顾春辉

摘要：基于第三代压水堆核电站主蒸汽安全阀结构，建立了阀门数值计算的CFD模型，计算求得了作用于阀瓣组件上的升力，得到了阀门在全开启高度范围内的升力曲线。结果表明，阀门在全开度范围的介质升力均大于弹簧力，可使阀门在开启后快速达到全开。

关键词：主蒸汽安全阀；升力；数值计算

中图分类号：TH134 文献标识码：A 文章编号：2095-6487 （2018） 01-0045-03

0 引言

安全阀在超压开启过程中，其流道内部的流场变化一直是人们关注的重点[1]。建立安全阀流体动力学模型并进行数值分析是获取安全阀内部流场详细信息的重要手段。通过模型计算可以获取速度、压力分布等具体流场形态，以及排放能力等宏观性能参数，最终对安全阀的结构优化和性能改进提供指导。

第三代CAP1400压水堆核电站用主蒸汽安全阀为弹簧直接加载式安全阀，采用了双排口结构，要求入口压力达到整定值时阀门开启并迅速达到全开。根据阀门的设计结构，作用在阀瓣上的力可分为2组，包括弹簧压紧力和阀瓣组件重力之和，以及工作介质的作用力，即阀门的升力[2]。阀门的开启和关闭是作用在阀瓣组件上2组不同力综合作用的结果。

本文通过建立主蒸汽安全閥的流体动力学模型，采用固定开高的方法[3-4]求解阀门在开启过程中的介质升力，论证阀门快速开启的理论基础，为安全阀的结构优化和性能改进提供指导。分析软件采用ANSYS，使用的模块为CFX和ICEM CFD。

1 分析方法

1.1计算模型

主蒸汽安全阀的流道几何模型见图l。……