CN103968722B - 一种爆破阀点火器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种爆破阀点火器，包括电极、装药座和封装壳，所述电极主要由电极壳体、绝缘填充物、插针和桥丝组成，所述装药座内设有火药，所述封装壳套装于装药座上，所述装药座与电极的接口过渡配合，所述封装壳与电极的连接部分设有起密封作用的焊带，所述封装壳通过焊带与电极固定连接。与现有技术相比，本发明提出了一种无需灌注密封胶的零泄漏点火器结构，氦气泄漏率低于5×10^-10Pa·m³·s^-1，可将外界气氛与点火器内部隔离，确保点火器可靠性，同时，该点火器不含对高温和辐照敏感的材料，可作为三代核电站爆破阀的点火装置。

Description

一种爆破阀点火器

技术领域

本发明涉及一种火工技术领域，尤其涉及一种爆破阀点火器。

背景技术

爆破阀是目前最先进的三代核电站的独有安全阀，其作用是在严重事故工况下，通过开启阀门信号触发爆破单元，爆破阀单元的火药燃烧产生的高压气体推动阀门中的活塞运动，切断阀门通径的盲管，冷却水即可进入堆芯进行冷却。爆破阀能够有效缓解和预防严重事故，减少了核电机组安全设备数量，改善机组安全性和经济性，是第三代核电机组的技术亮点之一。

爆破单元是爆破阀的核心部件，也是爆破阀与普通核安全阀的最大不同之处，点火器是爆破单元中直接接收阀门开启信号(特征电流脉冲信号)的装置，是爆破阀的关键器件之一。由于爆破阀放置于核电站堆芯附近，将长时间处于辐照环境中，同时，爆破阀必须在核电站发生严重事故后两至三日内仍能可靠工作，而核电站发生事故后，爆破阀周围环境将更为复杂，辐照剂量将急剧上升，总剂量可达到1.122×10⁶Gy，温度最高可达到210℃左右，同时，还将受到最高470kPa的硼酸蒸汽压力作用，因此，要确保爆破阀能够在事故工况下正常可靠作用，完成既定功能，防止核电站事故升级，需要点火器能够在上述辐照、高温和硼酸蒸汽综合作用下接到阀门开启信号后仍可靠地发火并引燃药筒装药，即点火器必须具有极高的气密性，并对高温、辐照钝感。通常，电点火器的密封通过灌注密封胶实现，气密性较差。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种解决上述问题，具有很好的密闭性的爆破阀点火器。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种爆破阀点火器，包括电极、装药座和封装壳，所述电极主要由电极壳体、绝缘填充物、插针和桥丝组成，所述装药座内设有火药，所述封装壳套装于装药座上，所述装药座与电极的接口过渡配合，所述封装壳与电极的连接部分设有起密封作用的焊带，所述封装壳通过焊带与电极固定连接；

作为优选，所述绝缘填充物固定于电极壳体内，所述插针穿插于绝缘填充物上，所述桥丝位于插针端部，且与装药座内的火药相接触，所述壳体、绝缘填充物和插针通过高温烧结成为一体；

作为优选，所述壳体材料为不锈钢或可伐合金；所述绝缘填充物材料为玻璃或陶瓷；所述插针为可伐合金；

作为优选，所述火药为耐高温和耐辐照性能的药剂，该火药药剂为Zr/KClO₄或C/KNO₃或B/KNO₃；

作为优选，桥丝为NiCr电阻丝，NiCr电阻丝的直径为0.05mm～0.10mm之间，将NiCr丝焊接在插针之间，并与绝缘填充物的底面紧密贴合；

作为优选，桥丝为直线型或S型或U型；

作为优选，桥丝的中点位于电极中心；

作为优选，所述焊带纵截面为等腰三角形，所述等腰三角形长×高为0.3mm×0.6mm。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明提出了一种无需灌注密封胶的零泄漏点火器结构，氦气泄漏率低于5×10^-10Pa·m³·s^-1，可将外界气氛与点火器内部隔离，确保点火器可靠性，同时，该点火器不含对高温和辐照敏感的材料，可作为三代核电站爆破阀的点火装置。此外，该点火器还可用于其它需要在辐照、高温、潮湿等环境中应用点火装置实现压力输出、火焰输出的领域。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明电极结构示意图；

图3为本发明封装壳结构示意图。

图中：1、电极；2、火药；3、装药座；4、封装壳体；5、电极壳体；6、绝缘填充物；7、插针；8、桥丝；9、焊带。

具体实施方式

实施例：下面将对本发明作进一步说明，如图1、图2、图3所示，

一种爆破阀点火器，包括电极1、装药座3和封装壳4，电极1直接与阀门控制接口相连，将控制端输出的电信号转化为热能，从而引燃点火器中装填的火药2，所述电极1主要由电极壳体5、绝缘填充物6、插针7和桥丝8组成，所述绝缘填充物6固定于电极壳体5内，所述插针7穿插于绝缘填充物6上；为保证烧结质量(气密性和结构强度)，壳体、绝缘填充物6和插针7选择的是热膨胀率相当的材料，所述壳体材料为不锈钢或可伐合金，所述绝缘填充物6材料为玻璃或陶瓷，所述插针7为可伐合金，所述壳体、绝缘填充物6和插针7通过高温烧结成为一体；所述桥丝8位于插针7端部，且与装药座3内的火药2相接触，并与绝缘填充物6的底面紧密贴合，桥丝8为电阻为1±0.1Ω的NiCr电阻丝，NiCr电阻丝的直径为0.05mm～0.10mm之间，长度根据目标电阻调整，将NiCr丝焊接在插针7之间；桥丝8的形状根据插针7间距、桥丝8长度确定，可以是直线型、S型、U型等；桥丝8的中点应尽可能位于电极1中心；

所述装药座3内设有火药2，该火药2药剂为Zr/KClO₄或C/KNO₃或B/KNO₃等具有较好的耐高温和耐辐照性能的药剂，火药2装填量为0.05g～1g，密度为1.2g·cm^-3～1.9g·cm^-3。所述封装壳4套装于装药座3上，所述装药座3与电极1的接口过渡配合，封装壳4与电极壳体5材料一致，在装填火药2后，采用储能焊接方式将封装壳4和电极1焊封为一体即形成爆破阀点火器。储能焊接方式为在封装壳4与电极1的连接部分设有起密封作用的焊带9，所述封装壳4通过焊带9与电极1固定连接；所述焊带9纵截面为等腰三角形，所述等腰三角形长×高为0.3mm×0.6mm。焊带9在储能电容瞬间放电时将融化并与和电极1的接触处熔融为一体。

本专利提出的点火器采用玻璃或陶瓷烧结制造点火器电极1和储能焊封装点火器确保了点火器的气密性，试验表明点火器氦气泄漏率低于5×10^-10Pa·m³·s^-1。该点火器未使用任何密封胶、非金属密封垫等，避免了点火器在高温和辐照环境下发生较为快速的热和辐照老化效应，环境适应能力较之其它电点火器更强。

爆破阀用零泄漏点火器的制造过程为：

1)将电极壳体5、绝缘填充物6和插针7高温烧结为具有极高气密性的座体，在座体的两根插针7之间焊接一根电阻为1±0.1Ω的桥丝8，形成电极1。

2)将不锈钢装药座3与电极1装配在一起，装药座3和电极1接口采用过渡配合；

3)将密度为1.2g·cm^-3～1.9g·cm^-3、装填量为0.05g～1g的火药2装填在装药座3中，火药2为Zr/KClO₄、C/KNO₃、B/KNO₃等具有较高耐温、耐辐照性能的药剂。

4)盖上封装壳4，采用储能焊封法将封装壳4与已装填火药2的电极1封装为一体，进而形成爆破阀用点火器。

以上对本发明所提供的一种爆破阀点火器进行了详尽介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，对本发明的变更和改进将是可能的，而不会超出附加权利要求所规定的构思和范围，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种爆破阀点火器，其特征在于：包括电极、装药座和封装壳，所述电极主要由电极壳体、绝缘填充物、插针和桥丝组成，所述装药座内设有火药，所述封装壳套装于装药座上，所述装药座与电极的接口过渡配合，所述封装壳与电极的连接部分设有起密封作用的焊带，所述封装壳通过焊带与电极固定连接，所述绝缘填充物固定于电极壳体内，所述插针穿插于绝缘填充物上，所述桥丝位于插针端部，且与装药座内的火药相接触，所述壳体、绝缘填充物和插针通过高温烧结成为一体。

2.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：所述壳体材料为不锈钢或可伐合金；所述绝缘填充物材料为玻璃或陶瓷；所述插针为可伐合金。

3.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：所述火药为耐高温和耐辐照性能的药剂，该火药药剂为Zr/KClO₄或C/KNO₃或B/KNO₃。

4.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：桥丝为NiCr电阻丝，NiCr电阻丝的直径为0.05mm～0.10mm之间，将NiCr丝焊接在插针之间，并与绝缘填充物的底面紧密贴合。

5.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：桥丝为直线型或S型或U型。

6.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：桥丝的中点位于电极中心。

7.根据权利要求1所述的一种爆破阀点火器，其特征在于：所述焊带纵截面为等腰三角形，所述等腰三角形长×高为0.3mm×0.6mm。