Z箍缩驱动聚变裂变混合堆(Z-FFR)作为一种新型的核能系统正处于概念设计阶段,将Z箍缩聚变技术与次临界包层有机结合,通过功率脉冲装置产生的强电流驱动柱形金属丝阵负载沿径向箍缩,产生的X射线烧蚀氘氚靶丸,聚变中子与次临界包层作用实现能量放大和氚自持。Z箍缩脉冲中子源决定次临界包层处于以10s为周期的重频模式,燃料、包壳都将承受极强的瞬时热冲击,其特殊热工安全特性是发展该反应堆亟需探索和解决的关键问题之一。基于概念设计方案,本文采用计算流体力学软件FLUENT和轻水堆瞬态分析程序RELAP5,从局部和系统模型两个尺度开展热工特性研究,具体工作如下：对次临界包层建立集总参数模型,采用MATLAB开发了适合分析Z-FFR燃料栅元的单通道热工程序,并进行了程序验证。使用该单通道程序进行稳态初步热工水力设计,核实了目前设计方案中次临界包层内冷却剂管道内径选取的合理性,并确定了堆芯冷却剂流量。以次临界包层局部简化模型(U型并联通道)为研究对象,采用FLUENT程序进行了流量分配研究,发现并联通道各支管内流量分配存在较大的差异。并通过改变“长径比”(支管长度与半径比)和“截面比”(总管与支管流通截面比)获得了改善流量分配均匀性的方法。对原型结构尺寸进行了优化(增加支管长度和总管内径),结果表明优化后各支管内流量趋于均匀。基于次临界包层特殊的模块式燃料结构,采用FLUENT程序进行三维热工分析,在FLUENT用户自定义函数(UDF)中通过C语言编译与时间、空间相关的重频热源,分析了燃料模块在重频热源作用下的热工特性。结果表明燃料及包壳的温度从冷态起堆开始经历5次脉冲周期后将达到准稳态,热工设计的冷却剂流量能有效将单周期内燃料释热及时载出。当单周期脉冲能量完成沉积时,燃料峰值温度达到770 K,第一壁峰值温度到达710 K,温度均满足热工设计准则。借鉴三环路压水堆堆芯外部冷却回路设计,布置次临界包层外部冷却回路。在RELAP5程序基础上,在再启动输入卡中以功率表格的形式添加重频热源以模拟重频脉冲运行环境,建立了Z-FFR全堆系统分析模型。研究结果表明主要系统热工参数均呈现周期式变化,最小偏离泡核沸腾比(MDNBR)为1.6,满足热工设计准则中MDNBR不小于1.5的要求,概念设计方案具有可行性。考虑到次临界包层结构特殊,具有冷却剂管径较小且无横向流的特点,选取冷却剂流道堵塞为典型事故,利用RELAP5进行了瞬态热工安全分析。研究了在单根冷却管道入口处出现不同堵塞情况下系统瞬态响应。研究结果当堵塞份额超过10%时,燃料在下一发脉冲核热沉积后MDNBR<1.5:当堵塞份额超过25%时,MDNBR<1,燃料部件可能会发生烧毁。