弹簧式压力安全阀（Spring Loaded Pressure Safety Valve,SLPSV）是能源领域中的重要安全附件,是保障压力系统安全工作的最后一道屏障,被广泛应用于压力容器、管道以及重要执行器的超压保护中[1]。然而,在实际应用中,弹簧式安全阀常会面临阀盘卡阻、密封面破坏和弹簧疲劳等一系列的失效问题,这些问题严重地威胁着压力系统的工作性能和操作安全[2]。现有的研究认为弹簧式安全阀的“颤振”、“频跳”或“低频循环”等动态不稳定行为是导致这些阀门失效的主要原因[2]。为了探究这些动态不稳定行为的诱发机理和抑制策略,本文以具有典型结构的弹簧式安全阀及其所属的压力容器-管路-安全阀（Pressure Vessel-Piping-Safety Valve,PVPSV）系统为研究对象开展了实验和仿真研究,主要研究内容如下:（1）开展了弹簧式安全阀/压力系统的稳、动态特性实验研究。在安全阀的稳态特性实验研究中,探究了关键阀门参数对安全阀阀盘流体升力和阀门入口流量的影响规律,并发现了阀盘流体升力随着阀门开度的增加出现阶跃性变化的“升力不连续”现象;在压力系统的动态特性实验研究中,对不同阀门配置下压力系统的动态特性进行了测试,并基于测试结果分析了不同阀门设定压力和弹簧刚度配置对此动态特性的影响。（2）构建了用于弹簧式安全阀/压力系统稳、动态特性计算的CFD（Computational Fluid Dynamics）仿真模型。在弹簧式安全阀的稳态模型研究中,通过与实验结果对比,明确了 SST（Shear Stress Transport）k-w湍流模型和2-D轴对称网格是用于阀盘升力和入口流量计算的最优模型参数;并基于此最优模型的仿真结果,对实验研究中发现的安全阀阀盘“流体升力不连续”现象的机理进行了揭示;在压力系统动态模型的研究中,构建了基于动网格技术、UDF（User Defined Functions）技术和等效压力点理论的系统级仿真模型,并通过实验对其计算精度进行了验证。（3）建立了用于压力系统动态特性快速计算的系统级降阶模型。针对弹簧式安全阀/压力系统存在多参数、多维度、强耦合和非线性等特点,综合运用等效压力点技术、特征线理论和代理模型技术分别对压力系统中的压力容器、连接管路和弹簧式安全阀进行了模型的降阶研究。并以此为基础样本点的获取工具,结合代理模型技术,构建了用于压力系统动态响应快速计算的系统级降阶模型。（4）揭示了弹簧式安全阀/压力系统动态不稳定性的诱发机理,并提出了针对弹簧式安全阀/压力系统的优化设计方法。基于压力系统参数敏感性分析的结果和系统级CFD仿真计算模型,明确了“长连接管路导致的阀前压力不能快速恢复”和“大弹簧刚度下阀盘弹簧力和流体力之间的大幅交互作用”是弹簧式安全阀/压力系统动态不稳定性的主要诱因。为抑制弹簧式安全阀/压力系统的动态不稳定现象,提出了一种基于代理模型的压力系统优化设计方法,并进行了优化设计。经验证,优化后压力系统能够保持稳定,同时,弹簧式安全阀的启闭压差可降至2.77%。