海洋战略发展需要更高效更安全的舰船反应堆提供动力,一体化布置的自然循环小型堆因较高的固有安全性得到重视。但在复杂的海洋条件下,核动力装置受到海、浪、涌的作用发生位置变化,严重影响反应堆的自然循环。本文以一体化布置的池式铅冷快堆SNCLFR-10为模型,开发了适用于一体化舰船反应堆的物理-热工耦合程序,研究摇摆条件对一体化舰船反应堆自然循环能力的影响。具体工作包括:(1)本文基于大型商用计算流体力学ANSYS FLUENT程序、使用点堆中子动力学一阶泰勒多项式展开法和燃料棒瞬态热传导模型,进行物理-热工耦合程序开发;(2)使用SIMMER-III程序与耦合程序作典型UTOP瞬态事故模拟计算的校核,验证所开发耦合程序可用于反应堆安全分析;(3)利用FLUENT软件的UDF模块挂载附加惯性力与动量源项,实现摇摆条件的工况模拟,对摇摆条件下反应堆自然循环流动特性进行计算分析,并将计算结果与物理-热工耦合程序计算摇摆工况的结果进行对比研究。研究表明:在摇摆条件下,(1)系统内质量流量降低,质量流量的振幅随摇摆周期减小而增大,随摇摆振幅减小而减小;(2)堆芯出口温度变化较流量变化有延迟,温度变化周期与摇摆周期有关;(3)物理-热工耦合计算摇摆工况时,实际功率低于额定功率,使得堆芯出口温度相对较低,对系统质量流量的影响可忽略不计。