一体化压水堆体积小、重量轻，设备布置紧凑，大大提高了系统的固有安全性，特别适合于中小型核电站和船舶核动力装置。一体化反应堆采用的套管式直流蒸汽发生器(OTSG)具有结构简单、体积换热能力强、负荷跟踪快等优点，但是OTSG传热管内部存在着剧烈的相变过程，特别是在反应堆启、停等低负荷工况运行时，反应堆功率变化频繁，OTSG二次侧给水流量小，蒸发管内单相区短，稳定性差，很容易产生多种类型的两相流动不稳定现象。当一体化压水堆核动力装置在低负荷工况下运行时，二回路蒸汽需求量较少，OTSG在低给水流量运行时可能会发生流动不稳定，流动不稳定将大大影响核动力装置的正常运行和安全性。这就需要一套合理可行的运行方案来实现其低负荷工况的正常运行。根据这一需求，本文以自主设计的一体化压水堆IP200概念设计方案为研究对象，以RELAP5实现核动力装置模型程序化，讨论了一体化压水堆流动不稳定影响因素和起始负荷，同时利用提出的基于“双恒定”控制策略下OTSG分组运行方案，有效的避开低负荷运行可能产生的流动不稳定现象，保证一体化压水堆低负荷工况稳定运行。并对分组运行模式在反应堆启动等低负荷工况的应用进行了研究分析。在讨论避开流动不稳定区间的运行特性同时，将RELAP5/MOD3.4与ANSYS耦合，利用RELAP5/MOD3.4的温度结果和ANSYS有限元分析模块计算模型中的热应力问题。比较满足管材热应力要求和避开流动不稳定区间稳定运行需求的两种结果，对建立的分组运行方案进行修正，并根据一体化压水堆的自然循环能力特性，最终提出一套完整的满足一体化压水堆核动力装置低负荷工况稳定运行的设计参数和运行方案。