1 调节阀工作原理
        某核电站1台汽水分离再热器加热蒸汽调节阀采用立式调节汽阀（图1），调节阀由阀盖、阀体、预启阀、主阀碟和阀杆等组成，其操纵机构布置在调节阀上方。为防止调节阀关闭状况下主阀碟内蒸汽凝结，在主阀碟侧面开有引汽孔，对漏入主阀碟腔的蒸汽进行吹扫，并在主阀碟下部开有疏水孔。当平衡阀打开后，主阀碟前后的压力平衡，以降低主阀碟开启力。

1－阀盖　2－阀体　3－阀杆套筒　4－阀杆　5－导向块
6－主阀体　7－主阀碟　8－扩散器　9－预启阀
图1 调节阀结构

        2 阀杆断裂原因分析
        在汽水分离再热器出口蒸汽温度无法保持稳定后检查发现阀杆断裂，被损坏的预启阀密封面状况见图2。

图2 预启阀阀头密封面状况

        由图2可见，预启阀密封面边缘锐边处有大小不一的豁口，为受高速汽流冲蚀所致。汽流经过密封面锐边会出现剧烈扰动，进而引发预启阀的高频振动。
        预启阀阀头和阀座处结构及汽流流动状态见图3。

图3 阀头和阀座处结构及汽流流动状态

        由图3可见，汽流以一定的角度流入阀座，当高速汽流进入阀座时，在主阀碟阀头下部形成一个“空穴区”。由于“空穴区”汽流的非稳态流动，导致作用在阀头下部的压力发生脉动变化。因预启阀、主阀碟与阀杆间存在结构间隙，汽流扰动造成预启阀和主阀碟的振动对阀杆产生高频激振力，致使阀杆受冲击部位疲劳损伤，强度降低。
        预启阀阀壳解体后与阀杆的接触面情况见图4。

图4 预启阀解体后阀座和阀盖内部状况

        由图4可见，在调节阀运行过程中，由于阀杆偏斜，造成其与预启阀体的接触不均匀，在局部接触区域（亮点），阀杆承受应力增加，超过材料允许强度而断裂。
        3 改造措施及效果
        改造后立式调节汽阀结构见图5。

1－阀盖　2－阀体　3－阀杆套　4－阀杆　5－主阀体
6－导向套筒　7－主阀碟　8－预启阀
图5　改造后立式调节汽阀结构

        （1）将预启阀改造为球型阀碟，预启阀阀头与阀座间形成缩放流道，且在流道过渡段采用圆滑过渡。
        （2）将预启阀与阀杆合为一体结构，取消预启阀套，以消除预启阀与阀杆间的结构间隙。
        （3）在主阀碟新阀盖裙部、导向套筒及主阀壳体上设置进汽孔。
        （4）增大阀杆直径，其中阀杆头部与预启阀相连段，由原来的d40mm增大到d60mm，阀杆尾部由原来的d40mm增大到d45mm。
        （5）改造前后的阀芯导向装置见图6。由图6可见，阀芯导向装置由原来的扁形改为星形。

(ａ）原阀芯　　　（b）改造后阀芯
图6　改造前后调节汽阀阀芯导向装置

        改造后，汽水分离器加热蒸汽阀未再发生阀杆断裂现象，且操作灵活，性能稳定。
        参考文献
        ［1］孙天风，崔尔杰．钝物体绕流和流至振动研究［J］．空气动力学学报，1987，5（1）．
        ［2］杜占波，张荻，李思琦，等．透平进气阀箱体稳定性及改型方案的数值研究［J］．汽轮机技术，1999，41（5）．