本發(fā)明屬于地下核電站安全殼系統(tǒng)設計技術，具體地指一種地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)。

背景技術：

地下核電站將帶放射性的核島及輔助廠房深埋在地下，可以有效防止嚴重事故中大量放射性物質向環(huán)境泄漏，增加核電安全性。嚴重事故中，安全殼起著包容放射性物質、防止放射性物質向外泄漏的作用。電氣貫穿件貫穿安全殼結構，是保障核島安全的重要安全裝置，它在保證反應堆安全殼結構完整性的同時為安全殼內的設備提供各種電氣通路。

密封性能是影響電氣貫穿件功效及其安全性的主要因素，其中，國標GB/T 25837-2010規(guī)定，電氣貫穿件在設計壓力下對干燥氮氣的最大氣體泄漏不得大于10^-2stdcm³/s。現(xiàn)有貫穿件技術均從反應堆正常運行時的密封性能、機械強度、電氣性能以及生物屏蔽性能(如中國專利：具有輻射屏蔽結構的電氣貫穿件，申請?zhí)枺?00810147786.4，中國專利：反應堆安全殼高壓電氣貫穿件，申請?zhí)枺?00620137309.6)等方面進行設計，但卻沒有針對嚴重事故下電氣貫穿件的密封性的設計。嚴重事故下，現(xiàn)有安全殼電氣貫穿件設計很可能造成密封失效，放射性物質泄漏的風險?，F(xiàn)有的常規(guī)安全殼貫穿件的結構如圖1所示，貫穿件2穿過安全殼1的殼壁，電纜導線7設置于電纜導管中，電纜導管設置于貫穿件中2，通過支撐板4支撐，貫穿件2兩端通過貫穿件密封6進行密封。如日本福島事故中，反應堆外殼結構的溫度至少為250℃，遠遠超過正常運行的溫度60℃，而壓力也遠遠超出設計值。極高的溫度和壓力值造成了環(huán)氧樹脂材質的貫穿件密封6失靈，并導致易燃的氫氣泄漏，從而引發(fā)系列爆炸和最終局面失控。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的缺陷，提出一種地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)，既能通過液封確保電氣貫穿件的密封性，還可以通過液壓平衡維持嚴重事故工況下電氣貫穿件兩側的壓力平衡，維持長期密封性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設計的一種地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)，包括分別位于安全殼內外兩側的內側貯液箱、外側貯液箱和貫穿安全殼的貫穿件、貫穿件U型管，所述內側貯液箱與外側貯液箱內注入密封液，所述貫穿件的兩端分別與內側貯液箱、外側貯液箱密封焊接，所述貫穿件U型管位于貫穿件與內側貯液箱和外側貯液箱形成的封閉空間中，所述貫穿件U型管的中部與貫穿件密封焊接、兩端分別沒入內側貯液箱、外側貯液箱內的密封液中；所述貫穿件U型管中設置有電纜導管，所述電纜導管中設有電纜導線，所述電纜導管的兩端分別通過貫穿件密封密封于貫穿件U型管內。

進一步地，還包括液壓平衡系統(tǒng)，所述液壓平衡系統(tǒng)包括監(jiān)測探頭、監(jiān)控臺、電動閥門、隔離閥以及液壓平衡管，所述監(jiān)測探頭的輸出端與監(jiān)控臺連接，所述監(jiān)控臺的輸出端與電動閥門的控制端連接，所述外側貯液箱的頂部依次通過電動閥門、隔離閥和液壓平衡管與核電站的地面水池連通。監(jiān)測探頭采集貫穿件內的密封情況，當密封失效時，控制電動閥門開啟，引入地面水池的水，保持外側貯液箱內壓力平衡。

更進一步地，所述監(jiān)測探頭設置于位于外側貯液箱端的貫穿件U型管內的貫穿件密封的外側。監(jiān)測探頭通過監(jiān)測貫穿件密封是否失效發(fā)送信號。

更進一步地，所述貫穿件U型管內設置有至少一組豎直方向的支撐板，所述電纜導管穿過支撐板。支撐板用于支撐貫穿件U型管內的電纜導管。

更進一步地，所述內側貯液箱與外側貯液箱的外壁分別設有引出法蘭，所述電纜導線從引出法蘭引出。引出法蘭是貫穿件系統(tǒng)最外層的密封設施。

更進一步地，所述內側貯液箱與外側貯液箱上均設置注液閥和排液閥，所述注液閥的位置高于排液閥，且高于密封液的液面。注液閥用于注入密封液，排液閥用于排除過量的密封液。

更進一步地，所述密封液為高燃點的絕緣、非腐蝕性液體，如絕緣油、變壓器油等。

更進一步地，所述電動閥門為兩組，為防止一組電動閥門失效的安全設置。

本發(fā)明利用地下核電站的布置優(yōu)勢，結合地面水池設置地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)，不僅應用常規(guī)的貫穿件密封手段，還利用貫穿件U型管和兩側的貯液箱實現(xiàn)貫穿件的液封，確保電氣貫穿件的密封性。此外，還通過液壓平衡維持嚴重事故工況下電氣貫穿件兩側的壓力平衡，維持長期密封性。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有核電站安全殼電氣貫穿件的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明一種地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)的結構示意圖。

圖中：安全殼1，貫穿件2，貫穿件U型管3，支撐板4，電纜導管5，貫穿件密封6，電纜導線7，引出法蘭8，內側貯液箱9，外側貯液箱10，注液閥11，排液閥12，密封液13，監(jiān)測探頭14，監(jiān)控臺15，電動閥門16，隔離閥17，液壓平衡管18，地面水池19。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述，但該實施例不應理解為對本發(fā)明的限制。

本發(fā)明一種地下核電站液封電氣貫穿件系統(tǒng)如圖2所示，包括分別位于安全殼1內外兩側的內側貯液箱9、外側貯液箱10和貫穿安全殼1的貫穿件2、貫穿件U型管3。內側貯液箱9與外側貯液箱10內注入密封液13。密封液13為高燃點的絕緣、非腐蝕性液體，如絕緣油、變壓器油等。內側貯液箱9與外側貯液箱10上均設置注液閥11和排液閥12，注液閥11的位置高于排液閥12，且高于密封液13的液面。

貫穿件2的兩端分別與內側貯液箱9、外側貯液箱10密封焊接，貫穿件U型管3位于貫穿件2與內側貯液箱9和外側貯液箱10形成的封閉空間中，貫穿件U型管3的中部與貫穿件2密封焊接、兩端分別沒入內側貯液箱9、外側貯液箱10內的密封液13中。貫穿件U型管3中設置有電纜導管5，貫穿件U型管3內設置有至少一組豎直方向的支撐板4，電纜導管5穿過支撐板4。電纜導管5中設有電纜導線7，電纜導管5的兩端分別通過貫穿件密封6密封于貫穿件U型管3內。內側貯液箱9與外側貯液箱10的外壁分別設有引出法蘭8，電纜導線7從引出法蘭8引出。

本系統(tǒng)還包括液壓平衡系統(tǒng)，液壓平衡系統(tǒng)包括監(jiān)測探頭14、監(jiān)控臺15、兩組電動閥門16、隔離閥17以及液壓平衡管18。監(jiān)測探頭14設置于位于外側貯液箱10端的貫穿件U型管3內的貫穿件密封6的外側。監(jiān)測探頭14的輸出端與監(jiān)控臺15連接，監(jiān)控臺15的輸出端與兩組電動閥門16的控制端連接，外側貯液箱10的頂部依次通過兩組電動閥門16、隔離閥17和液壓平衡管18與核電站的地面水池19連通。

正常運行時，設置在貫穿件U型管3內兩端的貫穿件密封6即可實現(xiàn)貫穿件2的密封及隔離。此外，還通過貫穿件2兩側的內側貯液箱9和外側貯液箱10充入密封液13，密封液13在貫穿件U型管3兩端處形成液體密封，加強整個貫穿件2密封性能，內側貯液箱9和外側貯液箱10上設置的引出法蘭8也同時可起到密封效果。

在嚴重事故等極端情況下，安全殼1內側的引出法蘭8和貫穿件密封6起到多重密封的作用，隨著安全殼1內壓力的增加，若內側貯液箱9的引出法蘭8密封失效，在安全殼1內壓力作用下，貫穿件U型管3內密封的一段空氣會被壓縮，緩沖貫穿件2密封性，若壓力進一步升高，破壞貫穿件U型管3內兩端的貫穿件密封6，監(jiān)測探頭14監(jiān)測到貫穿件U型管3被連通，通過監(jiān)控臺15向電動閥門16釋放開啟信號，引入外接地面水池19，通過液壓平衡管18向外側貯液箱10加壓，以液壓水柱的形式平衡安全殼1內的壓力，實現(xiàn)貫穿件2的動態(tài)密封。在整個事故過程中，都能通過在貫穿件U型管3中密封一段空氣達到阻隔安全殼1內放射性物質向外泄漏的目的，最終維持嚴重事故時安全殼1完整性。嚴重事故末期，當安全殼1內壓力下降后，通過貯液箱上的排液閥12排出過量的密封液13。本發(fā)明既能通過液封確保電氣貫穿件的密封性，還可以通過液壓平衡維持嚴重事故工況下電氣貫穿件兩側的壓力平衡，維持長期密封性。

其它未詳細說明的部分均為現(xiàn)有技術。本發(fā)明并不嚴格地局限于上述實施例。