由于船舶动力系统对持续性、稳定性、安全性等方面有其诸多独特的要求,在众多新型能源中,以核能为驱动力的船舶动力系统具有不可比拟的优势。船舶核动力系统具有不依赖空气,不排放污染气体,续航能力强等优点,已成为国内外竞相发展的趋势。为了使核动力系统更好地应用于船舶领域,还需对其作更加深入地研究。本文针对课题中所研究的船舶核动力二回路热力系统,对蒸汽发生器、主汽轮机和主冷凝器三个主要设备进行了自主设计,获得设备结构参数,建立了带有结构参数的数学模型,系统中其它设备则运用集总参数法建立了相应的数学模型;利用Matlab/Simulink建立了各设备的仿真模型,编制了核动力二回路系统的热力性能仿真计算程序。通过额定工况的仿真计算,验证仿真模型的正确性与准确性。在此基础上,对89%、72%等五个不同主机工况下各主要设备的热力性能进行了计算分析;根据分析结果总结了系统运行方案中存在的不足,并对蒸汽发生器和主冷凝器的运行方式进行了改进,分析了改进后的运行方案对系统设备特性参数的影响。结果表明,随着系统中主机工况降低,反应堆输出功率降低,蒸汽发生器出口饱和蒸汽流量减少,而蒸汽压力升高,工况越低时升高越显著;主汽轮机高压缸进汽压力减小,与蒸汽发生器之间的压差增大;主冷凝器中冷却水流量减小,其传热系数也有很大程度的降低。改进后的运行方案中能明显改善低负荷时蒸汽发生器出口压力较高的缺陷;在改进后的方案中主冷凝器冷却水的流量增加了,提高了冷凝器的传热系数,同时提高了单位质量蒸汽在主汽轮机中的做功能力。本文的研究结果对核动力二回路热力系统方案设计与设备运行方式的改进具有一定的参考价值。