本文根据多级降压消声器的结构特点及其工程设计理论，以消声器各级几何参数为边界条件，建立目标函数和约束条件，利用复合形优化算法，对之建立了优化设计的数学模型。利用此方法对多级降压消声器的结构尺寸进行优化设计。将优化所得参数进行检验，其消声性能令人满意。

核电站主给水气动调节阀作为主给水系统的重要阀门,是核电机组的关键设备之一。介绍了主给水气动调节阀的技术要求,结合阀门的功能要求,解决了高压差、高调节精度、高稳定性、高使用寿命等设计难点,并通过试验验证了产品设计的合理性,为气动调节阀的设计及试验验证提供了思路和经验。

凝结水气动主调节阀在使用过程中,空化系数较低,易产生空化现象,造成阀门振动且内件损坏。为避免凝结水气动主调节阀在较低空化系数时产生大面积的空化现象,需设计出合理的多级降压结构防止阀门内部产生大面的空化。为解决该问题,阀门拟采用分段三级孔式套筒结构的阀门节流组件。为验证其防空化效果,采用对比验证的方式,通过Fluent对单级套筒阀门和分段式三级套筒阀门做流体仿真模拟实验,对比其空化产生的汽相体积、质量。结果发现,在同种工况条件下,分段三级套筒阀门所产生的汽相质量、体积远小于单级套筒阀门空化所产生汽相的质量、体积,因此判定,分段三级的多孔式调节阀针对此种工况,有较好的防空化效果。

为减轻调节阀的空化现象,以延长使用寿命,在已有研究所得到的多级降压结构基础上,对多级降压调节阀的阀芯结构进行改进。利用Fluent空化模型对不同阀芯结构下的多级降压调节阀进行数值模拟,分析其在相同压力工况下的流量系数和防空化性能,优选出最佳阀芯结构。结果表明:两种阀芯结构下的多级降压调节阀均符合等百分比流量特性;第2种阀芯结构下的调节阀流通能力更强,且产生空化现象时的临界压差更大,证明第2种多级降压阀芯结构更能改善阀门的空化现象。

针对高压调节阀使用寿命偏低的问题,以串联型的多级降压结构为基础,提出一种优化的高压差调节阀结构。采用ANSYS Fluent对阀门内部的汽蚀现象进行仿真研究,得出静压、速度、气相体积分数等一系列数据,并讨论多级降压结构对阀门性能的影响。结果表明:阀门处于小开度下,容易产生汽蚀,汽蚀部位主要位于节流孔的阀芯与阀座处;相同工况下,优化后的调节阀能够有效抵抗气蚀,从而提高阀门的使用寿命。