模拟结果和实验的相对误差不超过5%,符合实际工程要求。基于以上数值方法研究了运行参数对液态金属钠在直矩形微通道内的流动换热的影响。研究结果表明,高流速、低温度对应的换热能力更强,流动性能更弱;和流速、温度相比,壁面热流密度的影响很小,可以忽略不计。和直矩形微通道相比,锯齿形微通道每隔一定距离会向左或向右错开一定距离,该通道可以通过破坏流体边界层以增强流体的换热性能,但同时也会增加流动损失。在研究液态金属钠在锯齿形微通道内的流动换热时,首先对锯齿形微通道进行结构优化,得出节距长度为80mm的通道具有最佳的流动换热综合性能。使用此最佳结构研究了运行参数对液态金属钠在锯齿形微通道内的流动换热特性的影响,并将锯齿形微通道和直矩形微通道的模拟结果进行了对比。结果表明:直矩形微通道的换热系数比锯齿形微通道低约7%,但压降约为锯齿形微通道的50%,且流速越大,压降相差越大,而换热系数的变化相对稳定。故在应用通道结构为锯齿形微通道的换热器时,应尽量减小流速。最后基于本文模拟结果,对文献中的准则式进行了适用性分析。分析结果表明:文献中现有的流动换热准则式均不能准确预测液态金属钠在直矩形微通道和锯齿形微通道内的流动换热特性。故基于本文模拟数据,开发出液态金属钠在直矩形微通道和锯齿形微通道内的流动换热准则式,得出的准则式和本文模拟结果误差均控制在±3%以内,具有较高的预测精度。