利用计算机程序精确地仿真和模拟核动力装置的运行状态,不但可以及时有效地规避运行风险,保证系统的安全,也为先进控制策略的实施提供了测试平台。RELAP5作为专用的核动力装置仿真软件,可针对核动力装置运行的各种典型状态进行高精度的仿真模拟,因而在核动力工程设计中得到广泛应用。由于该软件的设计成型于上世纪八十年代,并主要针对核动力装置中热工水力的研究,对于控制器的设计和调试的支持较弱,无法满足较为复杂的先进控制系统的仿真和测试需要。针对这个问题,本文利用标准数据接口技术,通过扩展RELAP5的输入输出功能,构建了基于RELAP5和MATLAB平台的核动力装置联合仿真系统。该系统在前端通过MATLAB构建的图形化界面支持复杂控制系统的构建,在后端利用RELAP5模拟被控过程。通过结合两个软件的优点较好地满足了针对核动力装置的先进控制器的仿真、测试需要。本文首先研究了核动力反应堆、自然循环式蒸汽发生器及稳压器的结构特点并建立对应的数学模型,参考秦山一期工程的模型参数,在RELAP5仿真软件中分别搭建了反应堆堆芯、蒸汽发生器、稳压器等模型后,将其联立构成一回路仿真系统,并对该仿真系统进行测试,验证了所建系统的合理性。然后通过解析RELAP5技术文档,在掌握RELAP5软件的构架及设计特点的基础上,设计了新的RELAP5子函数,利用SIMULINK中的接口函数实现了RELAP5与MATLAB/SIMULINK的数据交互。为实现仿真数据的实时存储,利用C++的混合编程技术实现了RELAP5在MySQL数据库中的数据存储功能。利用MATLAB的GUI函数建立联合仿真系统的前端界面,实现输入文件的读入、仿真程序的运行、数据显示及生成仿真曲线等控制功能,并完成了联合仿真系统的构建。将联合仿真系统用于一回路仿真系统的控制器测试,其仿真结果表明联合仿真系统在仿真速度与精度上与RELAP5几乎相同,而在易用性和可扩展性等方面较RELAP5有明显的优势。