当今世界能源发展以可持续发展为宗旨,大力发展绿色新能源。铅基核反应堆作为当前最具发展潜力的第四代核电反应堆,具有可持续性、经济性、安全性、以及防扩散和物理保护等优势,世界各国纷纷都在第四代核电反应堆的研究上投入大量的精力。虽然当前海上移动核电站方案,完全符合三代核电安全要求,满足了当前的能源需求,但是第四代核电反应堆技术作为目前核电技术主流发展方向,且趋于小型模块化发展,很适用于海上浮动核电站方案,目前仍未见国家有相关报道。因此,开展第四代核电反应堆技术运用到海上移动核电站方案中的研究,具有重要意义。本课题以江苏省重点研发科技项目为支撑,将海上核电反应堆一回路的主循环泵——高温液态重金属主循环泵作为研究对象,采用理论分析、数值计算与试验验证相结合的方式,探究了稳态工况下高温液态重金属主循环泵的内部流动机理,分析了海洋条件下高温液态重金属主循环泵的稳定性,为海上核电反应堆一回路的主循环泵的设计和制造提供参考。主要研究内容有:(1)基于流固热耦合理论,并经过水力优化后建立了高温液态重金属主循环泵的计算模型,同时搭建了相关试验台,将试验结果与数值模拟进行对比验证,分析了稳态工况下在不同温度工况对高温液态重金属主循环泵水力特性的影响,揭示了转子部件应力分布与变形的规律,对高温液态重金属主循环泵转子部件进行了强度校核。(2)对运行温度为773K时高温液态重金属主循环泵进行非定常数值计算,探究了流道内压力脉动的变化规律,分析了不同流量工况对高温液态重金属主循环泵内压力脉动的影响。(3)基于海洋运动理论建立了高温液态重金属主循环泵的海洋起伏运动模型,对起伏工况下的高温液态重金属主循环泵性能进行分析,揭示了海洋条件下高温液态重金属主循环泵的内部流动机理,探究了海洋条件下高温液态重金属核主泵稳定性,为后续研究海上核电反应堆的安全性提供基础。(4)在考虑介质重力的前提下,基于现有的液态金属熔体物性设置了多种介质物性计算方案,对海上高温液态重金属主循环泵进行数值计算,探究了介质粘度和介质密度对高温液态重金属主循环泵外特性的影响,进一步为海上高温液态重金属主循环泵的设计提供参考依据。