采用有限元分析方法对某330MW电站机组的汽轮机旁路阀门进行模拟分析。在其备用工况和操作工况下，分析了阀门阀体的温度场和应力场，由此得出不同工况下温度场及其对应的应力场的变化规律，其中备用工况下温度场及其对应的应力场的变化规律，其中备用工况下阀门入口处阀体温度梯度最大，综合应力值随着开启时间的延续先降后升随后又降低，直至稳定，应力最大值出现在368.5s，为85.6Mpa；并对汽轮机旁路阀门的安全性进行了分析评价......

1 引 言

汽轮机旁路系统是与汽机并联的蒸汽减温减压 系统。它由旁路阀门、控制系统、执行机构以及旁路 蒸汽管道组成，其作用是将锅炉产生的蒸汽不经过 汽轮机而引到下一级压力和温度的蒸汽管道或冷凝 器。旁路系统的蒸汽减温减压阀长期工作再高温高 压条件下，在服役过程中可能会产生蠕变、热疲劳、 过热氧化、渗碳以及腐蚀等现象，这会使材料性能劣 化并缩短使用寿命［1 ～3］。 采用有限元分析方法对汽轮机旁路阀门阀体在 备用工况、操作工况下的温度场、热应力场、压应力 场以及等效综合应力场进行模拟，并对阀体的安全 性进行评估，所得结论可为汽轮机旁路阀门的设计 和选型提供参考［4 ～6］。
2 阀门的运行工况和几何模型

汽轮机旁路阀门的运行工况分为两个工况，即 备用工况和操作工况。当旁路阀门处于备用状态 ( 即关闭状态) 时，阀门前后的蒸汽是不流动的，停 滞在管内的蒸汽将不断的向环境散热，在经过 80 ～ 90 h 后，降低到对应压力下的饱和温度。此时，阀门阀体的温度分布将受到饱和蒸汽轴向导热的影 响。当汽轮机启、停以及负荷调节时，旁路阀门将打 开，进入操作工况，此时高温高压的蒸汽将对阀体进 行瞬态的热冲击。因此，汽轮机旁路阀门长期工作 在高温高压的环境下，常常出现松弛和蠕变的现象。 在此计算分析中，不考虑阀门开启时可能产生的气 锤等高压冲击现象。