论文在全面论述国内外羰基镍生产工艺的基础上，根据我国镍资源和羰基化原材料的特点，指出中压羰基法精炼镍是我国精炼镍工艺的发展方向之一。中压羰基镍合成反应釜是羰基镍合成工艺必不可少的关键设备，而反应釜内置螺旋叶片的结构不仅关系到反应釜中羰基镍的合成速度和合成质量，而且在一定程度上决定了反应釜的使用寿命，因此对反应釜内置螺旋叶片进行研究具有十分重要的工程运用意义。本文首先研究了反应介质在新型羰基镍反应釜内的运动状况，通过分析固体介质在自身重力、离心力、反应釜体摩擦力和螺旋叶片提升力的综合作用下达到的动态平衡，推导出了螺旋叶片在反应釜一定的工作转速、介质填充率情况下的受力模型。在此基础上运用有限元分析软件ANSYS，并使用APDL语言建立了螺旋叶片的参数化三维有限元模型，对螺旋叶片进行了结构静力学分析和应力场应力的分布研究。研究结果表明：螺旋叶片的原始结构设计参数完全符合强度的要求。论文同时还对螺旋叶片裂纹产生的原因和扩展的规律进行了较为深入的分析，运用断裂力学的理论和方法计算了由初始裂纹扩展到临界值所需要的循环次数，预测了螺旋叶片的疲劳断裂寿命，并绘制了螺旋叶片S-N疲劳曲线。为了优化螺旋叶片的结构参数，论文还设计了一个五因素四水平的正交试验，分别研究了螺旋叶片厚度、螺距、叶片高度、扇形角、焊脚高这五个参数对螺旋叶片所受最大等效应力的影响，为螺旋叶片的设计选择提供可靠的理论依据。并根据许用应力和设计寿命的限制，计算推导出了优化后的螺旋叶片结构设计参数。