研究高温下螺栓-法兰-垫片系统温度分布及密封性能对预防静密封系统高温失效具有重要意义。本文通过实验方法研究了常温下的螺栓预紧方案以获得均匀的螺栓载荷,在此基础上通过数值模拟方法对高温下螺栓法兰系统在稳态和瞬态下的温度以及应力进行了分析,探讨了不同高温工况下密封性能的变化,并对其密封性能进行了评估。本文的主要工作和结论如下：(1)建立了结构分析有限元模型即热-结构耦合场分析的有限元模型；根据传热学理论建立了三种传热学模型,在此基础上建立热分析有限元模型；探讨了热-结构耦合场分析中将温度场导入结构分析的方法。(2)利用已有实验装置研究了以目标载荷值顺次找平在螺栓预紧中的作用规律,并对紧固步的四轮加载方式进行优化,在此基础上提出改进的螺栓预紧方案,然后与ASME PCC-1和HPIS Z103TR紧固方法下的实验结果进行对比,最后给出了工程实际中的螺栓预紧方案。研究表明：紧固步的首轮采用交叉加载,第2、3、4轮采用顺次加载;找平步中以目标载荷值两轮顺次找平可以很好的降低螺栓载荷分布的离散程度；短期内螺栓会产生松弛,施加后紧固步可以提高螺栓载荷的整体水平,有利于密封。(3)利用数值模拟方法对高温螺栓法兰系统进行了稳态温度场以及耦合场分析,在此基础上分析比较了不同介质温度下垫片和螺栓的应力分布,以及内压波动时垫片和螺栓的应力变化规律,并对高温下系统的密封性能进行了评估。研究表明：升温后垫片外紧内松趋势有所缓和,平均应力减小,螺栓应力有所增加。介质温度越高,垫片应力越小,并且内外侧压差越大。内压发生波动后垫片应力减小,并且压力波动幅度越大,垫片应力减小的越多,内外侧压差越大。(4)利用数值模拟方法对高温螺栓法兰系统进行了瞬态温度场和耦合场分析,在保持内压恒定的前提下研究了设备初始升温、工作状态温度波动、停车降温过程中垫片和螺栓的温度变化以及应力变化情况,以及工作状态下内压和温度同时波动时垫片和螺栓的应力变化情况。研究表明：内压恒定时,在设备初始升温过程升温速度不宜过快；工作状态温度波动时降温幅度不宜过大；停车降温阶段是比较危险工况;内压和温度同时波动时垫片应力最低点出现降温降压阶段,且降温降压幅度越大,垫片应力越小。