近年随着海上浮动核电站的迅速发展,对核电站各系统提出更高的要求。而控制阀作为海上浮动核电站管道系统的重要组成部分,在满足核电标准的同时还要满足船舶标准。浮动核电站用控制阀在使用过程中,控制阀不仅要承受内部压力冲击载荷的影响,还要承受外部摇摆载荷的影响,影响控制阀可靠稳定性,给浮动核电站造成安全隐患。本文以常规工业用控制阀应用于浮动核电站管道系统为例,研究浮动核电站用控制阀在高温压力冲击载荷作用和高温压力、摇摆载荷同时作用两种工况下的结构强度和疲劳可靠性问题。主要研究内容如下:(1)介绍了海上浮动核电站控制阀的研究背景及意义,调研了国内外压力冲击、摇摆和多场协同耦合的研究进展,提出了研究海上浮动核电站用控制阀在压力、摇摆载荷作用下的结构强度和可靠性的必要性。(2)基于欧拉法的描述,运用Solidworks软件建立控制阀三维模型,采用CFX流体力学仿真模拟软件,分析了浮动核电站用控制阀不同开度工况下的压力脉动时域信息,为结构强度和疲劳可靠性的数值模拟奠定了基础。(3)基于应力-强度干涉理论,建立了浮动核电站用控制阀可靠度模型,对高温高压下的控制阀进行稳态热瞬态流和结构耦合协同仿真模拟,分析了控制阀关键零部件阀体的结构强度和疲劳可靠性。结果表明同一开度下压力冲击对阀结构强度和疲劳可靠性的影响较小,但随着开度的逐渐增大,最大应力值先是迅速增大,然后逐渐减小,最后逐渐趋于稳定。即高温下的压力冲击对不同开度阀体结构强度、疲劳寿命的影响很大。(4)基于摇摆数值分析计算的理论基础和水动力模拟计算的结果,建立了控制阀非线性摇摆运动数学模型,分析了控制阀高温压力载荷和摇摆载荷共同作用下控制阀的结构强度和疲劳可靠性。结果表明摇摆载荷对控制阀的结构强度和疲劳寿命影响较大,在阀门设计过程中必须考虑摇摆载荷对其的影响。通过以上理论基础和数值模拟仿真对海上浮动核电站用控制阀结构强度和疲劳可靠性的研究,为浮动核电站用阀门的分析设计提供一定的参考。