为解决多维计算程序对铅铋堆主回路进行长时间模拟时所需计算资源庞大的问题，基于自主开发的一维CFD程序，将零维点堆动力学模型及二维燃料棒传热模型集成到其中，并进行多物理场耦合，开发了一款适用于池式铅铋堆的系统分析程序。使用OECD/NEA发布的加速器驱动次临界系统（ADS）失束事故国际基准例题，对所开发程序进行稳态以及瞬态验证，以确保模型准确性。验证结果表明，所开发程序在关键参数上与发布结果吻合较好，且所需计算资源明显小于多维程序，证明了该程序可以对池式铅铋堆进行初步的热工水力及安全分析。

反应堆系统内压力波传播将造成水力学载荷问题，压力波传播的精确模拟对结构载荷分析而言尤为重要。系统分析程序（RELAP5、TRACE等）被广泛应用于反应堆压力波传播模拟，但系统分析程序通常只能处理压力波单向一维传播行为，为应对压力波多向多维传播问题，本文就汽水两相流中存在的压力波二维传播行为，开展了相关模型与算法研究。具体采用了二维轴对称圆柱坐标系，考虑了汽水两相非平衡态相变传热、传质行为，偏微分方程求解使用了时间步分割四步算法，开发了程序代码TPFPWPC-2D。采用典型汽、水两相激波管基准例题开展了程序验证，结果符合较好。为考查程序处理压力波二维传播的能力，对圆柱体空间区域内的压力波传播行为进行了数值模拟，结果显示该程序捕捉到了压力波的二维传播特性，尤其是压力波的反射与叠加特性。

加速器驱动次临界系统（Accelerator Driven sub-critical System，ADS）利用加速器产生的高能强流质子束轰击重金属靶核，产生散裂中子作为外源中子来驱动和维持反应堆自身运行。质子束流的不稳定性将对此类反应堆的功率水平产生影响，进而威胁ADS的安全。加速器束流超功率是ADS系统的一种典型事故瞬态，该事故导致ADS堆芯功率骤然上升，堆芯温度骤升，可能超过材料的安全限值，威胁反应堆完整性。本文利用多物理耦合程序MPC-LBE，对加速器驱动铅铋冷却次临界堆（eXperimental Accelerator Driven System，XADS）的束流超功率事故进行模拟，并研究了这种事故下反应堆的瞬态安全特性。