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CAP1400主蒸汽安全阀是应用在我国自主设计的三代加核电站中,安全等级为核二级。本文利用有限元模拟和相应的实验方法对CAP1400主蒸汽安全阀的结构设计和应力校核进行研究,具体到主蒸汽安全阀的抗震分析设计、弹性阀瓣设计和应力校核；同时,采用Lms Testlab Signature Acquisition测试系统、传递函数法对主蒸汽安全阀的一阶固有频率进行测试,采用Alicona IFM G4型表面三维形貌仪对阀瓣密封面轮廓进行测量；最后,根据ASME BPVC III NC卷,对优化后的结构进行应力分类和校核,得到的主要结论如下：(1)阀体厚度、阀盖加强筋和阀杆刚度对安全阀一阶固有频率的影响小,弹簧质量和高度是影响一阶固有频率分主要因素,通过结构优化把主蒸汽安全阀样机的一阶固有频率从23.55 Hz提高到37.11 Hz,其中优化前样机的一阶固有频率23.55 Hz得到实验验证,并采用静力分析法对优化后的样机进行应力校核,满足抗震设计要求；(2)比较普通平面阀瓣和弹性阀瓣,揭示了弹性阀瓣在不同介质压力下的最高接触压力由密封面外侧转移到密封面内侧,回座冲击下弹性阀瓣的塑性变形发生在密封面外侧,然后比较不同弹性阀瓣,得出密封面外侧主要影响塑性变形大小(多次回座冲击的重复性)和密封面内侧主要影响密封性(介质压力接近90%整定压力)；最后设计出的弹性阀瓣在多次冲击之后,仍然能够在92%的介质压力下达到密封,其阀瓣密封面塑性变形趋势得到实验验证；(3)对优化结构的主蒸汽安全阀进行应力校核,采用有限元Abaqus分析设计载荷、运行载荷和地震载荷下的应力,分别对一次总体薄膜应力Pm、一次总体薄膜应力+一次弯曲应力P1+Pb和一次应力+二次应力Pm+Pb+Q进行校核,满足ASME Ⅲ NC卷标准。