本发明涉及一种内壁面带有沟槽结构的高温热水循环泵热疲劳的装置，包括叶轮、泵主轴、热屏蔽板、阶梯型套筒和泵盖，其中阶梯型套筒小径段整体沿轴向加工U型热水流道，内壁面加工结构尺寸相同的矩形沟槽，加强U型流道内高温介质的传热，有效的将热量传递给主轴和套筒之间形成的环形间隙内的低温密封清洗液，阻止热水与密封清洗液直接混合。高温热水循环泵在运行过程中，泵内的热水将密封清洗液加热，避免了在冷热水混合区，温度梯度过大，主轴和泵壳表面产生热疲劳裂纹，降低泵的使用寿命。本发明可以对现有的高温热水循环泵的结构进行改造，减缓热疲劳的发生，从而实现高温热水循环泵的安全、可靠的运行。