主泵的可靠性对核电厂的安全运行至关重要,在主泵设计研发阶段,需要评估主泵的可靠性,保证主泵的固有可靠性。本文基于美国机械设备可靠性预计手册提出的失效率模型,对手册提出的失效率模型进行研究,分析其适用范围,研究其公式的原理以及每一个修正系数的取值。以AP1000屏蔽式主泵为研究对象,运用模型预计主泵整机的失效率,同时对主泵失效率模型中的相关参数进行重要度及敏感性分析,确定影响主泵整机以及关键零部件可靠性的主要因素,为主泵的设计、制造、运行和维修等提供指导,进而保证主泵的高可靠性。论文首先根据产品“整机-模块-零部件”的系统层次逻辑,对AP1000主泵进行功能结构层级划分。依据FMEA分析和工程技术人员的实际经验筛选主泵关键零部件。泵本体部分关键零部件包含泵轴、水润滑径向轴承、叶轮和泵壳,电机部分关键零部件包含定子绕组、电容、推力轴承、转子轴、屏蔽套和飞轮等。根据主泵的功能结构层级划分以及筛选的关键零部件,利用零部件与机械设备整机的关系,建立主泵可靠性框图模型。主泵整机的失效率为关键零部件失效率的加和。对于关键零部件的失效率预计,则以一个基础的失效率为基准,然后根据失效模式构建修正系数,使得每一个参数都能够反应其对零部件失效率所施加的影响。并重点对手册中滚动轴承失效率模型不适用于AP1000主泵水润滑轴承、轴失效率模型缺少相关修正系数以及没有适用于屏蔽套的失效率模型等问题,构建新的模型以及修正系数。最后,通过研究得出美国机械设备可靠性预计手册提出的机械设备零部件失效率模型大多数适用于AP1000主泵的零部件。影响AP1000主泵水润滑轴承可靠性的因素为轴颈运转速度、轴瓦承受的载荷以及润滑剂流量和温升,上部径向轴承相对于下部径向轴承更容易失效。屏蔽套的主要失效模式为鼓包、破裂和烧伤,运行过程中引起鼓包的主要原因为屏蔽套两侧的压力差。重要度分析和敏感性分析的结果表明对AP1000主泵可靠性影响相对较大的零部件为:水润滑轴承、屏蔽套和电机绕组;影响较大的因素为:泵轴的应力集中、水润滑轴承的运行温度和电机绕组的温升。因此在设计研发阶段需合理设计泵轴倒圆角的尺寸,降低应力集中的影响,同时在运行期间,限制主泵电机绕组的温升在合理范围内。