核级泄压截止阀是核电站安全系统的核心设备，广泛应用于主蒸汽系统等关键回路中。当回路出现超压、超温等异常工况时，核级泄压截止阀能快速开启泄压通道，切断危险介质回流，防止事故扩散，是防止反应堆超压失控、避免放射性物质泄漏的最后一道屏障。本文针对某核级泄压截止阀的抗震性能进行瞬态动力学仿真计算，通过时程分析方法对地震动过程中的抗震性能进行评估。结果表明，该核级泄压截止阀表现出较好的刚性，地震动过程中的应力水平低于材料许用应力，结构抗震性能较好，为核级阀门抗震性能的分析提供了一定参考。

电动阀门在核电站中广泛应用，但其在服役期间，受高温、高压、高辐射等严苛工况影响，故障失效时有发生。本文阐述了现有电动阀门在不拆卸和不解体情况下关键性能的诊断技术，并介绍了电动阀门三种典型的失效模式和分析方法，开发出一套用于核电阀门关键性能诊断的设备。该设备基于电学和力学信号的采集来监测阀门的状态参数，通过电机功率、阀杆载荷、行程、开关时序逻辑等评估电动阀门的健康运行情况，为核电阀门的故障诊断和健康管理研究提供一定的参考。

为研究高温高压截止阀在开启过程中阀杆受高速流体冲击产生的偏吹变形问题，对在1700 K、200 MPa氮气工况下某截止阀的阀杆受力与变形特性进行数值模拟。研究中采用Redlich-Kwong真实气体状态方程描述氮气物性，并选用Realizable k-ε湍流模型。研究结果表明：阀杆所受横向冲击力在开启初期达到峰值310.16 kN,且在阀杆底部产生1.1986 mm的最大变形；阀杆与支撑结构连接处存在显著的应力集中现象，最大等效应力为156.52 MPa,此处为结构设计的潜在薄弱环节；当阀门接近全开时，作用在阀杆上的流体横向力会发生方向反转。本研究对于评估截止阀阀杆结构完整性、疲劳寿命以及支撑结构优化设计具有一定的指导意义。

在极端工况下，传统阀体因缩松、冷隔等铸造缺陷易引发疲劳失效，而筋板强化结构虽提升了强度但可能干扰热流路径而诱发新缺陷，因此需要对结构优化后的阀体铸造过程进行研究。本文基于ProCAST多物理场仿真平台，系统分析了双侧力臂充型过程特性，并探究筋板设计对阀体凝固行为与缺陷分布的影响机制，研究加筋板设计对阀体铸件凝固行为、缺陷分布及力学性能的影响机制。通过厚度分析、拔模分析、Niyama准则预测、凝固过程模拟及缺陷定量统计，提出加筋板可通过调控热流路径降低阀体下部缩松率，并将缺陷区域转移至法兰部位，在提升力学性能的同时保持工艺可行性。本研究为优化阀体结构设计提供理论依据。

针对单级特斯拉阀双极性(Di)提升受限的问题，本文提出在D型特斯拉阀分岔口引入非对称凸起结构的新型设计。通过建立二维湍流特斯拉阀流动模型(Re=2500～4167),系统分析了凸起尺度(R/d)与凸起方向对阀件性能的影响。结果表明，优化后的凸起结构可显著强化双极性，当R/d=0.8时，同向与逆向凸起分别使Di值提升至2.6与2.8,超过传统单级特斯拉阀Di值的两倍。其中，逆向凸起更展现了独特优势，在R/d≥0.6时，Di值随雷诺数呈现显著的动态响应，Di变化量最大可达0.19,实现了流动驱动的阀门双极性自适应调节。该设计通过结构-流动干涉机制调控流场分配，兼具结构简化与性能提升，为气体密封、微流控智能元件等需要高可靠性及可调性领域提供了新型解决方案。

超高压切断阀是航空航天及石油化工领域重要的控制设备之一。超高压切断阀的阀体作为关键承压元件，其强度至关重要，因此需对其阀体强度进行分析评定。本文通过理论分析手段，校核了阀体在设计工况(150℃,220 MPa)及液压试验压力工况(20℃,277.1 MPa)下的强度，并对比了GB/T 150.3-2024及GB/T 34019-2017在螺纹强度校核上的区别。结果表明，切断阀的爆破安全系数满足标准要求，设计工况下的阀体强度满足标准要求；阀体端部及螺纹的强度满足标准要求，相较于GB/T 150.3-2024,GB/T 34019-2017中关于螺纹强度校核的方法更为安全且更加适用。本文为超高压切断阀阀体强度的理论分析提供了一定的参考。

热电厂阀门内漏问题直接影响系统安全与经济运行。通过系统研究截止阀和闸阀的内漏机理，对比分析发现密封面冲刷、行程偏差及杂质卡涩为主因，电动执行机构校准失准带来的附加载荷均会加剧泄漏风险。通过实施标准化操作培训、双阀组结构优化及智能热紧技术等三维防控体系，实现了阀门密封性能的系统性提升。该方案不仅将泄漏率稳定控制在行业标准范围内，更为高温高压工况下的阀门可靠性管理提供了可复用的技术框架，其工程推广价值已在实际运行中得到充分验证。

煤直接液化高温高压物料分配柱塞阀原为进口阀门，是煤液化装置核心反应单元高温高压分离器底部出口的第一道切断换向阀，用于隔离煤液化高温、高压系统和物料分配。本文分析了该阀门的应用背景和结构设计，详细给出了阀体壁厚、密封力、阀杆强度等设计计算公式，并介绍了阀门的试验方法和流程。阀门采用一个入口、四个出口的五通结构设计，能够有效实现物料的切断和分配。该阀实际装置使用时间超1万小时，性能优良，已成功实现国产化替代。

三偏心金属密封蝶阀因其优异的密封性能和低操作力矩，在高温高压管路系统中应用广泛，其极端工况下的结构完整性与密封可靠性是工程设计的核心挑战。本文基于流固耦合理论，对1200D343Y-25P三偏心金属密封蝶阀开展多物理场耦合力学分析。基于有限元方法建立三维数值模型，系统研究极端温度载荷与瞬态冲击压力耦合工况下阀体结构应力分布特性，重点考察密封副接触比压的非线性演变规律及蝶板组件动态强度响应。研究结果揭示了蝶阀在极限工况下的失效机理，为同类产品的结构优化与可靠性设计建立了系统的分析方法。

核级阀门对中法兰的密封性要求极为严格，多数阀门故障是由密封失效导致的，研制新型密封结构对阀门密封性的改善和核电运行的安全性具有重要意义。在传统设计中，阀盖、阀体之间保留有1～2 mm的压紧空间，阀门泄漏时可通过增大螺栓预紧力保持密封，但该方式易导致缠绕垫片压溃，易带来安全隐患。本文设计出一种不包含压紧空间的阀体、阀盖密封结构，基于ASME的相关标准，计算两种密封结构中的螺栓紧固力和密封结构压应力。结果表明，新型密封结构的受力更为均匀，垫片不易损坏，该新型结构相比于常规结构具有更好的力学性能。