当核电站反应堆的运行发生异常或故障时,若操纵员不能及时发现并采取有效措施,则可能会威胁到核电站的安全。为了确保堆芯运行的可靠性、安全性和经济性,研究能够实时监测堆芯安全状态的堆芯安全性在线分析系统是非常必要的。本论文根据反应堆安全的三项基本原则,确定堆芯安全性的性能指标,并逐一建立在线分析模型。本文先利用三维两群带六组缓发中子的扩散模型求解堆芯三维功率分布。堆芯功率分布求解时,引入节块法和变量分离法求解堆芯中子通量密度分布,使用拟合法拟合反应截面计算公式,使用单通道模型计算堆芯热工参数;计算出功率分布后,建立性能指标分析模型,实现堆芯安全性的在线分析。为了便于观察和分析堆芯安全性指标的变化,本文根据核动力装置运行支持系统的功能开发了图形化的人机界面。人机界面的设计包括两个部分,即界面的设计和数据通讯的实现。界面设计中,在功能上,人机界面包括状态监测、故障诊断、异常报警、操作指导、历史信息查询;在结构上,将界面分为三个部分:菜单栏、输入输出区、常驻信息区;在颜色使用上,整个界面以冷色调为主;在信息显示上,采用的显示形式根据具体显示信息来定,主要有流程图、趋势图、参数列表、文字等形式。数据通讯方面,本文以SQL数据管理器作为InTouch软件的数据通讯接口,实现人机界面与SQL SERVER 2008数据库的数据通讯。本文以秦山一期反应堆降功率过程和掉棒事故为例,在线分析在此过程中堆芯的安全性。试验结果表明,堆芯安全性在线分析能够满足实时性要求、分析方法合理可行。除了用于堆芯监测,堆芯安全性在线分析系统还能用作试验测评系统,也能为反应堆的设计提供参考依据。