反应堆热工水力计算研究在反应堆设计中占有重要的地位。本文对医院中子照射器的反应堆堆芯结构进行了热工水力计算分析。由于医院中子照射器内部结构的复杂性，以及采用自然循环的流动方式，本文采用了目前国际上通用的CFD(Computational Fluid Dynamics)计算程序，利用先进的数值计算方法对课题进行了细致的研究。本文在建模过程中，对于堆芯的复杂区域采用了非结构化网格，对于堆芯以外的区域采用了结构化网格，即保证生成网格的质量，又减少了网格数量。在数值计算中，采用了工程上广泛应用的湍流模型和壁面函数法。本文首先建立了与实验条件一致的数值模型，计算了不同功率水平下堆芯进、出口温差以及燃料元件包壳外表面温度，通过与实验值的比较，验证了所选择计算方法的正确性。采用了确定的计算方法对反应堆实际条件下的工况进行了研究，得到了详尽的计算结果，给出了医院中子照射器堆芯的流场和温场，以及燃料元件包壳外表面和内部芯块的温度分布。在此基础之上，预测了燃料元件包壳外表面出现沸腾时的反应堆功率。本研究评价了医院中子照射器结构中导流筒和助流筒的作用，给出了适当的导流筒高度；结果也表明原设计的助流筒对自然循环的流动没有明显的影响。计算显示了堆芯出口区域复杂的温度分布和流动特性，对工程上堆芯出口温度测量方法的确定提供了重要的依据。通过计算表明了铍块、石墨瓦和铝瓦的发热与导热、以及燃料元件发热的不均匀性对堆芯进、出口温差的影响可以忽略。本文的研究工作为医院中子照射器的热工水力研究提供了有意义的分析结果，对于工程设计具有参考价值。