火力发电是我国主要发电方式之一。凝结水泵是发电厂中发电机组的关键设备,其配置直接影响到整个机组运行的安全性与稳定性。凝结水泵的台数和容量的选择,取决于机组在电网中的作用、设备投资、设备质量、机组容量等诸多因素。多级离心泵的效率高、扬程大,由于串联有两个以上的叶轮,其结构较为复杂。旋转的叶轮产生的交变激励力极易造成泵过流部件疲劳失效,同时流场的不稳定性也会对整个系统的稳定运行造成影响。本文以4×360MW空冷超临界机组工程的凝结水泵为研究对象进行设计、制造及试验研究。此研究凝结水泵的方案中配置有备用泵,当其中1台泵发生故障时,启用备用泵就能满足机组需要,机组的可用率不会受到影响。本文的主要研究工作和取得的成果如下:1、收集、分析现有水泵系统的使用情况,结合现场运行的主要特点,确定了凝结水泵的设计方案。凝结水泵首级采用双吸叶轮配螺旋型泵体,次级采用单吸离心叶轮配空间导叶的结构形式。整泵采用抽芯立式结构,泵主体部分安装在外筒体内之后,为封闭式真空设计,水力损失小,抗热冲击能力强,结构简单。2、采用传统水力设计方法对确立的水力模型进行了性能计算,包括对其相似工况点的确定、计算放大系数、确定性能换算关系等参数的计算。凝结水泵的凝结水泵的总扬程为350m,叶轮为6级,首级双吸叶轮扬程为48m,经济运行工况下汽蚀余量为2.6 m,汽蚀比转速为1500。3、对泵整体的结构设计做了简要说明,并对各个部件的功能特点进行了阐述。首级采用双吸叶轮配螺旋型泵体加诱导轮结构的创新设计,叶轮材料都采用不锈钢制造,这种设计方案提高了泵的抗汽蚀性能。4、对泵的轴向力进行了计算,针对凝结水泵的整个转子系统进行设计和强度分析,包括对轴的强度校核,对转子系统所受轴向力的计算校核,对转子系统的临界转速计算,对叶轮叶片厚度的计算校核,以及其他如轴承、键联轴器等关键受力部件的计算校核,其结果符合协议要求。5、采用计算流体动力学模拟方法对该泵的内部流场进行了数值模拟分析,主要包括首级、次级叶轮的绝对速度分布,压力分布及湍动能耗散,并初步分析了该多级泵的流动特性。针对首级叶轮及泵体流体域,在叶轮出口有射流-尾迹结构,尤其是在偏离设计工况时更加明显。叶轮各个流道的绝对速度分布显示出明显的非对称性,尤其在大流量工况下。针对次级叶轮及导叶流体域,在小流量工况下,叶轮流道内脱流和旋涡区的范围较大,次级叶轮各流道内的流速和压力分布均表现出明显的对称性。6、设计了泵的试验台架和回路系统,开展了汽蚀试验和水力性能试验,通过数据记录与分析,以及试验后的解体检查,验证了凝结水泵在设计工况条件下运行的可靠性。从而证实了本文采用的泵设计方法的有效性和制造方法的可行性。