IP200(Integral PWR 200)是由哈尔滨工程大学提出初步概念设计方案的一体化压水反应堆,其在堆芯热工、蒸汽发生器等方面已做过较为详细的研究,但由于该反应堆物理设计方面只是做过二维的设计计算,并且由于控制棒设计在机械上存在一定的不合理性,故需进行改进设计,以用来指导小型堆的研究。本文在首先使用Studvisk公司开发的基于界面流耦合的碰撞概率法的二维燃耗计算程序HELIOS-1.11对组件的物理特性进行研究,通过分析选出符合设计要求的燃料组件。并通过分别研究带有控制棒和可燃毒物组件的物理特性,最终确定可能用于所设计的反应堆中的组件类型。其次通过编写基于矩形窄通道的热工单通道模型,提出堆芯的初步设计方案。由于在扩散计算时需要连续的截面参数,需要对HELIOS计算出的多种组件截面进行处理,本文为适应高燃耗的堆芯计算,提出了分段拟合方法,大幅度提高了截面拟合的计算精度。通过修改REMARK计算程序,使其适用于六角形组件堆芯的准稳态计算,并通过与成熟的设计软件进行对比,证明了修改软件的合理性。并通过将热工与物理模型相耦合,利用热工程序为物理提供一个更符合实际情况的温度和密度分布,实现核热准稳态耦合计算,完善设计计算所使用的程序。最后通过使用计算程序,对堆芯控制棒不同的布置方式和提棒方式进行比较,获得较好的提棒方式。并通过对不同布置方式的可燃毒物布置进行设计计算,比较不同设计方案的特性,提出最终的堆芯设计方案,并对该设计方案的部分稳态物理和热工性能进行了验证,为应用板型燃料元件的小型一体化压水堆IP200的堆芯物理设计提供了理论及参考依据。