多堆核动力装置采用多模块设计,具有良好的固有安全性、模块化生产的便捷性以及占用空间小等优点,有助于提高核电站的安全性、经济性。但多个反应堆并联运行使得装置的动态特性十分复杂,也给系统的运行控制提出了更高的要求。因此开展多堆核动力装置运行特性的研究是十分必要和有价值的。本文首先设计确定了多堆核动力装置主要结构和参数,根据装置的结构特点,利用RELAP5程序和JTopmeret程序建立系统瞬态分析模型,并在SimExec仿真平台下集成联调;通过稳态验证计算,验证模型合理性和准确性;根据多堆核动力装置运行特点,提出负荷平均分配方案及运行模式,并设计选定60%FP拐点折中运行方案;采用Fortran语言和PI控制原理设计开发了包括反应堆功率控制系统、蒸汽发生器给水控制系统、稳压器压力控制系统等在内的多堆核动力装置主要控制系统;通过工况仿真计算,重点分析研究热力单元组动态特性、极限工况安全特性以及不等负荷耦合特性,验证所设计的运行方案和控制策略;最后在原PI控制系统基础上采用人工免疫算法优化设计了多堆核动力装置主要控制系统,并通过对比仿真计算,研究和验证了提出的优化方案。各工况计算结果分析表明,负荷变化过程中系统所需稳定时间较短,各参数波动均在安全限值内并且具有较大的安全裕量,本文设计的运行方案和控制策略能够实现多堆核动力装置灵活、安全、稳定的运行;优化设计计算结果分析表明,人工免疫控制理论可用于多堆核动力装置控制系统,并且能明显改善参数动态品质和装置运行特性,对提高多堆核动力装置安全性具有较好的效果。本文研究成果为多堆核动力装置运行特性研究提供了一定理论依据和参考价值。