聚变能传热系统是聚变电站将聚变能从托卡马克内部转移到堆外转化为电能的核心子系统，ITER 880MW IBED一回路传热系统是ITER国际热核聚变实验反应堆的聚变能传热系统，其设计建造将为未来聚变电站设计提供重要参考。由于该系统是目前世界上第一个磁约束核聚变反应堆聚变能传热系统，与其设计建造相关的关键技术目前仍处于探索研究阶段，特别是与其密切相关的热工水力现象和瞬态安全特性是ITER以及未来聚变电站设计建造亟需探索和研究的关键科学和技术问题。本文主要从聚变能传热系统主要设备热工水力设计方案、系统热工水力模型搭建与方案设计、瞬态分析计算程序开发与特性分析和典型事故分析四个方面开展了ITER880MW IBED一回路传热系统的热工水力设计与安全分析研究。　　论文首先基于建立的系统主要设备的热力学和水力学计算模型，完成了回路中核心设备的热力学和水力学特性分析研究，使得主要设备的设计方案满足聚变反应堆负载的脉冲热负荷运行要求，且能够保证回路中多并联支路的热工水力参数分布稳定，发展出了满足聚变能传热系统设计要求的主要设备热工水力方案设计理论和方法。然后，围绕聚变堆一回路传热系统的特点，开发了包括冷却模块、高温烘烤模块和安全余热排出模块的IBED一回路传热系统稳态热工水力FATHOM分析计算模型。基于该模型，完成了系统的热工水力方案设计，开展了系统在感应加热等离子体运行，高温烘烤和安全余热排出三种运行模式下负载和主要设备的热工水力空间分布特性分析以及确定了主循环泵的扬程运行区间。分析计算结果显示回路中冷却剂最大流速、负载流量分布、负载入口压力、负载出口温度等关键热工水力参数在不同的运行模式下均小于设计限值，满足回路设计要求，证明方案具有可行性满足瞬态分析条件。其次，针对聚变反应堆一回路传热系统热负荷的脉冲运行特性，开发了基于Relap5的IBED TAAC程序。该程序包括基于相平衡和蒸汽可压缩性的稳压器压力稳定性控制、基于主换热器旁路流量时变的回路温度稳定性控制和基于在主泵定转速回路阻抗恒定的流量稳定性控制模块。对程序进行系统稳态热负荷验证后，利用开发的瞬态安全分析程序完成了单脉冲等离子体、多脉冲等离子体运行瞬态热负荷下的回路瞬态时空分布特性研究。研究结果显示回路中稳压器的压力波动、主换热器的出口温度脉动和主泵的流量稳定性均满足回路的设计限值，进一步证明了回路热工水力设计方案的可行性，可以用于ITER880MW IBED一回路传热系统的安全分析研究。最后，基于开发的IBED FATHOM计算模型和IBED TAAC计算程序，完成了单主泵失效回路总流量不变、单主泵失效主泵转速不变和聚变堆热阱丧失(LOHS)事故安全分析研究。安全分析结果显示，IBED一回路传热系统在单主泵失效和丧失热阱(LOHS)的典型事故中，所有回路安全监视参数均小于安全限值，回路的安全可以得到有效的保障，进而也证明了聚变反应堆在该典型事故下的固有安全性。　　本论文的相关研究成果将有助于我国自主掌握磁约束核聚变反应堆聚变能传热系统的热工水力设计和安全分析所涉及到的关键技术和理论，为未来中国聚变工程试验堆(CFETR)聚变能发电系统的设计和建造提供经验积累和技术支持，具有非常重要的科研价值和应用前景。