为应对日益增多的反应堆乏燃料处理问题,我国积极开展加速器驱动次临界系统嬗变装置（CiADS）研究,装置中反应堆类型选用国际上公认的第四代反应堆之一——铅基冷却快中子反应堆,该堆具有优良的核废料嬗变和核燃料增殖能力,可以有效地提高燃料利用率和可持续性。在铅基反应堆研发工作中燃料组件的设计是核心工作之一。目前世界上各国对铅基堆的研究方向和需求各不相同,燃料组件结构类型很多,但基本都处于概念设计或原型验证阶段,无法满足CiADS工程实际需求,为此本文设计了一种适用于CiADS的燃料组件结构概念方案。首先,参考国内外铅基快堆燃料组件结构设计方案,明确燃料组件设计目标,采用满足CiADS需求的燃料组件堆芯固定方案、燃料棒束定位方案和燃料组件外形结构方案,详细阐述燃料组件在堆芯固定及解锁的机械原理和燃料组件三维结构设计。其次,对燃料组件核心设备进行力学分析,证明燃料组件结构设计安全可靠。结构分析包括:（1）根据接触力学计算,得出球锚锁紧结构的优化尺寸参数及最大安全负载;（2）对下栅格板进行静力学及模态分析,确定下栅格板结构强度及刚度满足设计要求;（3）通过参数化分析确定栅元优化结构尺寸。采用线性对称三弹簧振子等效模拟栅元接触刚度,基于附加质量法计算确定燃料组件内定位格架所需数量及间距分布;（4）计算确定栅元与燃料棒的最大过盈配合量,并证明定位格架采用螺钉固定在六方外套内壁面的方法安全可靠;（5）采用声固耦合法,对铅铋液中燃料棒束进行湿模态计算,确定湿模态同时受铅铋液附加质量和燃料棒之间耦合作用影响。最后,针对燃料组件内部流场进行热工水力学计算,证明燃料组件内部流道设计合理。流场分析包括:（1）根据燃料组件结构,建立燃料组件流场模型,完成网格无关性分析,确定基础网格尺寸及最小网格尺寸;（2）计算确定符合CiADS次临界堆燃料组件热工水力设计要求的进口流量参数;（3）针对燃料组件不同区域进行热工水力分析,证明浮动滑筒开设流通通道对于侧向流道下端具有搅浑及引流作用;确定燃料组件内部涡流不会影响燃料组件活性段流场;明确燃料组件内部最大流速位置及产成原因;分析燃料棒束区中部环形高温区形成原因。（4）定量分析燃料组件活性段出口处棒束区内部子通道的流动传热特性。本文基于CiADS工程实际需求,设计一种用于铅基冷却反应堆的燃料组件结构概念方案,通过结构力学计算和流场分析,证明燃料组件结构概念方案的合理可行,为后续CiADS工业示范装置燃料组件设计积累技术基础。