加速器驱动次临界系统(ADS)可以解决核能可持续发展所面对核废物处理问题，但也存在着各种挑战性的科学技术问题。为了研究这些问题，某研究所在原有KYLIN-Ⅰ实验回路基础上搭建KYLIN-Ⅱ实验回路。本文主要针对KYLIN-Ⅱ热工实验回路的搭建，进行了相关的数值模拟研究和设计。主要研究内容如下：1)采用数值模拟的方法研究加速器驱动次临界系统(ADS)中冷却剂铅铋(LBE)的热传导和流动性问题。首先对数值模拟的网格进行网格无关性验证。其次采用实验进一步检验网格参数和所选用模型的精度。最后，分别假定进口流速、进口流量固定，通过改变LBE套管式换热器内管的内径，研究换热系数的变化规律。模拟结果表明，内外管流速为0.6m/s时，内管内径从22mm增大到37mm，综合换热系数先减小后增大，内管内径为27mm时平均综合传热系数最小1987KW/(m2·K)；内外管质量流量为6kg/s时，内管内径从22mm增大到37mm，综合换热系数也是先减小后增大，内管内径为24mm时平均综合传热系数最小为2021KW/(m2·K)。为冷却器、回流换热器设计和工程仿真提供依据。2)采用第二章推荐的实验关联式对冷却器、回流换热器进行换热设计和校核计，同时对其阻力损失进行校核计算；对加热器的设计(生产厂家设计)进行定性的验证性计算；对交付使用的热工回路的调试进行相关说明。3)对标准k-e模型用于工程实验进行准确性验证；对网格进行无关性验证，为后面的工程实例的网格划分和模型选择提供依据；冷却器a、冷却器b和回流换热器进行实验工况下的数值模拟，模拟计算和设计计算下的换热量、阻力损失的偏差进行对比，换热量吻合度高，其偏差小于5%，而阻力损失最大偏差为30.9%，这说明摩擦阻力系数计算公式对于液态金属阻力计算有一定的局限性。对加热器进行的管壁最高温度进行数值模拟计算，结果管壁材质在实验工况下能长期安全运行。