压水堆燃料组件的定位格架,除了起到对燃料棒束的定位、夹持作用,其结构特征极大地影响着燃料组件的热工水力性能。详细了解定位格架结构对燃料组件内流动换热特性的影响规律,是实现定位格架自主化设计的重要基础。压水堆燃料组件典型结构为17×17包含多个格架的多跨棒束结构,在进行模拟和实验研究时通常采用典型的包含1～2个格架的5×5棒束通道开展。论文首先应用Holloway实验模型和结果,对单跨计算的数值模型和方法进行了分析和验证;其次开展了 AFA-3G定位格架的流动换热特性数值模拟分析并详细研究了格架主要部件(条带、刚突、弹簧和搅混翼)对流动阻力特性的影响规律;除搅混因子法外,首次将场协同分析方法应用到定位格架换热特性的评估;最后对定位格架中重要部件搅混翼的影响进行分析,对比分析了 5种搅混翼形状和3种搅混翼排布对流动换热特性的影响。模型验证结果表明:雷诺应力湍流模型更适合带有定位格架的棒束通道数值模拟。基于AFA-3G定位格架的数值模拟结果表明:定位格架的搅混翼部件对棒束通道内横向流场的形成和换热的强化起决定性作用;刚突并不改变横向流场特性,但其增大了流场的湍流强度而在一定程度上强化了棒束通道内换热;弹簧、搅混翼、刚突和条带所引起的流动阻力系数依次增大。评估方法研究表明:搅混因子方法将流动分成涡旋流动、交混流动和湍流强度三方面进行影响换热强度的分析,其适用性受格架所引起的横向流场形式影响较大;首次引入的场协同分析方法采用流场和温度场的协同角参数进行换热强化分析,对流动强化换热机理的解释清晰,不受格架引起的横向流形式影响,具有更普遍的适用性,但因其评估参数单一,对工程应用价值不大,两种评估方法结论基本一致,可相互补充。搅混翼影响分析表明:搅混翼排布方式将影响横向流场分布特征,串联排布、圆形排布、交叉排布的搅混翼所引起压降依次减小,串联排布、交叉排布和圆形排布所引起的换热强度依次减小;搅混翼形状主要影响横向流场强度,撕裂搅混翼引起压降最大、分开搅混翼最小而其它三种搅混翼相近,撕裂搅混翼换热强度最大、分开搅混翼最小而其它三种搅混翼相近。论文采用的数值模拟方法和数值结果为自主设计燃料组件的定位格架提供了较好的参考价值。