核电作为清洁、经济、可持续的能源,是我国经济社会发展的必然选择。核电站核岛中关键设备之一核主泵的设计制造技术在我国尚属空白,严重制约了我国核电的发展。本文工作在国家973项目的支持下,对百万千瓦级压水堆核电站屏蔽式核主泵(AP1000)的过流部件水力模型进行了设计和研究。论文围绕AP1000核主泵的重要过流部件叶轮、扩压器、泵壳开展了较为深入、系统的研究。结合传统离心泵和混流泵的设计方法,自主设计了一个针对高温、高压、大流量的AP1000核主泵叶轮；在初步的叶轮基础上,完成了设计条件下的内流场数值模拟分析和力学特性、强度核算分析,获得了较满意的结果,为核主泵叶轮设计的国产化做出了有益尝试。针对核主泵重要承压边界——泵壳的研究,完成了不同进水、出水口位置的四种泵壳结构型式设计,并通过CFD方法分析了进口位置在轴向方向上变化、出口位置在切向和径向变化时,对泵壳内部流动和性能的影响。研究比对,给出泵壳进口位于泵壳中心,泵壳出口位于泵壳一侧,流体沿切线方向从泵壳内流出,这种布置泵壳的内流场最佳、流动损失最小的设计方案。扩压器是介于叶轮出口和泵壳进口承上启下的部件,其设计的优劣对整个核主泵效率影响较大。本文还对不同出口安装角的扩压器与泵壳之间的相互影响进行了研究,结果表明：扩压器出口安装角的减小,有利于核主泵全流道效率的提高,但当扩压器的出口安装角为20°时,效率提高的幅度将大大减小,且随着扩压器出口安装角的进一步减小,泵壳出口与泵壳外壁之间的涡团也逐渐增大。同时,在泵壳舌角处出现的涡团的位置也越来越接近舌尖点,流动不稳定。以上研究阶段成果为自主研发和设计制造核主泵奠定了良好的基础。