В Spring.NET за инстанцирование сессии NHibernate отвечает класс LocalSessionFactoryObject. Чтобы загрузить меппинг Fluent из сборок нужно унаследоваться от LocalSessionFactoryObject и перекрыть методы. создающие сессию.

Так:

public class FluentNhibernateLocalSessionFactoryObject
    : LocalSessionFactoryObject
{
    protected override void PostProcessConfiguration(Configuration config)
    {
        base.PostProcessConfiguration(config);

        Fluently.Configure(config)
        .Database(MySQLConfiguration.Standard.ConnectionString(
           c => c.FromConnectionStringWithKey("connectionString")))
        .Mappings( m => m
           .FluentMappings
           .AddFromAssemblyOf<FluentNHibernateLocalSessionFactoryObject>())
           .BuildSessionFactory();
    }
}

Или так:

public class FluentNhibernateLocalSessionFactoryObject
    : LocalSessionFactoryObject
{
    protected override ISessionFactory NewSessionFactory(Configuration config)
    {
        config = Fluently.Configure(config)
            .Mappings(m => m
                .FluentMappings
                .AddFromAssemblyOf<FluentSessionFactoryObject>())
            .BuildConfiguration();
        return base.NewSessionFactory(config);
    }
}