本发明涉及一种核反应堆主管道冷却剂平均温度计算方法，包括步骤：利用流体动力学仿真软件根据获取的几何参数建立组合仿真模型；并对组合仿真模型设置条件数据后，计算出主管道冷却剂温度分布；从主管道冷却剂温度分布中提取热电偶组位置处的温度值作为机器学习模型的输入，提取热电偶组所在截面上均匀分布的200个点的平均温度值作为机器学习模型的输出，形成输入与输出的映射关系；在主管道中选择若干不同截面布置热电偶组，使用形成的映射关系建立数据集，将数据集划分为训练集、测试集和验证集，将训练集输入卷积神经网络进行训练，从而获得平均温度计算模型。本方案能够在不改变原有测温装置的前提下提升测量精度。