核电大型屏蔽泵电机用于核电站反应堆冷却系统中,用来驱动反应堆冷却泵来冷却堆芯,电机工作温度高,承受压力大,运行环境条件恶劣。电机定子腔采用机壳和屏蔽套筒的焊接结构形成定子密封腔室,散热能力较差,定子绕组容易产生出现局部温升高而损坏;机壳部分是核安全压力边界,一旦损坏将产生核泄漏;承压屏蔽套厚度薄,在发生损坏时,电机将失去丧失正常驱动功能,而引起反应堆紧急停堆;另外维持定子腔密封性困难。因此,定子腔机壳、定子屏蔽套和其支撑各部件的温度场和应力场必须精确分析,消除设计隐患,提升电机运行的安全性。论文首先针对高温环境的特点,对屏蔽泵电机的定子腔进行了温度场建模,根据模型通过解析法和有限元法分析研究了定子腔的温度分布,识别了定子腔高温升位置。对高温升区的温升原因进行了分析,得出并验证了绕组端部环流是产生的局部高温区主要原因。在高温区分析基础上,对比分析了不同的端部屏蔽套支撑结构形式,并优化定子腔屏蔽套的支撑环和齿压板的结构和安装形式,降低了端部环流产生的局部高温区的温升水平,优化了屏蔽电机定子腔的传热结构与散热能力。论文针对环境压力大的特点,对屏蔽泵电机的定子腔进行了应力场建模,借助有限元工具,分析研究了定子腔承压组件在正常承压和内部异常破裂两种工况下的应力分布,给出了定子腔壳是否合格的判定依据。计算并分析研究了关键部件热应力屈曲、径向疲劳和承压时的形变量和位移量,通过优化结构给出了避免屏蔽套破损的措施,为保障电机可靠运行提供了依据。还根据计算结果,确定了屏蔽套和支撑结构简化模拟试验件结构和试验参数,为电机关键部件模拟试验验证提供了依据。论文根据应力温度场的分析结果和优化设计结果,进行了关键部件设计和模拟试验,进行了定子样机设计并完成了定子样机制造,对样机定子腔进行了水压、气压试验测试和氦气泄漏气密性试验,实验结果满足设计要求,验证定子腔温度场和应力场分析结果的准确性与合理性。