中国实验快堆(CEFR)是世界上首次完全采用非能动手段通过事故余热排放系统排出堆芯事故余热的钠冷池式快堆。空气热交换器作为事故余热排放系统中的重要设备，到目前为止，还没有进行详细的计算和试验研究。本文结合该课题的国内外研究现状，根据CEFR工程建设的需要，应用CFD软件对空气热交换器内的自然循环流动进行了详细计算。本文将空气热交换器和烟囱作为一个统一体建立数学模型，应用计算流体力学和计算传热学方法对事故余热排放系统冷却工况和备用工况下空气热交换器的热工流体力学特性进行计算研究，给出了各种工况下空气热交换器内空气的速度分布和温度分布，将计算结果与设计参数进行了比较，分析了空气热交换器内空气的速度和温度分布的合理性，通过计算各种工况下空气热交换器的排热量，总结出空气热交换器的排热能力随室外温度以及钠管温度变化的规律。通过计算分析，得出如下结论：1．空气热交换器靠自然对流能够将钠中的热量排入大气中，冷却工况的计算结果与设计参数一致，验证了设计参数的合理性。2．空气热交换器的排热能力与室外温度有着密切的关系，室外温度越低，排热能力越大。空气热交换器的排热量随钠温的变化而变化。3．从速度场和温度场可以看出，空气热交换器内空气的流动和换热情况非常复杂。4．通过计算备用工况，确定空气热交换器备用工况可用调节出口风门开度来实现。通过对空气热交换器进行全面的热工流体力学分析，校核了初步设计参数，验证了空气热交换器在各种工况下的排热能力，分析了空气热交换器中空气的流动特性和换热规律，探索了处理非能动的流体流动换热问题的计算方法。能较准确地为结构设计提供数据，计算结果可作为事故余热排放系统调试的参考依据。