在核电站中,反应堆冷却剂循环泵(又称核主泵)是核岛的心脏,是核岛中唯一高速旋转的设备,其性能及稳定性直接影响核电站的发电能力和安全。核主泵主要由叶轮、导叶和环形压水室三大过流部件组成,其中环形压水室内部流动复杂且目前对其研究较少。本文以AP1000核主泵模型泵为研究对象,采用数值模拟方法对其内部流动进行全三维数值计算,得到了环形压水室内部流动规律。主要研究内容分为以下3个部分:1.核主泵环形压水室内部流动稳态特性研究了不同流量下环形压水室内部流动稳态特性。结果表明,环形压水室内水力损失与流量成非线性关系。环形压水室环形流域内流量沿主流方向逐渐增加,但在出口扩散管随工况不同其流量变化规律不同。随着流量增加,环形压水室内湍动能整体上呈现出先减小后增加的变化规律。不同工况下,右侧隔舌附近漩涡强度的变化导致环形压水室内部流场发生变化,进而影响了环形压水室内流量变化规律。2.隔舌圆角对环形压水室内流特性的影响研究了隔舌圆角对环形压水室内流特性的影响。结果表明,隔舌圆角对环形压水室性能有一定影响,但对叶轮性能和导叶性能几乎没有影响。在设计工况下,存在最优隔舌圆角使得环形压水室性能最优。环形压水室湍动能较大的位置主要集中在以出口扩散管中心为起点沿流体主流流动方向的1/4环形流域内。这也是漩涡主要集中区域。3.导叶周向安放位置对环形压水室内流特性的影响研究了导叶周向安放位置对环形压水室内流特性的影响。导叶周向安放位置变化时,环形压水室水力损失出现了大小间隔的分布规律。在设计工况下,水力损失的最大差值最小,偏离设计工况,最大差值增大。不同工况下,导叶周向安放位置对环形压水室内不同位置上湍动能、流量以及速度分布影响程度不同。导叶周向安放位置变化时,漩涡形态发生了变化。随着流量增加,漩涡区主要位置在环形流域内沿主流流动方向逐渐向下游延伸。