CN107681348A - 一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座 - Google Patents

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江浪
匡红波
郭广跃
薛欢欢
卜江涛
汤振
毕道伟
陶果
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Abstract

本发明提供一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其包括：玻璃烧结结构，其采用超大长径比的双头插针玻璃烧结技术制得；及点火器接口部件，其用于转接。本发明提供的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，能够满足压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座高液体/气体密封要求、安全壳内高温、高湿、高辐照等恶劣环境条件以及60年设备设计寿命要求。

Description

一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座
技术领域
本发明涉及一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座。
背景技术
本专利涉及压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，需要满足高液体/气体密封要求，而且核电站安全壳内的环境具有高温、高湿、高辐照的特点，尤其是严重事故工况下，温度会瞬间达到接近900℃的高温，而且设备需要满足正常工况下60年的使用寿命要求。
传统玻璃烧结插座中的烧结插针长径比大多小于10，压水堆核电站安全壳内设备驱动装置中所需的贯穿插座为细长型结构，插座中的双头插针长径(工作直径)比大于70，在烧结时接触件的径向位置度及轴向尺寸控制、烧结玻璃的致密度保证等方面比常规玻璃烧结插座技术难度大。
贯穿插座作为压力边界，除了要满足高液体/气体密封要求，还需要满足正常工况下60年设计寿命、耐高温(严重事故时环境峰值温度高达900多度)、耐辐照等技术指标，目前没有连接器能够耐受如此严酷的环境要求。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座。
压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座包括：
玻璃烧结结构，其采用超大长径比的双头插针玻璃烧结技术制得；及
点火器接口部件，其用于转接。
优选地，还包括石墨垫片与橡胶O型圈双重密封结构。
优选地，还包括用于提高所述石墨垫片密封效果的水纹结构。
优选地，还填充有绝缘体，所述绝缘体的填充采用氧化铝陶瓷的无机绝缘技术。
优选地，所述超大长径比为70。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，能够满足压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座高液体/气体密封要求、安全壳内高温、高湿、高辐照等恶劣环境条件以及60年设备设计寿命要求。
附图说明
图1为本发明提供的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座的示意图。
图2为贯穿插作安装示意图。
图中，1—烧结壳体、2—玻璃管、3—双头插针、4—填充绝缘体、5—点火器接口部件、6—卡簧、7—O型圈、8—O型圈、9—O型圈。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1和2所示，本贯穿插座中的双头插针、玻璃管与烧结壳体使用玻璃烧结工艺固定，以保证插座承压及密封性要求；烧结壳体中装入填充绝缘体，以保证贯穿插座的耐电压及绝缘电阻要求；插座中可装入不同壳内设备电气接口部件，以保证与不同壳内设备电气接口之间相互配合；贯穿插座与壳内电气设备之间通过压缩O型圈实现密封。
具体地，本发明的实施方式如下：
一、超大长径比的双头插针玻璃烧结技术
本案中的双头插针规格为20#，总长为70mm，为增加插针的强度，在保证绝缘间隙的条件下，在双头插针中部进行了变径设计。
本案采用全新的烧结工装设计方法来实现接触件的位置度控制、接触件相对壳体的轴向尺寸定位。通过选用一体成型的致密程度非常高的特制玻璃管、调整烧结时玻璃管的配重压合、探索贯穿插座烧结时影响玻璃致密度的工艺参数(升温速度、保温时间等)等确保了贯穿插座的烧结质量及一致性。经试验验证，本案中的贯穿插座能够耐受高达69MPa的液体压力，承压后的泄漏率≤1×10-9Pa·m3/s。
二、点火器接口部件转接技术
由于核电站安全壳内设备电气接口尺寸有所不同，因此将插座拆分成烧结部件及设备电气接口部件，同一个插座仅需装配不同的设备电气接口部件，则可满足不同的设备接口要求。设备电气接口部件与贯穿插座的分体设计，在满足产品使用性能的前提下，降低了烧结壳体的加工难度，同时也提高了产品的标准化程度。
设备电气接口部件装入烧结壳体后，外单键A与烧结壳体内的单键槽配合实现设备电气接口部件装入时的方向引导及圆周向角度限位；外单键B与点火器壳体内的单键槽配合实现贯穿插座与设备电气接口部件对插时的方向引导及圆周向角度限位；内壳体的内单键与绝缘体上的键槽配合实现绝缘体在内壳体中的防转；两个绝缘体将转接插孔固定在内壳体中；绝缘体及转接插孔装入后，通过对内壳体收口实现绝缘体部件的轴向定位。
三、石墨垫片与橡胶O型圈双重密封技术
贯穿插座与安全壳内设备之间的界面密封采用石墨垫片与橡胶O型圈双重密封的方式保证密封可靠性(如图2所示)。贯穿插座与安全壳内设备结构之间通过压缩石墨垫片实现界面密封；同时采用橡胶O型圈(图1部件7和9)实现辅助密封，且橡胶O型圈(图1部件7、8、9)可定期更换。
四、提高石墨垫片密封效果的水纹结构
为了确保石墨垫片的密封效果，在贯穿插座端面设计有弧形、环状水纹结构(图1中I向)，水纹可以是螺旋状或者同心状，加工水纹的刀具半径应大于1.6mm，水纹深度0.02～0.04mm，水纹密度为宽度方向每毫米1～1.5个。
五、填充绝缘体采用氧化铝陶瓷的无机绝缘技术
氧化铝陶瓷是一种优良的电子绝缘材料，体积电阻率很高，能经受高温(800±10℃)和急冷急热而不破坏。为满足严重事故工况条件下的高温要求，插座中的填充绝缘体、点火器接口部件中的绝缘体材料全部采用95氧化铝陶瓷。经试验验证，本案中采用的95氧化铝陶瓷绝缘体在常温条件下绝缘电阻大于9000MΩ，425℃时的绝缘电阻大于1000MΩ。
与现有技术相比，本实施例具有以下有益效果：
1、本实施例提供的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，能够满足压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座高液体/气体密封要求、安全壳内高温、高湿、高辐照等恶劣环境条件以及60年设备设计寿命要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其特征在于，包括：
玻璃烧结结构，其采用超大长径比的双头插针玻璃烧结技术制得；及
点火器接口部件，其用于转接。
2.根据权利要求1所述的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其特征在于，贯穿插座与驱动装置药筒之间的界面的密封采用石墨垫片与橡胶O型圈双重密封结构。
3.根据权利要求2所述的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其特征在于，所述贯穿插座的端面还设有用于提高所述石墨垫片密封效果的弧形或水纹结构。
4.根据权利要求1所述的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其特征在于，还填充有绝缘体，所述绝缘体采用氧化铝陶瓷。
5.根据权利要求1所述的压水堆核电站安全壳内设备用电气贯穿插座，其特征在于，所述超大长径比为70。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114373575A (zh) * 2021-12-20 2022-04-19 西安赛尔电子材料科技有限公司 一种用于压水堆电气贯穿件的玻璃-金属密封同轴导体组件及其制备方法

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