CN202939981U - 一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可更换的玻璃型密封电气贯穿件组件，贯穿件组件包括圆管形不锈钢的组件外壳，其内同轴设有绝缘导体，在绝缘导体的两端设有玻璃密封件，其外壁与组件外壳的端部内壁之间以弹性金属过渡环密封；多根贯穿件组件同轴设于圆管形的不锈钢贯穿件本体内，并在两端设有端板，端板的外周与贯穿件本体的内壁之间以弹性的金属密封环密封；组件外壳与两端端板之间以密封块和密封孔密封。本实用新型解决电气贯穿件密封导体的更换问题。并能实现双道密封和多道密封结构以适应不同的电气贯穿要求。

Description

一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件

技术领域：

本实用新型涉及一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，应用于核电厂和各种研究型反应堆安全壳等场合。

背景技术：

随着我国核电事业的发展，安全壳上电气贯穿件的研制、生产和使用也在不断地发展。从1974年起上海七二八设计院就核电站电气贯穿件开始进行研制；随后大连523厂也对低压动力陶瓷型电气贯穿件进行试生产。到目前我国已有中国核动力研究设计院和上海发电设备成套设计研究院二家厂开始生产核电站用聚砜型电气贯穿件，并开始供应国内核电市场的需要。这二家生产厂基本上采用法国AUXITROL 公司生产的电气贯穿件模式，通过聚砜材料与导体的旋锻压缩的弹性密封工艺和技术，做成密封芯棒，然后采用单卡套连接结构安装到电气贯穿件本体中，达到整体密封的要求。但在中压动力型的电气贯穿件中仍然是采用陶瓷密封结构，并通过法兰和“O”型环用螺钉紧固的形式与电气贯穿件本体端头进行密封连接。目前从世界上来看，电气贯穿件的绝缘密封材料基本上是分成有机材料和无机材料二种。反应堆安全壳上的电气贯穿件，在设计中采用各种的密封结构，主要是保证其密封性能和电性能在反应堆正常和事故状态都能满足运行及事故处理的要求。采用陶瓷或玻璃与金属的封接形式即无机材料，具有耐辐照、耐高温、长寿期的特点，随着核电站的安全越来越高，反应堆要求寿命越来越长，从30年到40年、现在要求为60年（AP1000反应堆），因此对于密封结构和密封材料要求也更加苛刻，通常有机材料的导体密封难以满足反应堆耐辐照、耐高温、长寿期的特殊要求，因此纷纷推出陶瓷或玻璃的密封结构。陶瓷或玻璃型密封电气贯穿件组件通常采用固定焊接密封形式，除了个别的采用法兰通过螺钉压紧“O”型环形式与贯穿件壳体密封连接外，如专利号2005201075287《反应堆安全壳低压电气贯穿件》和法国AUXITROL 公司生产的中压型电气贯穿件。因为这种结构占有的贯穿件面积比较大，使整个贯穿件贯穿的芯数减少，而且对密封面和“O”型环的要求很高，所以大部分仍然采用玻璃烧结、陶瓷钎焊或其他焊接形式将密封件与贯穿件壳体进行固定密封，形成整体的密封结构，以增加密封绝缘导体的数量。因此这种结构存在的缺点是不易更换密封绝缘导体，在使用中如发生密封导体泄漏或损坏的情况下，无法将密封导体更换，需要整个电气贯穿件进行更换。这样对工程带来了很大的不便和损失。

发明内容：

为克服现有技术的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，能满足耐辐照、高温、长寿命等性能以及电气贯穿件的组件更换的要求。并能根据需要替换聚砜型贯穿件的密封组件，为反应堆的安全运行提供保障。

本实用新型主要从电气贯穿件整体和密封结构上，设计出一种可更换的玻璃型密封电气贯穿件组件，解决电气贯穿件密封导体的更换问题。并能实现双道密封和多道密封结构以适应不同的电气贯穿要求。

本实用新型解决技术问题采用如下技术方案：

一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，所述贯穿件组件包括圆管形不锈钢的组件外壳，绝缘导体同轴设置于所述组件外壳内，在所述绝缘导体的两端设有玻璃密封件，所述玻璃密封件的外壁与所述组件外壳的端部内壁之间以弹性金属过渡环密封；

多根所述贯穿件组件同轴设于圆管形的不锈钢贯穿件本体内，在所述贯穿件本体的两端设有端板，所述端板的外周与所述贯穿件本体的内壁之间以弹性的金属密封环密封；

所述组件外壳的两端自所述端板中穿过，且所述组件外壳与所述端板之间具有密封结构，所述密封结构包括：在所述端板的外侧端面沿所述组件外壳的轴向设有圆台形的密封孔，圆台形密封孔的大端朝外并在口部设有内螺纹，在所述组件外壳上套接有圆台形的密封块以及锁紧螺母，所述锁紧螺母朝向所述密封块的一侧一体式连接有锁紧环，所述锁紧环具有与所述密封孔口部的内螺纹匹配的外螺纹。

所述组件外壳内径向固设有绝缘支架对所述绝缘导体形成支撑。

所述组件外壳内两段的绝缘导体之间以插接件连接。

所述组件外壳的一段设为具有伸缩性的波纹形外壳。

所述组件外壳上设有检漏孔。

与已有技术相比，本实用新型的有益效果体现在：

1、现有玻璃型密封电气贯穿件组件与贯穿件本体之间通常采用固定焊接密封形式，除了个别的采用法兰通过螺钉压紧“O”型环与贯穿件本体密封连接形式外（因为这种结构占有的贯穿件面积比较大），为增加密封导体的数量，大部分电气贯穿件采用玻璃烧结、陶瓷钎焊或焊接形式将陶瓷或玻璃密封件与贯穿件本体进行固定焊接（封接）密封，形成整体的密封结构。因此这种结构存在缺点是不易更换密封件导体，在使用中如发生密封导体泄漏或损坏的情况下，无法将个别密封导体更换，需要整个电气贯穿件进行更换。这样对工程带来了很大的不便和损失。本实用新型主要从电气贯穿件整体和密封结构上，设计出一种可更换的玻璃型密封电气贯穿件组件，解决电气贯穿件密封导体更换问题。并能实现双道密封和多道密封结构以适应不同的电气贯穿要求。

2、由于端板外的金属密封环与贯穿件本体之间、以及金属过渡环与组件外壳之间采用激光焊接、氩弧焊等先进的焊接工艺和技术，该结构组成的密封件组件性能可靠。而聚砜的密封芯棒由于采用旋锻压缩的机械密封结构所以它的密封性能和寿命是靠不锈钢管和聚砜的压缩量和材料的弹性来实现的，当温度环境变化时、由于聚砜等有机材料分解，加之聚砜材料老化或性能发生变化时，就会影响到压缩量和弹性，这种结构会影响到密封性能和寿命，因此本实用新型的金属过渡环与组件外壳之间采用激光焊接、氩弧焊等先进的焊接工艺和技术，该结构要比采用聚砜材料通过的机械压缩进行密封的性能更优越，寿命更长。由于金属过渡环可弹性变形，因此不会因材料本身的弹性性能变化而使密封失效。

3、本实用新型贯穿件组件使用的玻璃无机材料，因此该绝缘密封材料具有电性能优良、不易老化分解，具有耐辐照、耐高温、长寿命的特点；另外玻璃烧结生产工艺成熟可靠，采用弹性金属过渡环结构还能补偿导体或壳体热胀冷缩的应力。而聚砜等有机材料随温度、时间容易分解和老化，该有机材料采用旋锻压缩的弹性结构进行机械密封，工艺难控制，部分聚砜等有机材料在旋锻压缩过程中，会产生错位和不均匀的应力，在温度变化、材料分解老化后，会使原来的弹性及机械密封性能失效，对使用寿命影响很大。而玻璃材料无此顾虑。

4、不锈钢组件外壳上设计有检漏孔以检测密封组件的密封情况，同时不锈钢组件外壳上的弹性一段设为具有伸缩性的波纹形外壳，能很好地吸收组件外壳热胀冷缩产生的应力。

5、组件外壳与电气贯穿件本体的端板之间密封采用圆台形密封孔、密封孔结构，较目前聚砜芯棒采用的单卡套结构，密封性能更优越。

附图说明：

图1是玻璃型密封电气贯穿件组件的结构示意图；图2是多芯玻璃型电气贯穿件本体的结构示意图；图3是组件外壳与贯穿件本体端板之间的密封结构示意图。

图中标号：1导体，2玻璃密封件，3金属过渡环，4组件外壳，5插接件，6绝缘支架，7检漏孔，8波纹形外壳，9绝缘导体，10贯穿件本体，11端板，12金属密封环，13密封块，14锁紧螺母，141锁紧环，16密封孔。

以下通过具体实施方式，并结合附图对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式：

实施例：结合图1，本实施例可更换的玻璃型密封电气贯穿件组件，贯穿件组件包括圆管形不锈钢的组件外壳4，绝缘导体9同轴设置于组件外壳4内，在绝缘导体的两端设有玻璃密封件2，两个玻璃密封件外部是导体1，玻璃密封件2的外壁与组件外壳4的端部内壁之间以弹性金属过渡环3密封。

结合图2，多根贯穿件组件同轴设于圆管形的不锈钢贯穿件本体10内，在贯穿件本体的两端设有端板11，端板的外周与贯穿件本体的内壁之间以弹性的金属密封环12密封.

结合图3，组件外壳4的两端自端板11中穿过，且组件外壳4与端板11之间具有密封结构，该密封结构包括：在端板的外侧端面沿所述组件外壳的轴向设有圆台形的密封孔16，圆台形密封孔的大端朝外并在口部设有内螺纹，在组件外壳4上套接有圆台形的密封块13以及锁紧螺母14，锁紧螺母朝向密封块的一侧一体式连接有锁紧环141，锁紧环具有与密封孔口部的内螺纹匹配的外螺纹。

图1所示，组件外壳4内径向固设有绝缘支架6对绝缘导体9形成支撑。组件外壳内两段的绝缘导体9之间以插接件5连接。在组件外壳4的一段设为具有伸缩性的波纹形外壳8。组件外壳4上设有检漏孔7。

具体实施中，玻璃密封件2是通过玻璃粉成型、素烧加工，经过模具将玻璃素胚与可伐金属导体1在气氛炉中烧结密封，同时烧结密封的还有外部金属过渡环3，导体的规格数量由密封件设计决定，玻璃密封件烧结后需经过氦气检漏合格。

将组件外壳两端的玻璃密封件内的导体通过连接件和绝缘导体9连接，并做好绝缘包覆处理和绝缘支架6安装固定，成为完整的绝缘导体。

不锈钢组件外壳4加工：按图要求、加工不锈钢组件外壳的长度、破口、检漏孔和弹性伸缩结构，经过无心磨床对外部表面加工然后对密封段进行抛光和研磨，套保护套待用。

将安装完的玻璃密封件（包括内部绝缘导体和绝缘支架），放入不锈钢组件外壳内，对齐金属过渡环和不锈钢破口进行激光密封焊接或氩弧焊，二端头相同。

过不锈钢组件外壳检漏孔7对焊接后的玻璃密封件和不锈钢组件焊缝进行氦气检漏，并对焊缝进行探伤或X光检查，完成后装保护箱待用。

由于玻璃密封件内的导体数量比较多、密度可以做得比较高、故拟采用密封接插件5的方法，来连接密封组件二端玻璃密封件内部的绝缘导体9。

不锈钢组件外壳4的加工、焊接和其它实施步骤基本同上。

将玻璃型密封电气贯穿件组件插入电气贯穿件本体10的二个端板内部，使露出二端头的组件外壳长度一致（注意保护密封面）。

将玻璃型密封电气贯穿件组件外壳的二端分别安装密封块13和锁紧螺母14，并将密封块分别放入端板的密封孔16内，使用专用力矩扳手，紧固锁紧螺母，达到预先的力矩，在所有密封电气贯穿件组件安装完成后进行电气贯穿件本体的密封氦气检漏。

Claims (5)

1.一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，所述贯穿件组件包括圆管形不锈钢的组件外壳（4），绝缘导体（9）同轴设置于所述组件外壳（4）内，在所述绝缘导体的两端设有玻璃密封件（2），其特征在于，所述玻璃密封件（2）的外壁与所述组件外壳（4）的端部内壁之间以弹性金属过渡环（3）密封；

多根所述贯穿件组件同轴设于圆管形的不锈钢贯穿件本体（10）内，在所述贯穿件本体的两端设有端板（11），所述端板的外周与所述贯穿件本体的内壁之间以弹性的金属密封环（12）密封；

所述组件外壳（4）的两端自所述端板（11）中穿过，且所述组件外壳（4）与所述端板（11）之间具有密封结构，所述密封结构包括：在所述端板的外侧端面沿所述组件外壳的轴向设有圆台形的密封孔（16），圆台形密封孔的大端朝外并在口部设有内螺纹，在所述组件外壳（4）上套接有圆台形的密封块（13）以及锁紧螺母（14），所述锁紧螺母朝向所述密封块的一侧一体式连接有锁紧环（141），所述锁紧环具有与所述密封孔口部的内螺纹匹配的外螺纹。

2.根据权利要求1所述的一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，其特征在于，所述组件外壳（4）内径向固设有绝缘支架（6）对所述绝缘导体（9）形成支撑。

3.根据权利要求1或2所述的一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，其特征在于，所述组件外壳内两段的绝缘导体（9）之间以插接件（5）连接。

4.根据权利要求1所述的一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，其特征在于，所述组件外壳（4）的一段设为具有伸缩性的波纹形外壳（8）。

5.根据权利要求1所述的一种可更换的玻璃密封电气贯穿件组件，其特征在于，所述组件外壳（4）上设有检漏孔（7）。     

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