该型高压汽轮机主机设计采用定参数运行，即低工况时蒸汽参数与高工况一致。中间喷嘴阀箱蒸汽参数为蒸汽温度400℃左右，蒸汽压力大于5MPa。采用几只喷嘴阀和与相对应的几组喷嘴组及1只旁通阀的结构。高压汽轮机汽缸为铸焊结构，在汽缸上部焊有左、右及中间3只喷嘴室，中间喷嘴室与阀箱铸成一体。

中间喷嘴室安装1#、3#2只喷嘴阀，喷嘴室材质为铬钼合金。

装在隔板、静叶环或喷嘴室等静止部件上的叶片,其功能是使蒸汽的热能有效地转换为动能,并对汽流起导向作用。

检修某型高压汽轮机主机喷嘴阀时，发现前、后主机中间喷嘴室内腔底部各有1条裂纹。裂纹方向大体平行于两喷嘴阀中心连接，向后偏离阀座边缘约15mm，在喷嘴阀座面向立壁过渡的圆弧面上，前主机裂纹长约180mm，后主机裂纹长约220mm。

中央喷嘴裂纹产生的原因分析

1） 主机在低工况工作时使用了较高的设计蒸汽参数，在初始启动条件下，阀箱热应力加大，易诱发热疲劳损伤。

2） 由于阀箱铸钢件本身组织和结晶特点所限，可能存在不可避免的内部缺陷。

3） 主机使用强度大且启停频繁，尤其在紧急快速启动情况下易强化疲劳热应力。

中央喷嘴裂纹产生后的强度分析

如果裂纹的深度小于10mm，进行有限元理论分析静强度计算，即仅对阀箱内表面施加工作压力，计算所得的应力值只是由内表面压力引起。本计算在模型出现裂纹处的缸壁上打磨掉10mm，并对剩余厚度结构进行静强度计算。

1） 建立数学模型。

喷嘴阀箱为左右对称结构，计算时的几何模型为喷嘴阀箱的一半。划分网络采用四面体单元，对于结构突变的位置进行了细分，并把模型的内壁去掉10mm。网络模型划分了8万个左右单元。

2） 边界条件给定。

本模型计算所采用的约束设在本阀箱与汽缸连接的焊接处，3个自由度都进行约束，中间对称结构面采用垂直对称面的自由度进行约束。所加载荷仅为阀箱内表面施加的压力，计算时并没有加载温度场以及没有考虑管道推力和调节部套的重量。

3） 计算和计算结果。

通过计算，得到打磨处中间位置应力最大，最大应力大小为58.184MPa。裂纹处打磨去10mm后剩余厚度部分的强度可以满足使用要求，可不做进一步处理。如果裂纹深度超出10mm，则强度不够，采用补焊办法来处理，补焊过程中可能会引起阀座等部位变形，影响到阀座密封，所以焊后应复查阀头、阀座研磨封线的密封情况，如果有变形需要重新研磨密封线，保证喷嘴阀的密封性。