專利名稱:高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于一種電氣貫穿件，具體涉及一種能滿足承壓、耐熱老化、耐輻照老 化以及良好的電氣性能和密封性能要求，安裝在高溫氣冷堆一回路設(shè)備殼體上，用于電纜 貫穿一回路設(shè)備鋼制殼體的專用電氣設(shè)備。
背景技術(shù)：
高溫氣冷堆設(shè)有三道防止堆芯放射性物質(zhì)外泄的實體安全屏障第一道屏障是全 陶瓷型包覆顆粒燃料元件；第二道屏障是一回路壓力邊界，由反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器 承壓殼和熱氣導(dǎo)管承壓殼組成；第三道屏障是由一回路艙室、氦凈化系統(tǒng)艙室、燃料裝卸系 統(tǒng)等艙室構(gòu)成的包容體構(gòu)筑物。
高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件是安裝在第二道安全屏障上的IE級電氣設(shè)備，其 用途是在正常和事故工況下，保證安全屏障內(nèi)用電設(shè)備的電氣連續(xù)性，并維持反應(yīng)堆一回 路壓力邊界的完整性，防止一回路冷卻劑(氦氣)以及其它放射性物質(zhì)外泄。
目前，電氣貫穿裝置有整體結(jié)構(gòu)和組件結(jié)構(gòu)兩種形式。采用整體結(jié)構(gòu)形式，電氣貫 穿件的通用性差，不可拆卸和更換，檢修困難；采用組件結(jié)構(gòu)形式，可達(dá)到導(dǎo)體組件方便地 拆卸和更換，便于工程設(shè)計的變更，減少了電氣貫穿件的日常維護(hù)費用和采購成本。因此， 組件式電氣貫穿件結(jié)構(gòu)得到大量的采用。如中國專利ZL200520107527.0公開的“反應(yīng)堆 安全殼低壓電氣貫穿件”和ZL200620137310. 9公開的“反應(yīng)堆安全殼低壓電氣貫穿件”均 采用的是組件式結(jié)構(gòu)。但上述專利和現(xiàn)有電氣貫穿件主要是針對壓水堆核電站研制的，現(xiàn) 有電氣貫穿件采用現(xiàn)場焊接的形式與安全殼預(yù)埋套管連接，而高溫氣冷堆若延用這種連接 形式，則會對一回路設(shè)備殼體造成較大損害，現(xiàn)場焊接產(chǎn)生的焊渣也不便于清除；現(xiàn)有電氣 貫穿件壓力監(jiān)測組件安裝在電氣貫穿件筒體組件一側(cè)的端板上，可監(jiān)測筒體內(nèi)部壓力的變 化，而無法實現(xiàn)對法蘭密封圈位置的泄露監(jiān)測。因而，現(xiàn)有的電氣貫穿件不能滿足高溫氣冷 堆對電氣貫穿件的安裝接口要求和高溫氣冷堆一回路環(huán)境條件下的電纜貫穿設(shè)備殼體的 情況。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的發(fā)明目的在于提供一種高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件。該電氣貫 穿件適用于高溫氣冷堆一回路環(huán)境條件，并滿足耐壓、耐輻照老化、耐熱老化、耐火、氣密以 及抗震等特殊要求。
本實用新型的技術(shù)方案如下
—種高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，由貫穿件本體、殼內(nèi)接線箱、殼外接線箱三者 組成，其特征在于
所述貫穿件本體，包括筒體、置于筒體內(nèi)的導(dǎo)體組件、裝有壓力監(jiān)測組件套裝于所 述導(dǎo)體組件一端的端板法蘭、以及套裝于所述導(dǎo)體組件另一端的端板，其中筒體的兩端分 別與端板法蘭及端板焊接形成一體。[0009]所述筒體，套插在一回路設(shè)奮貫穿套管的管體內(nèi)，通過套裝在該套管外面的一回 路設(shè)備法蘭，實現(xiàn)與端板法蘭的螺栓緊固連接；在所述端板法蘭的基體上開有氣壓通道，該 通道頂部端口與壓力監(jiān)測組件的引壓管連通，該通道底部有細(xì)小的氣體通道與筒體連通； 在氣壓通道的中部，橫向開有一道穿透端板法蘭壁面、被一回路設(shè)備法蘭所封閉的微小氣 腔；在端板法蘭微小氣腔端口的上、下部位，設(shè)置有防止微小氣腔泄漏的雙道金屬密封圈， 實現(xiàn)端板法蘭與一回路設(shè)備法蘭之間的防泄漏密封。
所述貫穿件本體，有低壓貫穿件本體與中壓貫穿件本體兩種，組成貫穿件本體的 各主要部件之間采用可拆卸連接。
其中低壓電氣貫穿件本體，包括筒體、置于筒體內(nèi)的低壓導(dǎo)體組件、裝有壓力監(jiān)測 組件套裝于所述低壓導(dǎo)體組件一端的端板法蘭、以及套裝于所述低壓導(dǎo)體組件另一端的端 板，所述筒體的兩端分別與端板法蘭及端板焊接形成一體。
其中中壓電氣貫穿件本體，包括筒體、置于筒體內(nèi)的中壓導(dǎo)體組件、裝有壓力監(jiān)測 組件套裝于所述中壓導(dǎo)體組件一端的端板法蘭、以及套裝于所述中壓導(dǎo)體組件另一端的端 板，其中筒體的兩端分別與端板法蘭及端板焊接形成一體。
所述低壓導(dǎo)體組件，其伸出端板法蘭和端板的兩端，通過金屬卡套及配合的卡套 壓緊螺母被固定，并實現(xiàn)與端板法蘭和端板的密封。
所述中壓導(dǎo)體組件，其伸出端板法蘭和端板的兩端，通過與端板法蘭及端板用螺 栓固定的法蘭，及套裝在該導(dǎo)體組件兩端的密封圈，配合導(dǎo)體組件兩端上的陶瓷絕緣子及 壓緊螺母，實現(xiàn)與端板法蘭及端板的固定與端部密封。
所述低壓導(dǎo)體組件，其外表面制有多道環(huán)形溝槽，便于導(dǎo)體組件的拆卸和安裝。
所述中壓導(dǎo)體組件，由多層中壓電力熱縮套管組成其絕緣層，并在絕緣層外設(shè)置 定位襯套和支撐件。
所述殼內(nèi)與殼外接線箱，與貫穿件本體采用整體式連接，即將殼內(nèi)與殼外接線箱， 安裝在貫穿件本體的筒體兩側(cè)的端板及端板法蘭上。
所述殼內(nèi)與殼外接線箱，與貫穿件本體采用分體式連接，即通過軟金屬波紋管將 導(dǎo)體組件引入空間充裕的位置接裝接線箱，在接線箱組件內(nèi)完成導(dǎo)體組件的接線。
本實用新型的效果在于由于采用雙道金屬密封圈，通過螺栓螺母組件提供密封 壓力實現(xiàn)端板法蘭對一回路設(shè)備法蘭的密封，使電氣貫穿裝置具有良好的密封性能，且便 于上述部件的拆卸和更換；通過壓緊卡套螺母提供密封壓力分別實現(xiàn)了低壓導(dǎo)體組件對端 板和端板法蘭的密封以及壓力監(jiān)測組件對端板法蘭的密封；采用核級壓接套件或接線線夾 或圓形套管與電纜連接，接頭外部通過核級熱縮套管絕緣來實現(xiàn)導(dǎo)體的引出以及與外部電 纜的連接，使電氣貫穿件導(dǎo)體接續(xù)方便、電氣性能可靠；接線箱結(jié)構(gòu)緊湊，使得接線箱組件 既可以在貫穿件端板或端板法蘭上的安裝，又可以采用接線箱與貫穿件主體分離的分體式 結(jié)構(gòu)形式，適合在高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件安裝空間有限的空間完成安裝。本發(fā)明的 電氣貫穿裝置結(jié)構(gòu)簡單、密封的可靠性能高，符合電氣貫穿件壓力邊界的完整性，滿足高溫 氣冷堆一回路電纜貫穿設(shè)備殼體的專用電氣設(shè)備要求。


圖1是本實用新型高溫氣冷堆一回路低壓電氣貫穿件結(jié)構(gòu)示意圖。[0021]圖2是本實用新型高溫氣冷堆一回路中壓電氣貫穿件結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實用新型高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件端板法蘭與一回路設(shè)備貫穿套 管法蘭密封的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中1.導(dǎo)體；2.端板法蘭；3.壓力監(jiān)測組件；4. 一回路設(shè)備法蘭；5. —回路設(shè) 備貫穿套管；6.筒體；7.殼內(nèi)接線箱；8.端板；9.低壓導(dǎo)體組件；10.殼外接線箱；11.中 壓導(dǎo)體組件；12.陶瓷絕緣子；13.接線線夾；14.引壓管；15.氣壓通道；16.雙道金屬密 封圈；17.金屬卡套；18.低壓導(dǎo)體組件密封用壓緊螺母；19.連接固定端板法蘭與一回路 設(shè)備法蘭的螺栓螺母組件；20.連通氣壓通道與筒體的細(xì)小氣體通道；21.設(shè)置在端板法蘭 腔體內(nèi)與氣壓通道連通的微小氣腔；22.通過螺栓分別固定在端板法蘭與端板上的密封法 蘭。23.陶瓷絕緣子密封用壓緊螺母。
具體實施方式
如圖1、圖2所示，本實用新型的電氣貫穿件，由貫穿件本體和接線箱組件組成。貫 穿件本體是由筒體6、置于筒體6內(nèi)的導(dǎo)體組件、裝有壓力監(jiān)測組件3套裝于導(dǎo)體組件一端 的端板法蘭2、以及套裝于導(dǎo)體組件另一端的端板8，通過筒體6的兩端與端板法蘭2及端 板8焊接而成的一個密閉的承壓容器，壓力監(jiān)測組件3與端板法蘭2之間、導(dǎo)體組件與端板 法蘭2以及端板8之間均采用可拆卸連接。接線箱組件由殼內(nèi)接線箱7和殼外接線箱10 組成。
導(dǎo)體1采用核級壓接套件或接線線夾13或圓形套管與電纜連接，接頭外部通過核 級熱縮套管絕緣來實現(xiàn)導(dǎo)體的引出以及與外部電纜的連接。導(dǎo)體組件內(nèi)的導(dǎo)體無任何電氣 接續(xù)，保證了電氣性能的可靠性。
根據(jù)導(dǎo)體電性能參數(shù)的不同，導(dǎo)體組件有兩種類型，分別為低壓導(dǎo)體組件9和中 壓導(dǎo)體組件11。高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，可由低壓導(dǎo)體組件9、相應(yīng)的筒體6、壓力監(jiān) 測組件3、端板法蘭2和端板8構(gòu)成低壓電氣貫穿件的本體部分；由中壓導(dǎo)體組件11、相應(yīng) 的筒體6、壓力監(jiān)測組件3、端板法蘭2和端板8構(gòu)成中壓電氣貫穿件的本體部分。
所述筒體6，套插在一回路設(shè)奮貫穿套管5的管體內(nèi)，通過套裝在該套管5外面的 一回路設(shè)備法蘭4，實現(xiàn)與端板法蘭2的螺栓緊固連接；筒體6與端板8及端板法蘭2焊接 一體，端板法蘭2、端板8與筒體6 —起構(gòu)成諸多導(dǎo)體組件的機(jī)械支撐件。
在端板法蘭2的基體上開有氣壓通道15，其頂部端口與壓力監(jiān)測組件3的引壓管 14連通，通道15底部有細(xì)小的氣體通道20與筒體6連通；氣壓通道15的中部，橫向開有 一道穿透端板法蘭2壁面、被一回路設(shè)備法蘭4所封閉的微小氣腔21 ；在端板法蘭微小氣 腔21端口的上、下部位，設(shè)置有防止微小氣腔21泄漏的雙道金屬密封圈16，實現(xiàn)端板法蘭 2與一回路設(shè)備法蘭4之間的防泄漏密封。
通過壓力監(jiān)測組件3的引壓管14，由外部氣源沖入一定壓力的氮氣(或其他惰性 氣體)，使工作壓力必須小于反應(yīng)堆一回路設(shè)備殼體內(nèi)部壓力，且大于反應(yīng)堆一回路設(shè)備殼 體的外部壓力，壓力監(jiān)測組件3通過氣壓通道15及微小氣腔21監(jiān)測電氣貫穿件筒體內(nèi)壓 力值的變化，通過壓力值的變化判斷電氣貫穿件自身和電氣貫穿件與一回路設(shè)備殼體連接 處的潛在泄漏；而雙道金屬密封圈16保證了高溫氣冷堆一回路設(shè)備殼體壓力邊界的完整 性和可靠密封，防止一回路冷卻劑(氦氣)以及其它放射性物質(zhì)外泄。[0030]壓力監(jiān)測組件3安裝在端板法蘭2上，用金屬卡套或金屬“C”圈或金屬“0”圈密 封，并通過引壓管14與端板法蘭2的氣壓通道15連通。
低壓導(dǎo)體組件9由保護(hù)套管和聚砜、或聚酰亞胺、或聚醚醚酮、或聚醚砜密封模 塊，一根或多根聚砜、或聚酰亞胺、或聚醚醚酮、或聚醚砜絕緣包覆的導(dǎo)體1，采用連續(xù)均衡 擠壓工藝實現(xiàn)導(dǎo)體組件的密封，組成一個完整的導(dǎo)體組件，其外表面有多道環(huán)形溝槽，便于 導(dǎo)體組件的拆卸和安裝。低壓導(dǎo)體組件9可有多個，每個導(dǎo)體組件通過金屬卡套17與端板 8和端板法蘭2密封，并通過卡套壓緊螺母18將其固定到兩側(cè)的端板8和端板法蘭2上，從 而實現(xiàn)每個導(dǎo)體組件孔道在端板8和端板法蘭2上的密封。
中壓導(dǎo)體組件11由多層中壓電力熱縮套管實現(xiàn)絕緣，并在絕緣層外設(shè)置聚砜、或 聚醚醚酮、或聚醚砜、或聚酰亞胺定位襯套和支撐件，用以支撐保護(hù)絕緣層免受機(jī)械損傷的 金屬套管。中壓導(dǎo)體組件11間的電氣絕緣由多層中壓電力熱縮套管的總厚度保證。中壓 導(dǎo)體組件11，其伸出端板法蘭2和端板8的兩端，通過與端板法蘭2及端板8用螺栓固定的 密封法蘭22，及套裝在該導(dǎo)體組件11兩端的壓緊金屬“C”圈或金屬“0”圈，配合導(dǎo)體組件 11兩端上的陶瓷絕緣子12及壓緊螺母23，實現(xiàn)與端板法蘭2及端板8的固定與端部密封。
低壓電氣貫穿件的筒體6上留有低壓導(dǎo)體組件9備用的安裝孔道，可通過盲板封 堵；接線箱組件可固定并保護(hù)電纜，并滿足不同要求的防水、防塵等防護(hù)功能，既可以安裝 在貫穿件的筒體6兩側(cè)的端板8或端板法蘭2上，也可采用分體式結(jié)構(gòu)安裝在現(xiàn)場其他空 間充裕的地方；若采用分體式結(jié)構(gòu)形式，則利用軟金屬波紋管將導(dǎo)體組件引入空間充裕的 地方，在接線箱組件內(nèi)完成導(dǎo)體組件的接線。
壓力監(jiān)測組件3包括引壓管14、三通接頭、閥門、壓力表和充放氣管。其中，引壓管 14連接到端板法蘭2的側(cè)面孔道上與氣壓通道15連通，并通過金屬卡套或金屬“C”圈或 金屬“0”圈形成密封。引壓管14、閥門、壓力表通過三通接頭連通在一起，其中壓力表實時 對筒體內(nèi)的壓力進(jìn)行顯示，壓力信號可通過現(xiàn)場顯示或遠(yuǎn)傳至中央控制室進(jìn)行集中顯示， 從而實現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程實時監(jiān)測貫穿件本體內(nèi)部氣壓的功能。當(dāng)壓力下降到限值時可通過壓 力監(jiān)測組件3向貫穿件內(nèi)補(bǔ)充氣壓。閥門和充放氣管用于對筒體6的充放氣，其中筒體6 充氣壓力應(yīng)小于反應(yīng)堆一回路設(shè)備殼體內(nèi)部壓力，且大于反應(yīng)堆一回路設(shè)備殼體的外部壓 力。該設(shè)計保證了設(shè)備在高溫氣冷堆一回路高溫、高壓和輻照環(huán)境條件下的密封可靠性，并 且能夠通過壓力監(jiān)測組件3壓力值的變化判斷潛在的泄漏部位。
權(quán)利要求
1. 一種高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，由貫穿件本體、殼內(nèi)接線箱(7)和殼外接線箱 (10)組成，其特征在于所述貫穿件本體，包括筒體(6)、置于筒體(6)內(nèi)的導(dǎo)體組件、裝有 壓力監(jiān)測組件(3)套裝于所述導(dǎo)體組件一端的端板法蘭(2)、以及套裝于所述導(dǎo)體組件另 一端的端板(8)，其中筒體(6)的兩端分別與端板法蘭(2)及端板(8)焊接形成一體。
2.按照權(quán)利要求
1所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述筒體(6)， 套插在一回路設(shè)奮貫穿套管(5)的管體內(nèi)，通過套裝在該套管(5)外面的一回路設(shè)備法蘭 (4)，實現(xiàn)與端板法蘭(2)的螺栓緊固連接；在所述端板法蘭(2)的基體上開有氣壓通道 (15)，該通道頂部端口與壓力監(jiān)測組件的引壓管連通，該通道底部有細(xì)小的氣體通道(20) 與筒體(6)連通；在氣壓通道(15)的中部，橫向開有一道穿透端板法蘭(2)壁面、被一回路 設(shè)備法蘭(4)所封閉的微小氣腔(21)；在端板法蘭微小氣腔(21)端口的上、下部位，設(shè)置 有防止微小氣腔(21)泄漏的雙道金屬密封圈(16)，實現(xiàn)端板法蘭(2)與一回路設(shè)備法蘭 (4)之間的防泄漏密封。
3.按照權(quán)利要求
1所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述貫穿件本 體為低壓電氣貫穿件本體，它包括筒體(6)、置于筒體(6)內(nèi)的低壓導(dǎo)體組件(9)、裝有壓力 監(jiān)測組件(3)套裝于所述低壓導(dǎo)體組件(9) 一端的端板法蘭(2)、以及套裝于所述低壓導(dǎo)體 組件(9)另一端的端板(8)，其中所述筒體(6)的兩端分別與端板法蘭(2)及端板(8)焊接 形成一體。
4.按照權(quán)利要求
1所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述貫穿件本 體為中壓電氣貫穿件本體，它包括筒體(6)、置于筒體(6)內(nèi)的中壓導(dǎo)體組件(11)、裝有壓 力監(jiān)測組件(3)套裝于所述中壓導(dǎo)體組件(11) 一端的端板法蘭(2)、以及套裝于所述中壓 導(dǎo)體組件(11)另一端的端板(8)，其中所述筒體(6)的兩端分別與端板法蘭(2)及端板(8) 焊接形成一體。
5.按照權(quán)利要求
1所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述殼內(nèi)與殼 外接線箱(7，10)，與貫穿件本體采用整體式連接，即將殼內(nèi)與殼外接線箱(7，10)，安裝在 貫穿件本體的筒體(6)兩側(cè)的端板(8)及端板法蘭(2)上。
6.按照權(quán)利要求
1所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述殼內(nèi)與殼 外接線箱(7，10)，與貫穿件本體采用分體式連接，即通過軟金屬波紋管將導(dǎo)體組件引入空 間充裕的位置，接裝接線箱(7，10)。
7.按照權(quán)利要求
3所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述低壓導(dǎo)體 組件(9)，其伸出端板法蘭(2)和端板(8)的兩端，通過金屬卡套(17)及配合的卡套壓緊螺 母(18)被固定，并實現(xiàn)與端板法蘭(2)和端板(8)的密封。
8.按照權(quán)利要求
4所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述中壓導(dǎo)體 組件(11)，其伸出端板法蘭⑵和端板⑶的兩端，通過與端板法蘭⑵及端板⑶用螺栓 固定的法蘭(22)，及套裝在該導(dǎo)體組件兩端的密封圈，配合導(dǎo)體組件兩端上的陶瓷絕緣子 (12)及壓緊螺母(23)，實現(xiàn)與端板法蘭(2)及端板(8)的固定與端部密封。
9.按照權(quán)利要求
7所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述低壓導(dǎo)體 組件(9)，其外表面制有多道環(huán)形溝槽，便于導(dǎo)體組件的拆卸和安裝。
10.按照權(quán)利要求
8所述的高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，其特征在于所述中壓導(dǎo)體 組件(11)，由多層中壓電力熱縮套管組成其絕緣層，并在絕緣層外設(shè)置定位襯套和支撐件。
專利摘要
本實用新型是一種高溫氣冷堆一回路電氣貫穿件，由本體和接線箱組成。本體包括兩端焊有端板法蘭及端板的筒體、裝在筒體中的導(dǎo)體組件，筒體套插在一回路設(shè)奮貫穿套管內(nèi)，通過套管外一回路設(shè)備法蘭實現(xiàn)與端板法蘭的連接；端板法蘭的氣壓通道與壓力監(jiān)測組件的引壓管連通，該通道底部有細(xì)小的氣體通道與筒體連通；氣壓通道中部還開有穿透端板法蘭、被一回路設(shè)備法蘭封閉的微小氣腔；在端板法蘭微小氣腔端口的上、下部位，設(shè)置有防止微小氣腔泄漏的雙道金屬密封圈，實現(xiàn)端板法蘭與一回路設(shè)備法蘭間的防泄漏密封；導(dǎo)體組件兩端都有嚴(yán)密的結(jié)構(gòu)密封，保證高溫氣冷堆一回路在高溫、高壓和輻照環(huán)境下，壓力邊界的完整性、密封的可靠性和壓力監(jiān)測的有效性。
文檔編號G21C13/02GKCN201918175SQ201020616267
公開日2011年8月3日 申請日期2010年11月19日
發(fā)明者周天, 周緣, 王廣金, 趙海江, 鄭蘭疆, 陳青 申請人:中國核動力研究設(shè)計院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan