其他循环的峰值时刻及峰值应力计算与冷态循环相似。

图2 阀体有限元模型

图3 阀体应力强度云图及提取应力路径
     表3 阀体材料物热参数

3.2 循环载荷谷值时刻的谷值应力计算

谷值时刻即阀门受到的内压最小，温度载荷最低的时刻。锅炉冷态启动循环载荷中阀体应力谷值时刻为无介质压力、最低工作温度及阀体内外壁无温度差。此时阀体谷值应力强度值为0。温态启动、热态启动、极热态启动、负荷阶跃启动过程的谷值时刻发生在最低启动压力时且阀体升温过程，按15℃温差计算。对有限元模型加载最低内压力和相应内外壁温度，进行温度与压力的藕合求解计算，计算得到各循环的谷值时刻时阀体的谷值应力。

4 应力变化范围及交变应力

根据计算结果，对阀体在各循环载荷作用下的应力强度值、应力强度变化范围和交变应力强度值整理计算(表4)。

由于在有限元计算时使用的是工作温度下的弹性模量，疲劳曲线使用的是常温下的弹性模量，所以对交变应力进行修正(表5)。

式中。

σa’—修正交变应力
      σa  —交变应力
      E0  —疲劳曲线中给出的弹性模量(E0=2.06×10⁵MPa)
      Et  —使用温度下的弹性模量(E1= 1.69×10⁵MPa)

5 疲劳损伤系数

根据修正后的交变应力强度查疲劳曲线，可以查到各交变应力对应的许用使用次数、实际使用次数与许用使用系数比值即是疲劳损伤系数，各循环的疲劳损伤系数累加可得到累计疲劳损伤系数。参照ASME标准，循环载荷累计损伤系数应<1。通过计算，可得到超(超)临界机组锅炉再热器主蒸汽闸阀阀体的疲劳损伤系数为0.091，所以抗疲劳性能合格。

6 结语

对超(超)临界火电机组用闸阀进行了循环载荷下的应力分析及疲劳损伤系数计算，计算结果表明，该阀门抗疲劳性能良好，符合工况条件的要求。