光热发电用高温熔盐泵是一种液下长轴泵,用于输送温度高达400⁷00℃的熔融盐,作为光热电站中的主循环泵,其稳定可靠性是保证传储热系统安全运行的关键之一,但目前主要依赖进口。该泵采用多级立式结构,内部流动更加复杂,由此产生的非定常压力脉动、水力激励力是诱发泵体振动的重要因素。熔盐泵主轴L/D>100,属于超细长转子,其临界转速与瞬态激励对运行稳定性的影响不容忽视。此外,泵输送高温介质的热量沿轴及固体结构传递至上轴承,可能导致润滑失效、卡轴等严重机械故障。因此,对高温熔盐泵内部流动机理及运行稳定性展开研究十分必要,研究成果可为该泵的水力、结构优化提供参考。本文以国内某100MW光热示范电站用热盐泵为研究对象,试图从内部非定常流动及其激励特性、泵转子临界转速与瞬态激励、上轴承冷却及可靠性等三方面展开研究。主要工作内容和结论如下:1、根据光热电站的实际运行要求,对熔盐泵两级叶轮、导叶进行水力设计,获得其主要几何参数;同时针对泵转子与支撑系统、上轴承冷却系统等进行了结构优化设计,获得了满足性能指标要求的模型样机。2、基于RNG k-ε湍流模型对熔盐泵内部流场进行了数值计算,重点分析了动静干涉和其他复杂流动激励产生的压力脉动、径向力脉动特性,并结合涡识别技术捕捉到的非定常涡结构演化过程,对泵内不同位置的压力脉动特性进行关联分析。结果表明:由动静干涉引起的叶轮通过频率(f_BPF)与导叶通过频率(f_DPF)分别在导叶与叶轮的压力脉动频谱中占主要成分;压力脉动幅值随运行工况、测点位置变化,小流量工况下次级导叶内部低频峰值信号更加突出;导叶内的旋涡演化现象明显,存在尾缘脱落涡（2³f_R）、吸力面脱落涡（3f_R）、前缘撞击涡（6f_R）等多种典型涡结构;涡结构演化核心区压力脉动幅值显著增强,其特征频率与涡脱频率一致,表明除动静干涉作用外,涡结构周期性演化是激励泵内压力脉动的重要因素。3、为探究高温熔盐泵细长轴转子的运行稳定性,基于Workbench与Comsol Multiphysics平台,对转动部件进行建模,计算了不同支撑刚度条件下的转子临界转速,并分析了启动、流体激励力作用时的转子瞬态响应过程。结果表明:转子的临界转速超1.5倍的工作转速,在启动至工作转速范围内无共振现象;当支撑刚度值大于1×10⁹N/m时,径向导轴承可等效为刚性支撑;在启动过程中叶轮螺母与首级叶轮的位移量远大于其他位置,增加转子的偏心质量,其最大响应位移也随之线性增加;在（1¹0）×10⁷N/m范围内增加导轴承径向刚度,最大响应位移呈指数型降低趋势;考虑流体激励力时,首级叶轮的位移量比次级叶轮大一个数量级,但叶轮径向力引起的瞬态响应程度甚微,对转子稳定性的影响可忽略不计。4、基于Workbench与Fluent平台,对上轴承冷却系统进行了热流固耦合计算与分析。发现:在风轮强制驱动下,空气沿流道与散热肋片发生强烈的对流换热,温度逐渐升高;进风速度对换热量的影响在一定范围内,并非风速越大换热效果越好;上轴承温度受介质传递的热量影响更大,自身的摩擦生热影响较小;采用插值法获得上轴承温度满足可靠性要求的临界进风速度为0.63m/s;根据第四强度理论,对固体域各部件进行校核,均满足强度要求。