先进核能系统具有清洁低碳的特征,推动先进核能系统的进一步发展,成为我国优化能源结构、保障能源供给安全,实现“双碳”目标的重要手段。超临界二氧化碳布雷顿循环有着热效率高、热损小等优点,而紧凑式换热器更适用于布雷顿循环,是目前铅铋快堆装置耦合布雷顿循环系统最为推荐的换热器类型。结合印刷电路板式换热器（PCHE）的流动换热特点,建立了半圆微通道的几何模型和网格划分方案,确定了适用的湍流模型以及边界条件和求解算法,编制了液态LBE和超临界CO2的UDF物性程序文件;选定了适用于模拟工况范围内的流体压降和传热关联式;将实验关联式计算的流体压降、换热器换热系数与数值模拟计算结果进行对比,验证了模型的准确性。对PCHE内液态LBE和超临界CO2耦合换热特性随管径、壁厚、冷热流体进口质量流量以及进口温度、压力的变化规律进行了分析。分别计算了液态LBE和超临界CO2微通道内温度分布以及沿流动方向的速度分布和对流换热系数分布,进而得到了换热器换热量、换热系数以及冷热流道的压降变化情况。利用灰色关联度理论,分析了冷热流体进口质量流量、进口温差、环境压力、管径以及壁厚对液态LBE和超临界CO2耦合换热的影响。冷热流体的温差对换热量的影响最大,液态LBE的进口质量流量的影响最小;超临界CO2的进口质量流量对换热系数的影响最大,液态LBE的进口质量流量影响最小。由此表明,微通道内液态LBE和超临界CO2的耦合换热性能主要受超临界CO2的影响。结合计算结果,进一步分析了浮升力效应和热加速效应对半圆微通道内液态LBE和超临界CO2流动换热的影响。浮升力效应和热加速效应对流体的影响较小,但改变壁面热流密度、进口质量流量以及温度使得超临界CO2的浮升力效应和热加速效应的影响改变显著。微通道内,液态LBE由于湍流普朗特数很小,相对于对流换热,分子热传导仍占据主导地位;而超临界CO2处于加热条件,对流换热占据主导地位,对流换热系数主要由过渡层内的有效热导率决定。改变进口雷诺数对超临界CO2的对流换热系数影响显著。