核主泵是核电站的“心脏”,是核岛内唯一长期高速旋转的装备,其功能为：驱动核岛内高放射性高温高压水循环,将反应堆芯核裂变的热能传递给蒸汽发生器产生蒸汽,推动汽轮机发电。目前核主泵完全由美、法、俄等国垄断,我国在核主泵制造的核心技术方面几乎是空白,全部依赖进口。因此,核主泵是我国核电装备国产化必须解决的瓶颈难题。核主泵作为核电站的心脏,其使役环境极端复杂,条件极其苛刻,这为其水力设计带来了重大挑战,具体表现为：1)高辐射高温高压特殊工质、大流量高扬程水力参数,2)极端工况安全性能要求,3)超长使役60年。本文针对特殊工质复杂多工况下核主泵的水力设计,主要开展了以下三个方面的工作：1、水力部件造型模块软件开发及水力模型初步设计。基于VB.NET、 MATLAB、SolidWorks编写了水力部件造型模块设计软件,实现了核主泵水力部件参数化设计和自动化造型。按照AP1000核主泵水力设计要求,基于自主开发的造型模块软件完成了核主泵水力模型的初步设计。2、核主泵水力性能数值分析及数值方案试验验证。在计算流体力学数值理论的基础上建立了适用于核主泵水力学性能分析的数值模拟方案,并通过试验予以验证。基于核主泵水力数值模拟方案,完成了所设计核主泵水力模型的三维流场模拟,并对其速度场和压力场进行了分析。依据流场分析结果,得出核主泵水力损失的主要原因。3、断电事故下核主泵惰转特性的研究。推导出基于核主泵额定工况参数的惰转转速和惰转流量瞬变公式,并通过试验予以验证。利用惰转流量瞬变公式对所设计的核主泵水力模型进行安全惰转流量验证,并对其惰转工况下的流场进行了数值模拟和分析。最后,基于惰转流量瞬变公式,提出惰转工况下的核主泵设计准则,并对AP1000核主泵的惰转设计参数进行了分析。