环形燃料可显著提高压水堆堆芯功率密度，对实现反应堆小型化设计和经济性提高具有重要意义。本研究为获得环形燃料栅元的有效温度计算方法，以西屋公司设计的环形燃料栅元为计算对象，开发了环形燃料单通道热工水力分析程序THCAFS（Thermal-Hydraulic Code of Annular Fuel with Single channel），建立了环形燃料栅元的有效温度的计算模型。基于THCAFS分析了西屋公司四环路压水堆所设计的环形燃料栅元的热工水力性能，并与VIPRE-01、TAFIX和NACAF的计算结果进行Code-to-Code对比验证。同时，利用蒙特卡罗程序SERPENT模拟燃料棒中径向功率分布和燃耗过程，通过自主开发程序THCAFS模拟燃料棒中的热力学行为，获得不同燃耗下的径向功率分布、核素密度变化和栅元温度场。结果表明：THCAFS可初步应用于环形燃料设计以及热工水力分析，且有效温度计算方法也可为相关环形燃料共振有效温度的机理性研究提供重要的参考性价值。