超高温阀的工作介质极限温度可至1000℃,但其电气转换装置对超高温度场较为敏感,保证电气转换装置在正常温度范围内有效工作是超高温阀设计过程中必须解决的难题。为了解决此问题,提出了超高温阀冷却匹配与调节一体化设计方案,以先导驱动的工质作为冷却剂对电气转换装置进行热防护,利用有限元软件建立超高温阀电气转换装置仿真模型,分析冷却剂在不同流量工况下超高温阀电气转换装置的热力学特性,保证超高温阀电气转化装置在正常温度范围内有效工作。

某超高温阀控制部件内含有线圈部分,而国内目前绕制线圈的漆包线一般耐温不大于200℃。因此为保证在300℃环境下正常工作,线圈部位设计了冷却结构。采用有限元仿真软件Fluent来优化冷却结构,并进行了试验验证。研究结果表明:在流阻一定的情况下,入口流量与入口压力无关,影响入口流量的主要因素是阻尼孔的大小;阻尼孔由2.5 mm增加到3.5 mm时,入口流量增加了1.32 L/min(阻尼孔为2.5 mm时,流量为3.16 L/min);阻尼孔为3.5 mm时,仿真误差为9.3%,与试验数据基本一致。