CN207067485U - 一种核能发电安全监测光缆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种核能发电安全监测光缆，所述监测光缆从外至内依次紧密设置有碳纤维外护套、屏蔽网、芳纶纤维层、铅合金铠管、铁氟龙管和多根监测光纤，所述监测光纤从外至内依次设置有碳纤维覆层、包层、纤芯；所述碳纤维外护为聚氨酯和碳纤维一体式成型的外护层，所述屏蔽网由不锈钢丝与铅合金丝混合编织而成；所述芳纶纤维层由多股芳伦纤维绞合而成，所述铅合金铠管为铅合金薄带卷绕而成的螺旋管，所述铁氟龙管为聚四氟乙烯材料管材；本新型监测光缆即可以感测信号又传输信号；采用光纤测温技术精确测量全线温度分布，不受电磁干扰影响；采用多层防辐射套层管组合，有效防止辐射损伤；实时在线检测、实时数据传送。

Description

一种核能发电安全监测光缆

技术领域

本实用新型涉及一种监测光缆技术设备领域，特别涉及一种核能发电安全监测光缆。

背景技术

核电是一种技术成熟，可大规模生产的安全、经济、清洁的能源，在我国能源战略中占有很大的比重，我国制定了核电2020年中国核电运行装机容量7000万千瓦，在建3000万千瓦的规划目标，由此可见，我国核电将迎来发展的高峰时期，从而对核电力设施如电缆、变压器等设备的安全运行监控将成为一项重大任务。

现有技术中，传统监测通常采用以电信号为基础的传统温度传感器，如热电偶，热敏电阻，热释电探测器作为电气监控系统的发展已经非常成熟，其缺点是在强电磁干扰以及核电厂核辐射场合下，传统温度传感器用于监测受到很大限制，不适合核能在线监测、实时监控、高速率数据传送、报警的需求；监测线缆的防辐射性能不能达到实际需要。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种核能发电安全监测光缆，针对现有技术中的不足，采用光纤传感器监测系统代替传统传感器，即可以感测信号又传输信号；采用光纤测温技术精确测量保安线路全线的温度情况，不受电磁干扰影响；采用多层防辐射套、层、管组合，有效防止辐射对监测光缆的损伤。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种核能发电安全监测光缆，包括碳纤维外护套、屏蔽网、芳纶纤维层、铅合金铠管、铁氟龙管、碳纤维覆层、包层、纤芯，其特征在于：

所述监测光缆从外至内依次紧密设置有碳纤维外护套、屏蔽网、芳纶纤维层、铅合金铠管、铁氟龙管和多根监测光纤，所述监测光纤从外至内依次设置有碳纤维覆层、包层、纤芯；所述碳纤维外护为聚氨酯和碳纤维一体式成型的外护层，所述碳纤维用于增加温度感测灵敏度和防护核辐射；所述屏蔽网由采用不锈钢丝与铅合金丝混合编织而成；所述芳纶纤维层由多股芳伦纤维绞合而成，所述铅合金铠管为铅合金薄带卷绕而成的螺旋管，所述铁氟龙管是由聚四氟乙烯材料的特种管材。

优选的，所述铅合金铠管为螺旋管或节状管。

优选的，所述芳纶纤维层由凯芙拉细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织形成网状层。

所述碳纤维覆层为含碳纤维聚丙烯酸酯，用于监测光纤抗辐射作用；所述包层为掺杂的二氧化硅，所述纤芯材质为二氧化硅。

所述监测光缆具有防辐射性能和温度监测性能；监测光缆满足工作温度在-20℃到+80℃之间，无光纤断裂及护套开裂；监测光缆长期工作压力800N,短期1000N，光纤信号不受影响；监测光缆在敷设时允许弯曲半径达到10倍缆径。

本实用新型的工作原理为：核能发电安全监测光缆有外护套中添加碳纤维，使光缆具有防辐射作用，光缆具有双层碳纤维，在光纤的涂覆层中也添加碳纤维纳米粒子，光缆还采用含有铅合金丝的屏蔽网和防辐射铅合金铠管，使监测光缆可以有效的对外界辐射进行削减甚至消除；通过内置的多根监测光纤感知环境温度变化，实时监测和高速数据通信。

所述外护套为环保型防辐射光缆外护套，材质为聚氨酯和碳纤维，采用环保型阻燃热塑性聚氨酯护套料是以聚氨酯弹性体树脂为基料，加入优质阻燃剂、碳纤维以及其添加特殊助剂；经混合、塑化、造粒而制成的粒状料。具有卓越的韧性、耐磨性、耐油性；

所述屏蔽网具有屏蔽和防辐射效果，同时起抗扭的作用，可以增强光缆的抗扭转性能，以及对瞬间侧压冲击的弹性保护，同时可以显著提升光缆的抗拉性能；

所述芳纶纤维，即芳香族聚酞胺纤维，是以芳香族化合物为原料经缩聚纺丝制得的合成纤维；芳纶纤维具有良好的抗冲击和耐疲劳性能，有良好的介电性和化学稳定性，主要作用是在光纤受到外力作用时起抗拉作用；

所述铅合金铠管含有金属铅，具有强抗辐射能力，包覆在光纤外，具有防咬、防蚁的功能以及良好的抗弯、抗压、抗电磁干扰能力，提高光缆的抗挤压和抗拉特性；所述铅合金是以铅为基材加入其他元素组成的合金；具有硬度高、力学性能好、使用寿命长；铅合金主要用于化工防蚀、射线防护和电缆套；

所述的铁氟龙管是由聚四氟乙烯(PTFE俗称铁氟龙)材料挤压烧结后，经干燥、高温烧结、定型等工序而制成的特种管材；具有高度的化学稳定性，能承受所有强酸腐蚀，具有低的摩擦系数，摩擦系数一般仅为0.04，是一种非常优异的自润滑材料，且摩擦系数不随温度的变化而变化；抗粘性优良，管内壁不易粘附胶体及化学品；具有优异的耐老化性，可长期于室外使用，具有优异的电绝缘性能；

所述碳纤维覆层为含碳纤维聚丙烯酸酯，增加光纤的机械新能，防止纤芯受灰尘的污染。碳纤维可以给光纤起到很好的抗辐射作用；所述包层提供光的全反射条件，主要作用是使光信号封闭在纤芯中传输；所述纤芯作用是传输光信号。

通过上述技术方案，本实用新型技术方案的有益效果是：采用光纤传感器监测光缆，即可以感测信号又传输信号；采用光纤测温技术精确测量保安线路全线的温度情况，不受电磁干扰影响；采用多层防辐射套、层、管组合，有效防止辐射对监测光缆的损伤；通过监测光缆对核电站进行实时温度分布监控，实现了电力系统运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，将故障、事故消除在萌芽状态，真正地作到防患于未然。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所公开的一种核能发电安全监测光缆横截面结构示意图。

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1.碳纤维外护套 2.屏蔽网 3.芳纶纤维层

4.铅合金铠管 5.铁氟龙管 6.碳纤维覆层

7.包层 8.纤芯

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1，本实用新型提供了一种核能发电安全监测光缆，包括碳纤维外护套1、屏蔽网2、芳纶纤维层3、铅合金铠管4、铁氟龙管5、碳纤维覆层6、包层7、纤芯8。

所述监测光缆从外至内依次紧密设置有碳纤维外护套1、屏蔽网2、芳纶纤维层3、铅合金铠管4、铁氟龙管5和多根监测光纤，所述监测光纤从外至内依次设置有碳纤维覆层6、包层7、纤芯8；所述碳纤维外护1为聚氨酯和碳纤维一体式成型的外护层，所述碳纤维用于增加温度感测灵敏度和防护核辐射；所述屏蔽网2由采用不锈钢丝与铅合金丝混合编织而成；所述芳纶纤维层3由多股芳伦纤维绞合而成，所述铅合金铠管4为铅合金薄带卷绕而成的螺旋管，所述铁氟龙管5是由聚四氟乙烯材料的特种管材。

所述铅合金铠管4为螺旋管，所述芳纶纤维层3由凯芙拉细丝绞合成一股，又通过若干股凯芙拉交叉编织形成网状层。

所述碳纤维覆层6为含碳纤维聚丙烯酸酯，用于监测光纤抗辐射作用；所述包层7为掺杂的二氧化硅，所述纤芯8材质为二氧化硅。

本实用新型具体操作步骤为：所述外护套1为环保型防辐射光缆外护套，是一种含碳纤维的聚氨酯复合材料，其抗辐射性能是一般材料的10倍以上，最高温度达到80℃，所述光缆尺寸控制在5.0mm；所述屏蔽网2采用0.07mm不锈钢编织丝和铅合金丝，6×16锭编织丝编织，覆盖面积达50％以上，单边壁厚为0.07mm,用于屏蔽辐射，光缆满足长期1000N的拉力强度，光纤不发生断裂；所述芳纶纤维，由6股3160D进口芳纶，确保光缆在室外使用长期拉力强度达到800N；所述铅合金铠管4采有铅铜合金螺旋制成圆形管径，保证光纤在不锈钢管内可以自然弯曲，具有耐高压，抗强拉的优点，单边壁厚为0.4mm,管径为2.2-2.8mm；监测光纤为0.9mm的紧包光纤，外覆碳纤维层增加裸光纤的抗拉强度，使光纤在长期拉力的作用下不易断裂；所述包层7与纤芯8合成0.25mm裸光纤，监控用光纤有1芯至166芯不等，光纤外包裹碳纤维涂覆层6。

通过上述具体实施例，本实用新型的有益效果是：采用光纤传感器监测系统代替传统传感器，即可以感测信号又传输信号；采用光纤测温技术精确测量保安线路全线的温度情况，不受电磁干扰影响；采用多层防辐射套、层、管组合，有效防止辐射对监测光缆的损伤；通过监测光缆对核电站进行实时温度分布监控，通过碳纤维防辐射外护套、屏蔽网和防辐射铅合金铠管，有效对外界辐射进行削减甚至消除；实现了电力系统运行设备的实时在线检测，通过对设备实时数据的分析和预测，将故障、事故消除在萌芽状态，真正地作到防患于未然。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种核能发电安全监测光缆，其特征在于，包括碳纤维外护套、屏蔽网、芳纶纤维层、铅合金铠管、铁氟龙管、碳纤维覆层、包层、纤芯；所述监测光缆从外至内依次紧密设置有碳纤维外护套、屏蔽网、芳纶纤维层、铅合金铠管、铁氟龙管和多根监测光纤，所述监测光纤从外至内依次设置有碳纤维覆层、包层、纤芯；所述碳纤维外护为聚氨酯和碳纤维一体式成型的外护层，所述碳纤维用于增加温度感测灵敏度和防护核辐射；所述屏蔽网由采用不锈钢丝与铅合金丝混合编织而成；所述芳纶纤维层由多股芳伦纤维绞合而成，所述铅合金铠管为铅合金薄带卷绕而成的螺旋管，所述铁氟龙管是由聚四氟乙烯材料的特种管材。

2.根据权利要求1所述的一种核能发电安全监测光缆，其特征在于，所述铅合金铠管为螺旋管或节状管。

3.根据权利要求1所述的一种核能发电安全监测光缆，其特征在于，所述芳纶纤维层由凯芙拉细丝绞合或平行束成一股，又通过若干股凯芙拉平行环绕或者交叉编织形成网状层。

4.根据权利要求1所述的一种核能发电安全监测光缆，其特征在于，所述碳纤维覆层为含碳纤维聚丙烯酸酯，用于监测光纤抗辐射作用；所述包层为掺杂的二氧化硅，所述纤芯材质为二氧化硅。

5.根据权利要求1所述的一种核能发电安全监测光缆，其特征在于，所述监测光缆具有防辐射性能和温度监测性能；监测光缆满足工作温度在-20℃到+80℃之间，无光纤断裂及护套开裂；监测光缆长期工作压力800N,短期1000N，光纤信号不受影响；监测光缆在敷设时允许弯曲半径达到10倍缆径。