專利名稱：由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)k1類電纜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，屬于核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
反應(yīng)堆中使用的安全級(jí)Kl類電纜，其不僅要能夠耐受長(zhǎng)期輻照、腐蝕、高溫和老化，還應(yīng)保證正常運(yùn)行條件下和各種事故エ況(如地震、L0CA)的電氣性能。CN 101964222A號(hào)專利“核反應(yīng)堆用IE級(jí)Kl類控制電纜”公開了ー種電纜結(jié)構(gòu)，該電纜可以滿足壽命期內(nèi)累計(jì)輻照劑量I。IxlO7Gy的要求，但存在以下問題該貫穿件采用的絕緣為聚醚醚酮有機(jī)材料，抗輻照能力有ー個(gè)限度，耐高溫最高只能達(dá)到250°C，也不滿足更高溫度的要求。國(guó)內(nèi)其他電纜制造廠家的電纜均采用其他有機(jī)材料(如無鹵阻燃交聯(lián)聚こ烯或こ丙橡膠)作為安全級(jí)電纜絕緣及護(hù)套材料，也存在以上問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，改變已有電纜的結(jié)構(gòu)和使用的材料，使其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，以用于反應(yīng)堆中，或用于其它需要耐輻照、抗老化、耐腐蝕、耐高溫、抗震動(dòng)環(huán)境條件下，并提高其抗老化性能。本發(fā)明提出的由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，由金屬護(hù)套管、多根導(dǎo)線和絕緣瓷管組成；所述的多根導(dǎo)線置于金屬護(hù)套管內(nèi)，并從金屬護(hù)套管中伸出，金屬護(hù)套管內(nèi)的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣介質(zhì)，金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣瓷板，伸出金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線表面涂有陶瓷絕緣涂料，并套有絕緣瓷管；其中所述的絕緣瓷管的成分為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁中的ー種，所述的密封絕緣介質(zhì)為三氧化ニ鋁或氧化鎂，所述的密封絕緣瓷板為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁。本發(fā)明提出的由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，其優(yōu)點(diǎn)是I、本發(fā)明的電纜中，由于采用Al2O3或MgO粉和陶瓷作為內(nèi)外絕緣材料，因此有效地避免了有機(jī)材料的高溫、輻照下老化的問題，延長(zhǎng)了電纜的使用壽命。2、本發(fā)明的電纜中，密封采用Al2O3或MgO粉壓實(shí)，并采用陶瓷與金屬封接的結(jié)構(gòu)型式，徹底解決了既滿足絕緣與密封要求，絕緣體又不會(huì)受潮的問題，保證了電纜的工作穩(wěn)定性和可靠性。3、本發(fā)明提出的由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，可以作為反應(yīng)堆中Ki級(jí)控制電纜、同軸電纜、電カ電纜或熱電偶。4、本發(fā)明提出的由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜中，導(dǎo)線以外的其他部件，都采用了陶瓷和金屬材料，因此整個(gè)電纜具有極好的耐輻照、抗老化(大于60年)、耐強(qiáng)酸腐蝕(如硼酸)、耐高溫(可達(dá)1000°C以上)、抗地震等特點(diǎn)，使電纜適用于需要耐輻照、抗老化、耐腐蝕、耐高溫、抗震動(dòng)等多種環(huán)境。


圖I是本發(fā)明提出的一種陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜的結(jié)構(gòu)示意圖。圖I中，I是金屬護(hù)套管，2是密封絕緣介質(zhì)，3是密封絕緣瓷板，4是導(dǎo)線，5是絕緣瓷管，6是陶瓷絕緣涂料。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出的由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，其結(jié)構(gòu)如圖I所示，包括導(dǎo)體組件的結(jié)構(gòu)如圖I中所示，由金屬護(hù)套管I、多根導(dǎo)線4和絕緣瓷管5組成。多根導(dǎo)線4置于金屬護(hù)套管I內(nèi)，并從金屬護(hù)套管I中伸出，金屬護(hù)套管I內(nèi)的導(dǎo)線4之間設(shè)有密封絕緣介質(zhì)2，金屬護(hù)套管I端部的導(dǎo)線4之間設(shè)有密封絕緣瓷板3，伸出金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線4的表面涂有陶瓷絕緣涂料6，并套有絕緣瓷管5。上述電纜中，所述的絕緣瓷管的成分為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁中的ー種，所述的密封絕緣介質(zhì)為三氧化ニ鋁或氧化鎂，所述的密封絕緣瓷板為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁。如圖I所示，電纜的密封絕緣介質(zhì)⑵預(yù)先燒結(jié)為ト19或更多的孔數(shù)和一定尺寸的瓷柱，然后將瓷柱ー個(gè)個(gè)穿在導(dǎo)線(4)上，再置于金屬護(hù)套管(I)內(nèi)。將組裝好的導(dǎo)體組件經(jīng)反復(fù)冷拔并退火后，制成所需要的長(zhǎng)度和尺寸。密封絕緣介質(zhì)(2)密實(shí)地填充在金屬護(hù)套管(I)內(nèi)，起到絕緣與密封的作用；為防止Al2O3或MgO(2)受潮，在電纜兩端以密封絕緣瓷板(3)與導(dǎo)體(4)和金屬護(hù)套管(I)進(jìn)行封接。本發(fā)明提出的電纜，由金屬護(hù)套管、導(dǎo)體和多孔瓷柱按事先計(jì)算好的尺寸裝配好后，在一定溫度下(不小于100°c )，經(jīng)反復(fù)拉拔和退火エ序后，達(dá)到需要的截面積，長(zhǎng)度可以達(dá)到50-600m。為滿足導(dǎo)線彎曲半徑和絕緣要求，位于金屬護(hù)套管外的導(dǎo)體裸露部分用具有一定長(zhǎng)度和直徑的多個(gè)絕緣瓷管套裝，并可在貫穿件組裝完成后在現(xiàn)場(chǎng)刷涂無機(jī)陶瓷涂料。額定電壓可達(dá)500V-750V，一分鐘耐壓為2000V ;芯數(shù)為1_19芯，導(dǎo)體截面積l-400mm2 ；長(zhǎng)期工作溫度可達(dá)200°C -1000°C。經(jīng)反復(fù)拉拔后氧化鎂粉或Al2O3粉在金屬護(hù)套管內(nèi)達(dá)到足夠的密實(shí)程度，起到密封氣體從護(hù)套管一段向另一端管泄漏的作用。本發(fā)明提出的電纜的絕緣和密封材料為陶瓷無機(jī)材料，例如Al3O2或MgO，護(hù)套管為不銹鋼、可伐、鎢鑰材料、鎳基材料或它們的復(fù)合體，導(dǎo)體材料為純銅、可伐、鎳基材料、銅合金、鐵等，其中的鎳基材料可以為蒙乃爾400。密封結(jié)構(gòu)為陶瓷粉壓實(shí)密封及金屬與陶瓷的封接。陶瓷絕緣涂料的產(chǎn)品型號(hào)為ZS-1091，由北京志盛威華科技有限公司生產(chǎn)。由于本發(fā)明的電纜中，絕緣和密封部件采用的材料均為陶瓷和金屬，具有良好的耐輻照、抗老化、耐腐蝕、耐高溫、抗震動(dòng)特點(diǎn)，并具有制造簡(jiǎn)單、成本低、使用壽命周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。電纜可以是Kl級(jí)控制電纜、同軸電纜、動(dòng)カ電纜或熱電偶。
權(quán)利要求
1.ー種由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)Kl類電纜，其特征在于該電纜由金屬護(hù)套管、多根導(dǎo)線和絕緣瓷管組成；所述的多根導(dǎo)線置于金屬護(hù)套管內(nèi)，并從金屬護(hù)套管中伸出，金屬護(hù)套管內(nèi)的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣介質(zhì)，金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣瓷板，伸出金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線表面涂有陶瓷絕緣涂料，并套有絕緣瓷管；其中所述的絕緣瓷管的成分為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁中的ー種，所述的密封絕緣介質(zhì)為三氧化ニ鋁或氧化鎂，所述的密封絕緣瓷板為碳化硅、氮化硅或三氧化ニ鋁。
2.如權(quán)利要求I所述的電纜，其特征在于其中所述的護(hù)套管為不銹鋼、可伐、鎢鑰材料或鎳基材料中的任意ー種，或它們的復(fù)合體。
3.如權(quán)利要求I所述的電纜，其特征在于其中所述的導(dǎo)線的材料為純銅、可伐、鎳基材料、銅合金或鐵中的任何ー種，或它們的復(fù)合體。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種由陶瓷與金屬封接的用于核反應(yīng)堆中的安全級(jí)K1類電纜，屬于核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域。電纜由金屬護(hù)套管、多根導(dǎo)線和絕緣瓷管組成。多根導(dǎo)線置于金屬護(hù)套管內(nèi)，金屬護(hù)套管內(nèi)的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣介質(zhì)，金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線之間設(shè)有密封絕緣瓷板，伸出金屬護(hù)套管端部的導(dǎo)線表面涂有陶瓷絕緣涂料，并套有絕緣瓷管。本發(fā)明的電纜具有良好的耐輻照、抗老化、耐腐蝕、耐高溫、抗震動(dòng)等特點(diǎn)，并具有制造簡(jiǎn)單、成本低、使用壽命周期長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01B7/28GK102629504SQ20121011017
公開日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月13日
發(fā)明者王其愷, 石琦 申請(qǐng)人:中核能源科技有限公司