CN105741894A - 核电站用1e级反应堆堆芯温度测量设备 - Google Patents

核电站用1e级反应堆堆芯温度测量设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其包括铠装热电偶、铠装热电偶补偿电缆、连接热电偶和补偿电缆的接插件，接插件包括插头和插座，插头和插座都为插针与插孔共体的接头，插头的插针插入插座的插孔、插座的插针插入插头的插孔内实现电连接，插孔的周围由绝缘材料包覆；插头与插座的外壳通过螺纹固定连接，接口处采用密封圈密封；插头、插座的尾端内孔口部设置两个搭接的卡套，压紧件通过螺纹连接在插头、插座的尾端，并通过卡套压紧穿过尾端的穿孔引缆。该测量设备能达到核安全级要求的绝缘性能良好、抗干扰能力强、抗辐射。

Description

核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备
技术领域
本发明涉及核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备。
背景技术
根据压水堆核电站设计要求，1E级反应堆堆芯温度测量设备应为核安全级，根据核安全级仪表设备的要求，测量设备要在设计基准事故和严重事故工况下，可靠地提供堆芯冷却剂出口温度。在失水事故工况下，安全壳内环境状况极其恶劣，壳内充满着约150—180℃和0.5MPa压力的水蒸汽和含硼水，湿度高达100%，而且还有很强的放射性；在地震事故工况下,由于反应堆设备和构件的强烈震动，可能使测量设备中的零部件件之间的连接松动或脱开,而造成测量失效。而现有的工业铠装热电偶的接插件是不抗震、不耐辐照和高温下不密封的，所以不能在安全壳内恶劣环境中正常工作；常规的K型铠装热电偶的绝缘电阻达不到核级要求,所以也不能在压力容器和安全壳内的环境中正常工作。
因此有必要设计一种测温设备，不仅能在核电站正常运行条件下提供堆芯冷却剂出口温度，而且要在核电站设计基准事故和严重事故工况下，提供堆芯冷却剂出口温度，以保证核电站的安全。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的上述不足而提供核电站1E级反应堆堆芯温度测量设备，达到核安全级要求的绝缘性能良好、抗干扰能力强、抗辐射。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：核电站1E级反应堆堆芯温度测量设备，包括铠装热电偶、铠装热电偶补偿电缆、连接热电偶和补偿电缆的接插件，接插件包括插头和插座，插头和插座都为插针与插孔共体的接头，插头的插针插入插座的插孔、插座的插针插入插头的插孔内实现电连接，插孔的周围由绝缘材料包覆；插头与插座的外壳通过螺纹固定连接，接口处采用密封圈密封；插头、插座的尾端内孔口部设置两个搭接的卡套，压紧件通过螺纹连接在插头、插座的尾端，并通过卡套压紧穿过尾端的穿孔引缆。
优选的接插件的壳体为316L不锈钢，插针、插孔的材料为镍铬-镍铝，绝缘材料为聚醚醚酮。
优选的密封圈材料为三元乙丙橡胶。
接插件内的偶丝与插针、插座之间采用激光焊接，并采用勺形线夹隔离，勺形线夹槽内填满高温环氧树脂。
铠装热电偶的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢，热电偶的冷端用高温环氧树树脂封装密封。
铠装热电偶的外径为3.17mm，测量端的外径为2.28±0.1mm，长度为19±1mm，测量端内部的热电偶丝用激光焊接连接，铠装热电偶的测量端用自熔氩弧焊封装密封。
铠装热电偶补偿电缆的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢，套管的两端用高温环氧树树脂封装密封。
绝缘材料氧化铝经过抽气去潮、高温烘烤，铠装套管内表面经过洒精清洗烘干。
本发明的优点在于：1、测温设备包括铠装热电偶、铠装热电偶补偿电缆、连接热电偶和补偿电缆的接插件，方便堆芯燃料更换过程中相互分离、连接，因为根据压水堆核电站设计要求,反应堆堆芯燃料需要定期更换，铠装热电偶等能随压力容器的上封头移走或复位，而方便换料操作。2、接插件为两个插针、插孔共体的接头，连接时插针和插孔的对位方式是唯一的，防止接错线路。3、接插件尾端采用两个卡套压紧穿孔引缆，插头和插座固定连接的接口处采用三元乙丙橡胶密封圈密封，可防止防止高温、高压和强放射性水汽漏入接插件内部，抗干扰或辐射。4、插针、插孔、热电偶丝、接插件壳体、绝缘材料的选择及其连接方式、处理方法等，可保证绝缘电阻都不小于5×109Ω.m，满足核安全级要求。5、测量端的外径缩颈到2.28±0.1mm，可减少测温的响应时间，提高性能。6、偶丝、绝缘材料、套管等选用的材料可进一步满足核安全级的要求。
附图说明
图1是本发明实施例的测温设备结构分解图。
图2是图1中A-A向的观察视图。
图3是图1中B-B面的剖视图。
图4是图1中插头和插座连接结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图、实施例对本发明进一步说明。
如图1所示的测量设备包括铠装热电偶1、两段铠装热电偶补偿电缆4、两套连接热电偶和补偿电缆的接插件。
铠装热电偶1通过反应堆压力容器上封头的密封装置和压力容器内的导向管插到反应堆堆芯出口处，用来测量冷却剂的出口温度。铠装热电偶1的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢。热电偶的冷端用高温环氧树树脂封装密封，外径为3.17mm，端部的测量端11的外径较小，为2.28±0.1mm，长度为19±1mm，测量端11内部的热电偶丝用激光焊接连接,使焊点小而牢固,以保证其响应时间满足1秒和高绝缘电阻的要求，铠装热电偶1的测量端用自熔氩弧焊封装密封,保证铠装套管良好的完整性，防止水汽内漏,保证铠装热电偶在高温、高压和强放射性水汽的压力容器中的高绝缘电阻。
为更进一步提高其绝缘电阻，热电偶内的绝缘材料氧化铝经过抽气去潮、高温烘烤，铠装套管内表面经过洒精清洗烘干。
铠装热电偶补偿电缆4为铠装热电偶1的延长线，用来将铠装热电偶1的温度信号输送至安全壳的电气贯穿件。铠装热电偶补偿电缆4的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢，套管的两端用高温环氧树树脂封装密封。
接插件用来连接或断开堆芯铠装热电偶1、铠装热电偶补偿电缆4，每套接插件包括插头2、插座3。插头2和插座3均为阴阳共体的接头：插座3的左视图如图2，插座中心的上部固定插针31，下部固定插孔32，插孔周围由绝缘材料聚醚醚酮包覆。插头2的剖视图如图3所示，插头中心的上部固定插头插孔21，插头插孔周围由绝缘材料聚醚醚酮包覆；插头中心下部固定插头插针22。插头插针22插入插孔32，插针31插入插头插孔21，实现插头2和插座3之间的电路连接，这样的连接方式可保证插头2和插座3的对位方式是唯一的，防止接错。插针和插孔的材料为K型镍铬-镍铝,插针、插孔和插头或插座内的偶丝用激光焊接连接,并采用勺形线夹隔离，勺形线夹槽内填满高温环氧树脂，密封和加固偶丝的焊点，保护与密封插针、插孔、偶丝,保证接插件高的绝缘电阻。
插头2和插座3的固定方式如图4所示，插头2和插座3的壳体材料为316L不锈钢。插头2的外缘带有细牙外螺纹，插座3外套装有螺纹套33，插头2与插座3的外壳通过螺纹套33对接，并且在对接处采用O型密封圈5密封，密封圈材料为三元乙丙橡胶。
插座3的尾端都带有螺纹段34，螺纹段34带有外螺纹，穿孔引缆穿过螺纹段34内孔，螺纹段34右端开口内装有锥形卡套35，锥形卡套35右端开口内装有环形卡套36，压紧件37套紧螺纹段34，并通过螺纹段34、锥形卡套35、环形卡套36压紧穿孔引缆。插头2与其穿孔引缆的固定方式与之相同，都是为了防止防止穿孔引缆松动，并防止高温、高压和强放射性水汽进入插座3、插头2的内部。
该测量设备核安全级K1类鉴定，K1质量鉴定程序用于鉴定安装在核电厂安全壳内的设备在地震载荷下、正常、事故期间和/或事故后环境条件下仍能执行其规定的功能，包括标准质量鉴定程序、抗地震试验程序、辐照老化试验程序、事故环境条件下的专用质量鉴定程序，经过鉴定，该测量设备可在以下条件下正常工作：

Claims (8)

1.核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：包括铠装热电偶、铠装热电偶补偿电缆、连接热电偶和补偿电缆的接插件，接插件包括插头和插座，插头和插座都是插针与插孔共体的接头，插头的插针插入插座的插孔、插座的插针插入插头的插孔内实现电连接，插孔的周围由绝缘材料包覆；插头与插座的外壳通过螺纹固定连接，接口处采用密封圈密封；插头、插座的尾端内孔口部设置两个搭接的卡套，压紧件通过螺纹连接在插头、插座的尾端，并通过卡套压紧穿过尾端的穿孔引缆。
2.根据权利要求1所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：所述接插件的壳体为316L不锈钢，插针、插孔的材料为镍铬-镍铝，绝缘材料为聚醚醚酮。
3.根据权利要求1所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：所述密封圈材料为三元乙丙橡胶。
4.根据权利要求1所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：所述接插件内的偶丝与插针、插座之间采用激光焊接，并采用勺形线夹隔离，勺形线夹槽内填满高温环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：铠装热电偶的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢，热电偶的冷端用高温环氧树树脂封装密封。
6.根据权利要求5所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：铠装热电偶的外径为3.17mm，测量端的外径为2.28±0.1mm，长度为19±1mm，测量端内部的热电偶丝用激光焊接连接，铠装热电偶的测量端用自熔氩弧焊封装密封。
7.根据权利要求1所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：铠装热电偶补偿电缆的热电偶丝为K型镍铬-镍铝材料，绝缘材料为氧化铝，套管材料为316L不锈钢，套管的两端用高温环氧树树脂封装密封。
8.根据权利要求5或7所述的核电站用1E级反应堆堆芯温度测量设备，其特征在于：绝缘材料氧化铝经过抽气去潮、高温烘烤，铠装套管内表面经过洒精清洗烘干。
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