CN102169732A - 高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件及其加工方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件及其加工方法，法兰组件左侧设有压紧板和压紧装置，在压紧环右端面沿导体轴向依次紧密设有前绝缘体、锥形密封圈和后绝缘体；拧紧压紧装置使低压端的预锁紧力传递到锥形密封圈上，锥形密封圈外径胀大且内径缩小，分别贴紧在法兰组件内壁和导体外圆表面上；继续拧紧压紧装置使压力容器内压力增大，产生向低压端的轴向力，继续压紧锥形密封圈。本发明与压力容器连接的结构紧凑，确保压力容器压力边界的完整性、绝缘性和气密性，防止压力容器中氦气的外泄，在氦气介质及高温、高压、大电流条件下满足了高温气冷堆核电的要求。

Description

高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件及其加工方法
 
技术领域
本发明涉及一种带绝缘的电气导体，应用于高温气冷堆核电站中的压力容器上，实现压力容器内部与外界的导电连接。
背景技术
电气贯穿件一般是由导体、密封件和开孔构成的一个装置，提供电气连接的通道。普通电气贯穿件是将导体穿过外套，将外套固定在壳体上即可，其实施的结构简单，连接方便。但当电气贯穿件应用于核电站这种特殊的领域时，便同时作为核电站重要部件中的安全壳的一部分，构成防止放射性物质泄漏的安全屏障，为核电站安全壳内外的设备设施提供电力或通讯通信通路的一项重要的电气设施，因此，不仅要求其具有简单的连接功能，还要求其具有很高承压和绝缘性能。而目前，应用于高温气冷堆核电站的压力容器上的电气贯穿件，都存在绝缘性能差和承压能力不强的问题。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供一种承压能力强、绝缘和电气性能均良好的高温气冷堆核电站的压力容器用电气贯穿件；本发明同时还提供该电气贯穿件的加工方法。
本发明高温气冷堆核电站的压力容器用电气贯穿件采用的技术方案是：具有一个法兰组件，带有台阶的长轴状导体从左至右穿过法兰组件中心孔，法兰组件左侧设有压紧板和压紧装置，压紧板右侧面与法兰组件左侧面之间是定位套和压紧环，压紧装置由双头螺栓和螺母组成，双头螺栓穿过定位套和压紧板与法兰组件固定连接，压紧板和压紧环紧密外套外绝缘套，外绝缘套紧密外套导体，在压紧环右端面，沿导体轴向依次紧密设有前绝缘体、锥形密封圈和后绝缘体；后绝缘体紧靠导体的台阶左端面，后绝缘套紧密外套导体且紧靠在导体上的台阶右端面上；法兰组件紧密外套所述前绝缘体、锥形密封圈、后绝缘体以及部分压紧环和部分后绝缘套。
本发明高温气冷堆核电站的压力容器用电气贯穿件的加工方法包括以下步骤：A、将压紧装置的双头螺栓固定连接法兰组件；在法兰组件中心孔上固接后绝缘套，将导体从左至右穿在法兰组件中心孔及后绝缘套中；B、在导体上依次套入后绝缘体、锥形密封圈、前绝缘体、外绝缘套和压紧环；C、在双头螺栓上套上定位套，在导体及双头螺栓上套上压紧板；D、拧紧压紧装置使低压端的预锁紧力经压紧板、外绝缘套、压紧环、前绝缘体传递到锥形密封圈上，锥形密封圈产生径向变形后其外径胀大，内径缩小，分别贴紧在法兰组件内壁和导体外圆表面上；E、继续拧紧压紧装置使压力容器内压力增大且作用在导体上产生向低压端的轴向力，经后绝缘体和导体上的台阶继续压紧锥形密封圈。
本发明与压力容器连接的结构紧凑，确保了压力容器压力边界的完整性、绝缘性和气密性，防止压力容器中氦气的外泄。在氦气介质及高温、高压、大电流条件下满足了高温气冷堆核电站的要求。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
图1是本发明电气贯穿件的结构示意图；
图中：1.导体；2.压紧装置；3.外绝缘套；4.压紧板；5.定位套；6.压紧环；7.前绝缘体；8.锥形密封圈；9.后绝缘体；10.后绝缘套；11.法兰组件。
具体实施方式
参见图1，本发明电气贯穿件具有一个法兰组件11，电气贯穿件通过法兰组件11与压力容器壳体连接件固定连接。导体1从左至右穿过法兰组件11的中心孔，导体1是带有台阶的长轴状。导体1的左端是低压端，与外进线连接，导体1的右端是高压端，伸入压力容器的内腔中。在法兰组件11的左侧设有压紧板4和压紧装置2，压紧板4的右侧面与法兰组件11的左侧面之间是定位套5和压紧环6。压紧装置2由双头螺栓和螺母组成，压紧装置2的双头螺栓穿过定位套5和压紧板4后与法兰组件11固定连接。压紧板4和压紧环6紧密外套在外绝缘套3上，外绝缘套3紧密外套在导体1上。在压紧环6的右端面，沿导体1的轴向依次紧密设置前绝缘体7、锥形密封圈8和后绝缘体9。后绝缘体9紧靠在导体1上的台阶左端面上。后绝缘套10紧密外套在导体1上，并且后绝缘套10紧靠在导体1上的台阶右端面上。法兰组件11紧密外套在上述前绝缘体7、锥形密封圈8、后绝缘体9以及部分压紧环6和部分后绝缘套10上。
锥形密封圈8截面为锥形，锥度为62-64℃，锥形密封圈8的厚度为15-17mm，外径为66-68mm。锥形密封圈8既可以增加其两端面分别与前绝缘体7、后绝缘体9的接触面积，又可使高压容器内压力在导体1上产生的轴向力经接触锥面而产生径向分力，使锥形密封圈8的径向变形适当增大，以提高密封效果。锥形密封圈8材料是苯醚撑硅橡胶，该材料具有良好的绝缘性能和较高的弹性，并且耐高温，可长期在250℃温度下工作。外绝缘套3、前绝缘体7、后绝缘体9和后绝缘套10均采用30%玻璃纤维增强聚醚醚酮（PEEK），该材料具有较好的耐高温、高抗电强度、高抗压缩应力综合性能，抗电强度为24KV/mm，体积电阻为1016Ωcm。
图1的电气贯穿件加工时，首先将法兰组件11与压力容器壳体连接件按装配的位置固定焊接在一起，将压紧装置2的双头螺栓固定连接在法兰组件11上，在法兰组件11的中心孔上固定连接后绝缘套10，将导体1从左至右穿在法兰组件11的中心孔以及后绝缘套10中。在导体1上依次套入后绝缘体9、锥形密封圈8、前绝缘体7、外绝缘套3和压紧环6。在压紧装置2的双头螺栓上套上定位套5，在导体1以及双头螺栓上套上压紧板4，再双头螺栓上装入平垫圈和弹簧垫圈，拧上螺母。
拧紧压紧装置2的螺母将低压端的预锁紧力经压紧板4、外绝缘套3、压紧环6、前绝缘体7传递到锥形密封圈8上，压紧锥形密封圈8，使锥形密封圈8产生径向变形，锥形密封圈8的外径胀大，内径缩小，分别贴紧在法兰组件11内壁和导体1外圆表面上，从而起到密封作用。定位套5起作调整锥形密封圈8压缩量的作用。继续拧紧压紧装置2，当压紧装置2的双头螺栓强度足够时，压力容器内压力增大，气体压力作用在导体1上，产生向低压端的轴向力，经后绝缘体10和导体1上的台阶继续进一步压紧锥形密封圈8，从而保证了高压状态下的有效密封。

Claims (3)

1.一种高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件，具有一个法兰组件（11），带有台阶的长轴状导体（1）从左至右穿过法兰组件（11）中心孔，其特征是：所述法兰组件（11）左侧设有压紧板（4）和压紧装置（2），压紧板（4）右侧面与法兰组件（11）左侧面之间是定位套（5）和压紧环（6），压紧装置（2）由双头螺栓和螺母组成，双头螺栓穿过定位套（5）和压紧板（4）与法兰组件（11）固定连接，压紧板（4）和压紧环（6）紧密外套外绝缘套（3），外绝缘套（3）紧密外套导体（1），在压紧环（6）右端面、沿导体（1）轴向依次紧密设有前绝缘体（7）、锥形密封圈（8）和后绝缘体（9）；后绝缘体（9）紧靠导体（1）的台阶左端面，后绝缘套（10）紧密外套导体（1）且紧靠导体（1）的台阶右端面；法兰组件（11）紧密外套所述前绝缘体（7）、锥形密封圈（8）、后绝缘体（9）以及部分压紧环（6）和部分后绝缘套（10）。
2.根据权利要求1所述的高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件，其特征是：锥形密封圈（8）的厚度为15-17mm，外径为66-68mm；截面为锥形，锥度为62-64℃。
3.一种如权利要求1所述的高温气冷堆核电压力容器用电气贯穿件的加工方法，其特征是包括如下步骤：
A、将压紧装置（2）的双头螺栓固定连接法兰组件（11）；在法兰组件（11）中心孔上固接后绝缘套（10），将导体（1）从左至右穿在法兰组件（11）中心孔及后绝缘套（10）中；
B、在导体（1）上依次套入后绝缘体（9）、锥形密封圈（8）、前绝缘体（7）、外绝缘套（3）和压紧环（6）； 
C、在双头螺栓上套上定位套（5），在导体（1）及双头螺栓上套上压紧板（4）； 
D、拧紧压紧装置（2）使低压端的预锁紧力经压紧板（4）、外绝缘套（3）、压紧环（6）、前绝缘体（7）传递到锥形密封圈（8）上，锥形密封圈（8）产生径向变形后其外径胀大，内径缩小，分别贴紧在法兰组件（11）内壁和导体（1）外圆表面上；
E、继续拧紧压紧装置（2）使压力容器内压力增大且作用在导体（1）上产生向低压端的轴向力，经后绝缘体（10）和导体（1）上的台阶继续压紧锥形密封圈（8）。
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