穩壓器彈簧式閥瓣在啟閉過程中可能發生喘振現象，對閥門的安全性和疲勞壽命產生很大的影響。利用流場分析得到的流體介質作用力作為邊界條件，通過數值計算，揭示了喘振的作用規律以及彈簧剛度對喘振的影響，確定了避免喘振發生的彈簧剛度。

　　1、概述

　　安全閥廣泛用于核電站壓力容器和壓力管路系統中，目前最常用的是彈簧直接載荷式安全閥。其原理是閥瓣在彈簧力的作用下與閥座形成密封，當閥瓣下方的內部流體壓力產生的升力超過閥瓣上方的彈簧力時，閥瓣自動開啟，排氣泄壓。然而在排氣過程中，彈簧力和流體力大小均與閥瓣位置有關。其中，彈簧力、流體阻力和閥瓣慣性力分別是閥瓣位移及其時間一階導數和二階導數的函數，閥瓣的瞬態受力是非線性的。這些相互耦合的因素，會存在不同的空間與時間響應，從而造成閥瓣受力、速度和位移具有明顯的瞬態特征，在一定情況下閥瓣會產生往復運動，從而導致排氣的不穩定和機械的振動，形成“喘振”。喘振會對安全閥的安全性造成很大的影響。本文研究通過流場計算得出流體力與閥瓣開度的關系，并以此作為邊界條件分析了安全閥的喘振規律，并研究了影響安全閥喘振的因素及減小喘振的方法。

　　2、數值分析方法及原理

　　穩壓器彈簧式安全閥喘振的發生與蒸汽排放時整個管路系統(圖1) 流體介質的瞬態過程相關。

圖1 穩壓器安全閥喘振分析管路

　　管內流體介質沿著流動方向( l 方向) 的非恒定流運動方程為

　　3、結語

　　通過對某型號穩壓器安全閥的流場分析和數值計算，確定了安全閥開啟壓力為17.6MPa，背壓為3.43MPa，彈簧剛度為1.62 ×10⁶N/m 的工況下，彈簧剛度較大，安全閥會出現喘振，閥瓣出現打開、關閉的交替動作，安全閥進出口壓差、蒸汽排量出現大幅波動。當降低彈簧剛度至6 ×10⁵N /m，但維持原有的預緊力時，喘振現象逐漸減弱，閥瓣最后趨于穩定開度，但仍無法克服彈簧力而未達到全開。進一步降低彈簧剛度至4 ×10⁵N/m 時，閥瓣能夠達到全開，喘振現象消失。由此可見，彈簧剛度對喘振的發生影響很大，選取合適的彈簧剛度，可以防止喘振發生。