核主泵是反应堆循环系统的重要组成部分,而主泵轴承则是核主泵最为关键的部件,新型核主泵采用屏蔽泵式结构设计。主泵机组由屏蔽电机与泵体组成机泵一体立式结构,泵转动部分的自重与泵轮运行时产生的轴向不平衡力即为主泵屏蔽电机推力轴承的主要负荷。因运行环境条件的限制,主泵屏蔽电机推力轴承只能以水作为润滑介质,由于水的粘度很低,增加了建立流体动力润滑的难度,进而直接影响轴承的承载能力和允许磨损寿命。故对主泵轴承来说,除了合理的结构设计外,摩擦副材料的选择就显得尤为关键。目前,水润滑轴承多采用石墨材料,虽然具有自润滑的优点,但是耐磨性不够,已无法满足新一代核主泵对于轴承的要求,推力轴承已经成为了制约核主泵可靠性的部件之一。针对上述现存问题,为解决主泵推力轴承的运行可靠性以及提高轴承的安全运转寿命,本文主要从以下方面开展了研究工作:首先,对轴承的结构进行优化设计,根据主泵机组的工况条件,设计试验轴承的结构参数,对轴承摩擦副进行优选,对推力轴承进行性能计算及进一步开展有限元分析研究。其次,对主泵屏蔽电机推力轴承应用新型耐磨材料进行可行性技术分析,综合考虑物理特性、机械性能及加工工艺性等因素,确定试验轴承的摩擦副材料,研制出适用于核主泵特殊工况条件下的推力轴承新型复合材料。最后,通过在实验室内建立模拟主泵实际运行的环境条件对试验轴承开展验证试验,具体为在水润滑推力轴承试验装置上,模拟主泵机组的实际运行工况,对被试轴承开展摩擦磨损研究试验,检验试验结果是否满足核主泵的使用要求。通过课题工作,研究开发出性能优异的主泵轴承,将上述研究成果应用于新型核主泵的推力轴承设计,必定对核主泵的安全运行及电力生产具有重要意义。