高温熔盐泵是太阳能光热发电系统中关键设备之一,其主要作用是驱动高温熔盐在系统中循环流动换热。由于立式多级长轴离心泵结构长,最大可到17m,且泵长期运行在300℃-565℃的熔盐环境中,熔盐温度高、密度和粘度大,转子系统易因热膨胀而“抱死”,这对高温熔盐泵机组安全稳定运行提出了技术挑战。为了提高太阳能光热发电系统高温多级熔盐泵的运行可靠性,本文在江苏省科技成果转化项目（BA2016167）的资助下完成,以国内某50MW光热示范项目用熔盐泵样机为研究对象,基于流固热多场耦合理论,对熔盐泵在极端高温工况下的内流场流动特性、转子结构强度、轴承转子动力学及模态特性进行了相关研究。主要工作内容和结论如下:（1）针对高温熔盐泵内流场进行数值模拟,分析了高温熔盐泵样机在不同温度介质条件下的外特性参数及其内部的速度、压力分布等熔盐内部流动特性规律。数值模拟结果表明,清水介质的数值模拟外特性结果与试验结果基本一致,验证了模拟的准确性,介质的密度和粘度对外特性影响较小。通过改变介质温度和泵流量工况,熔盐泵各级叶轮内流体速度和压力分布、叶片表面载荷分布、叶轮出口速度及压力的变化趋势统一性较高,每级叶轮的内流场存在相似性。随着温度上升,熔盐介质密度减小,使得叶轮流道和进出口压力差减小。随流量增大,介质物性参数对出口速度分布形成的差异会被弱化,最大压差发生位置从叶片前后缘往中部转移。（2）针对高温熔盐泵转子系统,基于单向流固热多场耦合分析方法,分析了在不同温度介质和不同流量工况条件下,转子系统中叶轮的应力和变形规律,并做了应力强度校核。研究结果表明,叶轮中占主导应力作用的是流场和质量力载荷,随着流量工况增大至1.2Qopt,叶轮整体应力值一直处于小于4.52MPa的较小应力范围内,但叶片尾缘处最大等效应力值突然陡增且超过36MPa,存在局部应力集中现象。随着熔盐温度从300℃上升到565℃,熔盐密度随之下降,叶轮相对应温度的最大等效应力减小了13%。温度载荷是引起叶轮变形的首要原因,随着熔盐介质温度的上升,材料受热发生热膨胀,变形值逐渐增大,变化量趋势是从泵轴上端到泵轴下端逐渐变大,这是由于轴向位移叠加造成的。经核算,该熔盐泵的材料强度符合安全标准。（3）通过简化高温熔盐泵转子系统的滑动轴承并对其进行数值模拟,分析了高温熔盐泵滑动轴承在不同温度介质条件下,轴承液膜的压力、速度以及承载力分布规律。研究结果表明,介质的密度对轴承液膜压力分布的影响比对速度分布的影响更明显。轴承不发生偏移时,轴承液膜受到极小的压力;随着偏心距的增加,轴承液膜承受的压力增加,最大正压绝对值是最大负压绝对值的0.9倍左右,正压区的面积大于负压区的面积,在总体上达到压力平衡。轴承液膜上最大速度分布随偏心距增大而增加,随介质温度变化波动不明显。轴承液膜承受的载荷随熔盐介质温度的下降而增加,随偏心距的加大各介质承受载荷的差距拉大,索氏数So减小,轴承的承载能力下降,相关模拟结果可为转子设计提供理论支撑。（4）分别针对高温熔盐泵转子系统是否施加预应力以及不同轴系长度下的模态进行模拟分析,探讨了各因素对转子结构模态特性的影响,并通过临界转速分析确定了转子系统的安全运行范围。模拟结果表明,在相等轴系长度时,转子系统随着阶次的增加,固有频率有增大的趋势;同阶次下,有预应力下的固有频率总体大于无预应力下;无论施加预应力与否,各阶次振幅在一定程度上保持一致性。轴系各阶固有频率总体趋势随转子轴系长度的增加而下降。各条件下的转子各阶临界转速与转子系统的运行转速有较大差距,各阶振型固有频率也均不在1倍叶频和2倍叶频所在的130-159Hz和261-319Hz危险范围内,认为各长度转子系统的设计符合临界转速的要求,避免运行时转子系统产生共振现象。