CN107578834A - 核电厂专用可抽芯快速响应温度计 - Google Patents

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陈海生
吴加伦
刘艳阳
应珠微
李小芬
陈静
邵刚
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Abstract

一种核电厂专用可抽芯快速响应温度计，包括温度传感器和温度计套管，所述温度传感器通过其延伸段以及置于延伸段中间的球面密封活接头安装在温度计套管上；温度计套管为螺纹式或焊接式，测量端结构为缩径式；温度传感器的测量端外壳与温度计套管的测量端内壁通过锥度配合，并采用弹簧压接使温度传感器测量端外壳与温度计套管的测量端内壁紧贴。温度传感器的电信号引线采用耐辐照、耐高温、耐老化的特殊材料作为绝缘层，电气连接器采用无机材料作为绝缘层。可应用于核电厂反应堆冷却剂主管道直接测温。

Description

核电厂专用可抽芯快速响应温度计
技术领域
本发明涉及一种快速响应温度计，尤其涉及一种核电厂专用可抽芯快速响应温度计，应用于核电厂反应堆冷却剂主管道直接测温。
背景技术
核电站正常运行过程中，反应堆安全壳内主回路内部高温、高压、高流速，温度计套管与主管道设备焊接。由于主管道内介质（水）的流速高达最低14m/s，操作压力17.3MPa，温度350℃，高流速的水冲刷，主管道产生剧烈的振动，且核电厂设计时，要考虑地震事故要求，确保温度计在地震事故环境中也能正常运行，并执行工作，这就要求温度传感器具有良好的抗振性能，温度计的套管寿命要求与核电站寿命一致，不少于40年。但是现有温度传感器的寿命一般为10年，为了便于温度计损坏或异常后的更换工作，这就要求快响应温度计可抽芯以更换温度计，并且更换后的温度计与原温度计套管配合后，热响应时间满足核电厂快速响应的技术要求。快响应温度计还应该满足核电厂事故环境下能正常运行的技术要求，事故环境时，核电厂安全壳内充满高温高压的水蒸气，水蒸气冲击时的平均温度高达220℃，压力高达0.68MPa，且为了防止核辐照扩散，事故时安全壳内还会喷淋化学物质，通常为1.5%硼酸，0.6%氢氧化钠，PH值9.2的酸碱溶液，而且事故延续时间很长，这就要求温度计在事故环境中具有良好的密封性能，否者水气进入温度计内部或者接插件内，都将使温度计发生短路现象，丧失正常运行的功能，导致失去对核电厂事故时温度的监控能力。
在压水堆核电站中，反应堆冷却剂温度是十分重要的测量参数，用于控制核电厂反应堆内控制棒的起降，以调节反应堆内的温度，不至于失控，确保核电厂的安全。快响应铂热电阻温度计用于监测反应堆冷却剂主管道内温度，为反应堆保护系统和控制系统提供原始数据，对保证反应堆的安全和运行有非常重要的作用，快速响应温度计能够快速、准确反馈所测管道内部温度，并且抗震及使用寿命长。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种核电厂专用可抽芯快速响应温度计，应用于核电厂反应堆冷却剂主管道直接测温。
本发明所采用的技术方案是：一种核电厂专用可抽芯快速响应温度计，包括温度传感器和温度计套管，其特征是：所述温度传感器通过其延伸段以及置于延伸段中间的球面密封活接头安装在温度计套管上；温度计套管为螺纹式或焊接式，测量端结构为缩径式；温度传感器的测量端外壳与温度计套管的测量端内壁通过锥度配合，并采用弹簧压接使温度传感器测量端外壳与温度计套管的测量端内壁紧贴。
本发明进一步技术方案是：温度传感器为铠装铂热电阻，铠装铂热电阻测量端为外锥形套头，套头内部设有贴壁装置，依靠贴壁装置保证电阻元件与套头金属内壁贴合；温度计套管测量端内孔具有与铠装铂热电阻测量端的外锥形套头相配合的内锥形内孔，铠装铂热电阻测量端的外锥形套头与温度计套管内孔紧贴。温度传感器的电信号引线采用耐辐照、耐高温、耐老化的特殊材料作为绝缘层，电气连接器（接插件）采用无机材料作为绝缘层，满足核电厂的环境要求。
本发明具有以下有益效果：1、温度传感器的测量端外壳与温度计套管的测量端内壁通过锥度配合，可以在配合部位不涂覆导热粘结材料，就能实现快速响应时间的要求。温度计套管测量端结构为缩径式，可以减少测量端套管管壁厚度。2、温度传感器通过其延伸段以及位于延伸段中间的带球面密封活接头安装在温度计套管上，活接头可上下分离，使温度传感器的延伸段具有上下分离的功能，且球面密封活接头易拆卸，用固定扭矩拧紧后，可实现良好的硬密封。温度传感器可通过松开活接头实现温度计芯与温度计套管的分离工作，实现温度计可抽芯功能。并可隔绝环境与温度计套管内部的通道，保护温度传感器不受外界环境影响，特别是事故环境下防止化学喷淋液进到温度套管内部破坏温度传感器。3、采用贴壁装置保证电阻元件与金属套头内壁贴合，有效提高热响应速率。4、温度传感器选用三、四线制的接线方式，电信号引线采用耐辐照、耐高温、耐老化的特殊材料作为绝缘层，电气连接器采用无机材料作为绝缘层，有效降低环境辐照对温度传感器电气回路的电磁干扰，满足核电厂的环境要求，提高温度测量的准确性和可靠性。本发明可适用于核电站主管道回路的快速响应温度测量，使用寿命长。
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明一种实施例的整体结构示意图。
图2是铠装铂热电阻的第一种实施方案。
图3是图2的A—A剖面图。
图4是铠装铂热电阻的第二种实施方案。
图5是图4的B—B剖面图。
图6是铠装铂热电阻的第三种实施方案。
图7是图6的C—C剖面图。
图8是铠装铂热电阻的第四种实施方案。
图9是图8的D—D剖面图。
图面说明：1.温度传感器/铠装热电阻，2.温度计套管，3.第一延伸段/螺纹连接件，4.球面密封活接头，5.第二延伸段/上保护管，6.电气连接器，7.弹簧压接， 8.封头片，9.电阻元件，10.绝缘粉，11.套头，12.导体，13.铠装外壳，14. 铠装绝缘物，15.贴壁装置。
具体实施方式
如图1所示，本实施例核电厂专用可抽芯快速响应温度计，包括温度传感器1、温度计套管2、电气连接器6以及球面密封活接头4。温度传感器1的延伸段包括第一延伸段3和第二延伸段5，第一延伸段3为螺纹连接件（下保护管），第二延伸段5为上保护管，球面密封活接头4置于第一延伸段3和第二延伸段5之间，并与第一延伸段3和第二延伸段5螺纹连接，温度传感器1通过第一延伸段3、球面密封活接头4以及第二延伸段5固定于温度计套管2上，内垫密封垫，第一延伸段3用力矩扳手锁紧，球面密封活接头4最后用力矩扳手锁紧。温度传感器的电信号引线依次穿越第一延伸段3、球面密封活接头4以及第二延伸段5与电气连接器（接插件）6连接，电气连接器6与第二延伸段5通过激光焊接连接。温度计套管为螺纹式或焊接式，测量端结构为缩径式；温度传感器的测量端外壳与温度计套管的测量端内壁通过锥度配合，并采用弹簧压接使温度传感器测量端外壳与温度计套管的测量端内壁紧贴。温度传感器的电信号引线采用耐辐照、耐老化、耐高温的特殊材料作为绝缘层，电气连接器（接插件）采用无机材料作为绝缘层。
如图2、图4、图6、图8所示，本实施例温度传感器1为铠装铂热电阻，铠装铂热电阻测量端为外锥形套头11，套头内部设有贴壁装置15，电阻元件9穿入套头11中，采用贴壁装置15使电阻元件9与套头11内壁紧贴，贴壁装置可根据电阻元件形状、数量选择相适应方案，提高响应速率。温度计套管2为螺纹式或焊接式，测量端结构为缩径式，测量端内孔具有与铠装铂热电阻测量端的外锥形套头相配合的内锥形内孔，铠装铂热电阻测量端的外锥形套头与温度计套管内孔紧贴。温度传感器的电信号引线采用耐辐照、耐高温、耐老化的特殊材料作为绝缘层，电气连接器（接插件）采用无机材料作为绝缘层，满足核电厂的环境要求。
对于铠装热电阻，本发明有四种实施方案。
第一种实施方案，如图2、图3所示，铠装铂热电阻为双支元件结构，电阻元件9为圆柱形，电阻元件9与导体12焊接后，外套金属套头11，金属套头11与铠装外壳13焊接，填充绝缘粉10，采用贴壁装置15使电阻元件9与套头11内壁紧贴，封头片7与套头10焊接。
第二种实施方案，如图4、图5所示，铠装铂热电阻为双支元件结构，电阻元件9为薄片型，电阻元件9与导体12焊接后，外套金属套头11，套头11与铠装外壳13焊接，填充绝缘粉10，采用贴壁装置15使电阻元件9与套头11内壁紧贴，封头片7与套头10焊接。
第三种实施方案，如图6、图7所示，铠装铂热电阻为单支元件结构，电阻元件9为圆柱形，电阻元件9与导体12焊接后，外套金属套头11，套头11与铠装外壳13焊接，填充绝缘粉10，采用贴壁装置15使电阻元件9与套头11内壁紧贴，封头片7与套头10焊接。
第四种实施方案，如图8、图9所示，铠装铂热电阻为单支元件结构，电阻元件9为薄片型，电阻元件9与导体12焊接后，外套金属套头11，套头11与铠装外壳13焊接，填充绝缘粉10，采用贴壁装置15使电阻元件9与套头11内壁紧贴，封头片7与套头10焊接。

Claims (7)

1.一种核电厂专用可抽芯快速响应温度计，包括温度传感器和温度计套管，其特征是：所述温度传感器通过其延伸段以及置于延伸段中间的球面密封活接头安装在温度计套管上；温度计套管为螺纹式或焊接式，测量端结构为缩径式；温度传感器的测量端外壳与温度计套管的测量端内壁通过锥度配合，并采用弹簧压接使温度传感器测量端外壳与温度计套管的测量端内壁紧贴。
2.根据权利要求1所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：温度传感器为铠装铂热电阻，铠装铂热电阻测量端为外锥形套头，套头内部设有贴壁装置，依靠贴壁装置保证电阻元件与套头金属内壁贴合；温度计套管测量端内孔具有与铠装铂热电阻测量端的外锥形套头相配合的内锥形内孔，铠装铂热电阻测量端的外锥形套头与温度计套管内孔紧贴。
3.根据权利要求2所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：
铠装铂热电阻为双支元件结构，电阻元件为圆柱形，电阻元件与导体焊接后，外套金属套头，金属套头与铠装外壳焊接，填充绝缘粉，采用贴壁装置使电阻元件与套头内壁紧贴，封头片与套头焊接。
4.根据权利要求2所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：铠装铂热电阻为双支元件结构，电阻元件为薄片型，电阻元件与导体焊接后，外套金属套头，套头与铠装外壳焊接，填充绝缘粉，采用贴壁装置使电阻元件与套头内壁紧贴，封头片与套头焊接。
5.根据权利要求2所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：铠装铂热电阻为单支元件结构，电阻元件为圆柱形，电阻元件与导体焊接后，外套金属套头，套头与铠装外壳焊接，填充绝缘粉，采用贴壁装置使电阻元件与套头内壁紧贴，封头片与套头焊接。
6.根据权利要求2所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：铠装铂热电阻为单支元件结构，电阻元件为薄片型，电阻元件与导体焊接后，外套金属套头，套头与铠装外壳焊接，填充绝缘粉，采用贴壁装置使电阻元件与套头内壁紧贴，封头片与套头焊接。
7.根据权利要求1或2或3或4或5或6所述的核电厂专用可抽芯快速响应温度计，其特征是：温度传感器的电信号引线采用耐辐照、耐高温、耐老化的特殊材料作为绝缘层，电气连接器采用无机材料作为绝缘层。
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