中国的能源资源相对匮乏，消耗量大，利用率低，并且能源生产及利用带来严重的环境污染，致使经济发展与环境问题日益突出。核电作为清洁、安全的能源，具有巨大的发展潜力。随着核电技术的发展，在保证核安全的基础上，对核电机组进行优化运行管理可提高机组热经济性、节约核燃料和减少核废料排放，因此该课题的研究具有重要的现实意义和理论价值。在此背景下，本文以压水堆核电机组为研究对象，基于热经济学火用成本理论，建立通用的火用成本分析模型，结合先进的计算机技术，开发出优化运行管理系统，为核电机组优化运行和节能改造提供依据。本文首先利用火用分析法，对压水堆核电机组进行热力学建模，结合矩阵算法推导出热力系统的通用火用损分布矩阵方程。以某900MW级压水堆核电机组为例进行了计算分析，得到了额定工况下热力系统及设备的火用损分布规律，并利用火用损系数和目的火用效率全面评价了机组性能。其次在热力学建模的基础上，利用火用成本理论建立了压水堆核电机组热力系统火用成本分析模型。分别以某900MW级压水堆核电机组和AP1000核电机组为例，进行详细的单位火用成本计算，得到了热力系统中单位火用成本的分布规律，并对具体设备提出了明确的优化改进措施。最后以火用成本分析模型为编程基础，单位火用成本作为经济考核指标，利用VisualC#语言和SQL Server数据库技术，开发出优化运行管理系统，并通过MATLAB编程验证该系统计算结果的正确性。系统运行结果表明：指标计算准确、可靠，进而为优化运行和员工的绩效考核提供数据支持和参考。