随着我国工业的大力发展，石油化工、空气分离、天然气、制冷和低温工程的生产规模也不断发展壮大，对低温阀门的要求也越来越高。低温工程的实践告诉我们，低温阀门质量的优劣直接影响着整个低温工程的进展，实践的教训是很多的，往往因为一个阀门不密封、关不严或打不开，导致了试验的失败或者一次事故，造成大量的人力、物力、财力的浪费，从而影响我国低温工程的发展。低温阀门的用途和普通工业管道阀门的用途基本上没有什么区别，也是用来直接切断或调节低温液体。低温阀门是一种在温度等于或者低于120K的介质中工作的阀门，这种温度的工作介质对阀门构件的影响可能是持续的，也可能是短时间的。除了在低温介质下工作外，同样应当考虑到低温阀门还要在周围环境温度下工作，即在295K左右的温度下工作，在设计阀门元件时，必须要考虑低温介质温度和周围环境温度的共同影响。在低温装置中，阀门的工作条件要比普通工业阀门恶劣得多。由于温度变化范围很大，使阀门的密封十分困难，因而必须要提高阀门的密封效果防止发生泄漏。填料函的密封性是低温阀门设计的关键，采用长颈阀盖结构，其目的就是起到保护填料函的功能，若该处有泄漏将降低保冷效果，导致液体气化，这是在低温状态下随着温度的降低，填料的弹性逐渐消失，防漏性能随之下降。由于介质渗漏造成填料与阀杆处结冰，影响阀杆正常操作，同时也会因阀杆上下移动而将填料划伤，引起严重泄漏。所以低温阀门必须采用长颈阀盖结构形式，此外，长颈阀盖结构还便于缠绕保冷材料，防止冷能损失。本文以工程中的低温承插焊截止阀为例，对低温阀门长颈阀盖结构进行合理的物理模型简化，建立阀盖颈部长度与温度场关系的数学模型。以传热学为理论依据，采用分离变量法求出长颈阀盖温度场的分布，并以此为依据推导出阀盖颈部长度与温度场的关系式，得到阀盖的最小长度，并且满足阀门设计标准。课题采用ANSYS有限元分析软件作为建模和分析平台对通径DN25的低温承插焊截止阀进行热力分析，从而判定所设计的阀门阀盖长度是否合理，为工程设计提供理论参考依据。