CN103544998A - 一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件 - Google Patents

一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,包括贯穿件简体,贯穿件筒体两端密封焊接有贯穿件端法兰,贯穿件端法兰外侧设有端子箱;不锈钢密封管设于贯穿件筒体内,且不锈钢密封管两端与贯穿件端法兰之间以卡套密封;不锈钢密封管内设有馈通线导体,不锈钢密封管与馈通线导体之间以玻璃/陶瓷烧结且焊接密封。本发明提供的装置克服了现有技术的不足,用玻璃或陶瓷烧结密封代替有机密封,具有更优的耐辐照、耐高温和承压特性,以及更好的密封性、绝缘性和安全性,可操作性强,且制作、安装、更换方便。

Description

一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件
技术领域
本发明涉及一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,属于核电站安全壳贯穿件密封技术领域。
背景技术
核电站中,为确保反应堆安全壳内电气设备供电、控制、保护、核测量、照明、仪表、通讯等信号的传输,电缆要求贯穿特殊的气密性的安全壳,电气贯穿件就是为实现这一功能进行安全壳内外电缆连接的装置。
现有的电气贯穿件的馈通线多采用旋锻密封形式。即对馈通线的不锈钢密封管进行旋锻加工,使其与管内部的有机绝缘材料形成很好的密封,同时,通过挤压绝缘材料,使馈通线内的导体与绝缘材料也形成很好的密封。该绝缘材料多采用聚砜、聚醚醚酮等有机材料,这类材料的特点是绝缘性和耐辐照性能较好。通过旋锻的工艺,能够让馈通线长期保持很好的气密性。因此这种技术被广泛应用于现有的核电站电气贯穿件中。
随着核电技术的发展,尤其是第三代、第四代核电站的日益接近投入使用,核电站对电气贯穿件的要求在不断的提高,安全壳中的事故温度也有所升高。由于聚砜(169℃)、聚醚醚酮(143℃)等有机材料的软化点大都在200℃以下,更高事故温度和压力的环境会使这些有机材料的绝缘性、耐辐照性能和机械强度性能下降,使不锈钢密封管与导体之间旋锻密封的可靠性降低,从而导致这种传统的旋锻密封形式制成的贯穿件在核电站安全壳高温条件下的长期密封可靠性降低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种适用于双层安全壳结构的核电站中的耐高温的玻璃或陶瓷烧结的电气贯穿件结构。
为了解决上述技术问题,本发明的技术方案是提供一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:包括贯穿件筒体,贯穿件筒体两端密封焊接有贯穿件端法兰,贯穿件端法兰外侧设有端子箱;不锈钢密封管设于贯穿件筒体内,且不锈钢密封管两端与贯穿件端法兰之间以卡套密封;不锈钢密封管内设有馈通线导体,不锈钢密封管与馈通线导体之间以玻璃/陶瓷烧结且焊接密封。
优选地,所述单个所述不锈钢密封管内密封设有单根或多根所述馈通线导体。
优选地,所述馈通线导体包括连插针用导体,连插针用导体两端通过导体接头与金属插针一端连接,金属插针设于所述玻璃/陶瓷烧结处,金属插针另一端通过导体接头与连端子箱用导体连接。
优选地,所述导体接头为导体铆接接头、导体压接接头或导体插接接头。
优选地,所述导体接头与连插针用导体、连端子箱用导体连接处均设有绝缘热缩管。
优选地,所述贯穿件端法兰上设有密封锥孔,不锈钢密封管与密封锥孔之间通过拧紧压紧螺母,使挤压密封圈受到导向压圈挤压形成密封。
优选地,所述不锈钢密封管上设有馈通线内部氮气监测孔。
本发明提供的电气贯穿件适用于双层安全壳结构,使用的密封与绝缘技术成熟可靠,因用玻璃烧结密封代替有机密封,比原有贯穿件具有更优的耐辐照、耐高温和承压等特性。导体的连接通过插针式的结构设计,使制作、安装、更换过程更为方便。并且,由于贯穿件筒体为一次成型,无需焊接,因此安全性与可操作性更强,更适用于双层安全壳结构。
本发明提供的装置克服了现有技术的不足,用玻璃或陶瓷烧结密封代替有机密封,具有更优的耐辐照、耐高温和承压特性,以及更好的密封性、绝缘性和安全性,可操作性强,且制作、安装、更换方便。
附图说明
图1为本发明提供的用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结的电气贯穿件示意图;
图2为图1中X处,即馈通线与筒体端部法兰密封结构的细节图;
图3为图1中Y处,即多芯结构馈通线与筒体端部法兰密封结构的细节图;
图4为图1中Z处,即不锈钢密封管上开设的馈通线内部氮气监测孔放大图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂,兹以一优选实施例,并配合附图作详细说明如下。
图1为本发明提供的用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件示意图,所述的电气贯穿件可安装于单壳或双壳的安全壳上。贯穿件简体6贯穿于钢制安全壳4,与安全壳预埋管5焊接在一起。贯穿件简体6的两个端部均焊接有贯穿件端法兰3,焊接处都有密封。贯穿件筒体6为完整整体,中间无需焊接。贯穿件端法兰3外侧装有端子箱1,两个端子箱1通过端子箱安装法兰2分别安装于安全壳预埋管5和混凝土8的混凝土预埋管7上,是可拆卸的连接。馈通线导体9在贯穿件简体6内部,通过不锈钢密封管10固定在贯穿件端法兰3上。不锈钢密封管10与贯穿件端法兰3之间以卡套密封,不锈钢密封管10与馈通线导体9之间以玻璃/陶瓷烧结及焊接密封,可针对单根或多根馈通线导体9密封,即在单个不锈钢密封管10内,通过单次烧结能放置单根多根馈通线导体9。在不锈钢密封管10的两端都有密封。
如图2所示,贯穿件岛内岛外两端采用相同的密封和绝缘结构。贯穿件端法兰3上设计有密封锥孔12。不锈钢密封管10与密封锥孔12之间通过拧紧压紧螺母15,使挤压密封圈14受到导向压圈13挤压形成密封。
馈通线导体9为分体式结构,在玻璃/陶瓷烧结处有金属插针91,与馈通线内外的导体是可拆卸的连接。金属插针91和不锈钢密封管10之间通过GTM/CTM(玻璃-金属/陶瓷-金属)模件17固定。玻璃烧结体16将金属插针91与GTM/CTM模件17的金属部分烧结一体,起到金属插针91与不锈钢密封管10之间密封和绝缘的作用。金属插针91两端有导体铆接接头93,分别与连端子箱用导体92和连插针用导体94连接,可在连接处套绝缘热缩管19用以保护。制作时,先将两端的金属插针91烧结在GTM/CTM模件17上,然后将连插针用导体94与两端金属插针91连接好,连接处套上热缩管19后一起放入馈通线中,将两端的GTM/CTM模件17与馈通线的不锈钢密封管10焊接在一起。这种先烧结后装配的设计使得导体的绝缘不会受到玻璃烧结时高温的影响而破坏,同时烧结和装配过程都更简单。金属插针91和不锈钢密封管10之间还涂有环氧树脂18,用以增强馈通线内的绝缘和密封效果。
图3所示为多芯结构馈通线与简体端部法兰密封结构,其结构与单根馈通线结构类似。每个GTM/CTM模件17中,设计有多个金属插针91。受空间限制,金属插针91两端,与连端子箱用导体92和连插针用导体94连接的接头,采用导体压接接头95或插接接头。
结合图4,贯穿件及馈通线都应具有很好的气密性,因此为监测贯穿件气密性,在不锈钢密封管10上开有馈通线内部氮气监测孔11,联通馈通线内部。这样可以通过馈通线内部氮气监测孔11向内部充氮气,并监测贯穿件的气密性是否完好。
本发明采用玻璃/陶瓷-金属密封方式(GTM/CTM),对电气贯穿件的馈通线进行密封,即利用无机材料进行密封。馈通线内部和外部导体之间通过金属插针连接,金属插针与内外导体之间通过压接或铆接接头连接,与导体是可拆卸的连接,这样可将金属插针与GTM/CTM模块烧结完成后,再与内外导体相连,避免了烧结过程中温度过高影响导体的绝缘,同时也使玻璃/陶瓷-金属密封方式的馈通线制造、安装、更换更简易。
本发明的有益效果在于,采用了一种新型的馈通线玻璃/陶瓷-金属密封技术。玻璃/陶瓷具有很好的绝缘性和耐辐照性能,同时具有较好的耐高温性能,且具有一定的耐冲击性能。因此,与传统的旋锻密封方式相比,新型的玻璃/陶瓷-金属密封方式能在更高的温度下长期保持密封性能和绝缘性能。

Claims (7)

1.一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:包括贯穿件筒体(6),贯穿件简体(6)两端密封焊接有贯穿件端法兰(3),贯穿件端法兰(3)外侧设有端子箱(1);不锈钢密封管(10)设于贯穿件筒体(6)内,且不锈钢密封管(10)两端与贯穿件端法兰(3)之间以卡套密封;不锈钢密封管(10)内设有馈通线导体(9),不锈钢密封管(10)与馈通线导体(9)之间以玻璃/陶瓷烧结且焊接密封。
2.如权利要求1所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:单个所述不锈钢密封管(10)内密封设有单根或多根所述馈通线导体(9)。
3.如权利要求1或2所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:所述馈通线导体(9)包括连插针用导体(94),连插针用导体(94)两端通过导体接头与金属插针(91)一端连接,金属插针(91)设于所述玻璃/陶瓷烧结处,金属插针(91)另一端通过导体接头与连端子箱用导体(92)连接。
4.如权利要求3所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:所述导体接头为导体铆接接头(93)、导体压接接头(95)或导体插接接头。
5.如权利要求3所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:所述导体接头与连插针用导体(94)、连端子箱用导体(92)连接处均设有绝缘热缩管(19)。
6.如权利要求1所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:所述贯穿件端法兰(3)上设有密封锥孔(12),不锈钢密封管(10)与密封锥孔(12)之间通过拧紧压紧螺母(15),使挤压密封圈(14)受到导向压圈(13)挤压形成密封。
7.如权利要求1或2所述的一种用于双层安全壳的新型玻璃或陶瓷烧结电气贯穿件,其特征在于:所述不锈钢密封管(10)上设有馈通线内部氮气监测孔(11)。
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