温度对蒸汽安全阀弹簧工作高度的影响

作     者：高柏桦 

作者单位：中国航天科技集团公司第一研究院 

学位级别：硕士

导师姓名：陈殿京

授予年度：2018年

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

主      题：高温蒸汽 安全阀 温度场 试验研究 数值模拟 

摘      要：安全阀是各类承压设备不可缺少的一种安全装置,它广泛应用于锅炉、压力容器、压力管道等工业生产领域,用来防止系统中介质压力超过其能承受的极限值,以确保系统安全运行,对系统的安全稳定运行有着极其重要的作用。其中高性能蒸汽安全阀适用于高温高压蒸汽环境,主要应用于火电、核电等重要场所,有着很大的市场需求,但由于因为工作环境条件恶劣,如高温、腐蚀等工况,在线工作时,整定压力经常发生偏移,导致安全阀提前起跳或超压,所以对影响高性能蒸汽安全阀整定压力的因素进行研究很有必要。整定压力偏移影响因素主要有弹簧刚度、密封面积等,在目前公开发表的文献中,关于安全阀弹簧工作高度的研究工作还较少。本文利用试验方法,研究温度对于高性能蒸汽安全阀弹簧工作高度的影响,并利用先进的仿真技术研究安全阀温度场分布、安全阀热应变、弹簧工作高度变化等相关内容。首先,在安全阀入口处进行加热,将入口处加热到不同的温度。在安全阀达到温度平衡后,通过安装在安全阀不同位置的温度传感器测量温度,记录数据,获得整个安全阀温度场分布。然后,在安全阀上下弹簧座上分别固定一水平支杆,在上弹簧座支杆上固定激光位移传感器,利用激光位移器测量在不同温度下两支杆间的距离变化,即可获得弹簧在不同入口温度条件下工作高度的变化值。最后,利用软件进行数值模拟,得到安全阀温度分布和弹簧工作高度的变化量,与实测值进行对比,验证模拟结果的准确性,掌握温度模拟方法,本文采用试验研究与模拟技术相结合的方法,对高性能蒸汽安全阀展开了一系列的研究工作,最终通过仿真计算和试验结果,得到温度对弹簧工作高度的影响及弹簧工作高度的变化规律,对于工程实际应用以及新产品开发研制都有重要的指导意义。