我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量机组，所配置的再循环阀能保护给水泵在小流 量工况下的安全性，但同时存在小流量工况时给水泵振动噪声显著放大的现象。因此需设置一联动的回水 调节阀门，在给水调节阀开度较小的工况下，通过打开联动的回水阀提高回水量，降低给水泵机组以及再循 环阀运行振动噪声。针对回水调节阀的多级笼式套筒减压阀口进行研究，利用 FLUENT 流体计算仿真软件 对不同开度时阀口的流量特性进行了数值模拟，并通过试验对阀口的流量特性进行了验证。研究结果表明， 多级笼式套筒减压结构使回水调节阀自身具有低噪声性能，可有效改善给水泵机组的运行工况。

引言

我国船舶蒸汽动力系统汽轮给水泵组属于小容量 机组，一般配置自力式开关型最小流量再循环阀。即 在汽轮给水泵流量小到某一限值时，最小流量再循环 阀在给水压差作用下直接从全关状态开启到全开状 态。从实际使用效果看，所配置的再循环阀能保护给 水泵在小流量工况下的安全性，但存在小流量工况时 机组振动噪声显著放大的现象［1 －3］。由于船舶给水机 组的常用工况恰好为小流量工况，从而使给水泵机组 成为整船重要的振动噪声源，需要进行振动噪声的 治理。

根据船上的空间与功能要求，结合给水调节阀的 功能特点，提出了新型联动再循环阀的概念。即设置 一个与给水阀具有联动功能的回水阀门，利用原有的 给水调节阀的一个电动执行器，可同时驱动给水调节 阀以及回水阀门［3］。当处于给水调节阀开度较小的 工况下，联动打开回水阀门，使给水泵流量不至于太 小，可避免使给水泵运行在振动较大的工况，从而满足 给水泵的工作安全性。如图 1 所示，回水调节阀与给 水调节阀并联布置，两者通过连杆机构实现联动，并由 给水调节阀原有的1 个电动头来驱动阀杆。2 个阀门 各有1 个进水口与 1 个出水口，为了提高单个阀门的 可维修性，将2 个阀门进行分体式布置。本研究运用 FLUENT 软件对阀内部流场进行数值仿真研究，得到 不同阀口开度下流场的压力、速度分布以及流量系数 等流量特性参数，并将仿真与试验结果相比较，验证理 论研究的正确性，为回水调节阀的设计与研究提供 依据。

1 多级笼式套筒减压阀结构及工作原理 

1． 1 多级笼式套筒减压阀结构介绍

 多级笼式套筒减压阀由回水调节阀本体和连杆机 构两大部分组成，如图 2 所示，阀的主要性能参数见 表1，其主要设计特点包括:

( 1) 阀芯和笼罩组合成两级减压结构，阀门调节 过程中，两级的开度相匹配，可充分利用每级的减压节 流效能，控制每一级压差，防止发生空泡噪音;

 ( 2) 阀芯与阀杆为分体活动结构。阀芯下行需阀 杆先下行，阀杆下端台阶与阀芯脱离，然后在弹簧力作 用下阀芯下行至阀杆的相应位置，即实现阀芯与阀杆 的随动。阀芯上行时，靠阀杆的台阶拉动;

 ( 3) 阀杆采用 17-4PH 材料，具有较好耐腐蚀性 能，并具有较高的屈服强度。阀杆上开有孔与槽，以实 现阀芯上下水压力的平衡; 

( 4) 阀芯两级外径差、以及弹簧设计兼顾了阀门 密封力以及电动头提升力能力的要求;

 ( 5) 阀座接触面以及阀芯外表面采用了表面低压 固氮处理技术，提高抗冲蚀能力。阀芯和阀杆的密封 圈采用特殊聚四氟乙烯，以降低阀芯、阀杆分别与阀盖运动时的摩擦力;

 ( 6) 连杆 1、连杆 2 与连杆机构通过球形头活套 连接，实现连杆 1、连杆 2 上下直线自由运动，杠杆圆 周自由运动;

 ( 7) 连杆机构的活动部件采用粉末治金和 38CrMoAl 等摩擦系数较小或耐磨擦材料，并采用表面 氮化等相关工艺来提高其表面硬度，从而满足活动副 的要求。