CN218729915U - 贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆，贯穿件包括第一筒体，第一筒体内部设有用于容纳导体组件的空腔，第一筒体的两端分别密封连接有第一密封板，第一密封板上开设有用于供导体组件穿过的第一贯穿孔。辅助筒体包括第二筒体，第二筒体内设有容纳贯穿件和柔性电缆的容纳孔。短筒体电气贯穿件包括贯穿件和辅助筒体。核反应堆包括短筒体电气贯穿件。短筒体电气贯穿件的贯穿件和辅助筒体分别设置于耐压层和混凝土层，贯穿件和辅助筒体之间无刚性连接，避免因耐压层和混凝土层因沉降不一致导致电气贯穿件整体拉裂破坏。第一筒体和第二筒体之间是柔性电缆连接，选择不同长度的柔性电缆可适用于不同型号的核反应堆。

Description

贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆

技术领域

本实用新型涉及一种贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆。

背景技术

核电站的反应堆的外部包括耐压层和混凝土层，耐压层用于承受反应堆产生的高压。混凝土墙设置于耐压层的外侧，混凝土墙用于阻挡反应堆的射线。为了实时监测反应堆内诸如中子注量率、压力、温度等参数及对反应堆进行控制，需要将反应堆内的测量信号向反应堆外输出、控制信号向堆内进行输入。为了使电气信号能够穿过耐压层和混凝土层，如图1所示，现有的解决方案是设置电气贯穿件1’自内向外穿过耐压层的侧壁和混凝土墙，电气贯穿件1’的内部设有供线缆穿过的通道，线缆穿过贯穿件的内部通道实现信号的双向传输、同时保证了耐压层的完整性。为了确保对射线的屏蔽效果，混凝土层和耐压层通常有数米厚，电气贯穿件1’的筒体长度也常达到数米。混凝土墙和耐压层之间并无连接关系，随着时间的推移，混凝土墙和耐压层的沉降量并不相同，导致嵌设于耐压层侧壁内和嵌设于混凝土墙内的电气贯穿件1’产生不同量的位移，而在电气贯穿件1’上产生拉应力，使电气贯穿件1’在耐压层处的上部拉裂；不同堆型、混凝土墙厚度不同时，需要设计、定制、加工多种不同长度的贯穿件。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中嵌设于反应堆侧壁的电气贯穿件因整体一体式、长度过长、重量过重，两端安装在不同的支撑基础上、长时间后易产生拉裂破坏反应堆耐压层的缺陷；减少传统贯穿件需依据不同堆型混凝土墙厚度不同，设计、定制、加工不同长度规格的贯穿件的繁琐程度，提供一种更为安全、体积小巧、使用灵活、易于扩展的贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件，所述贯穿件包括第一筒体，所述第一筒体内部设有用于容纳导体组件的空腔，所述第一筒体的两端分别密封连接有第一密封板，所述第一密封板上开设有用于供导体组件穿过的第一贯穿孔。

在本方案中，通过设置贯穿件贯穿耐压层，贯穿件内开设有第一贯穿孔用于穿设导体组件，当耐压层和混凝土层出现沉降量不一致的情况时，贯穿件仅设置于耐压层中，贯穿件长度短、重量轻、短筒体靠耐压层单一支撑、短筒体结构上在耐压层左右对称分布，不会出现传统的、超长、超重、一体式电气贯穿件因整体沉降不均、拉裂破坏反应堆耐压层的情况。

较佳地，所述贯穿件还包括沿周向焊接于所述第一筒体一端的密封焊接法兰，所述密封焊接法兰用于和所述耐压层焊接连接。

在本方案中，通过在第一筒体的外周设置密封焊接法兰，第一筒体通过密封焊接法兰和耐压层密封连接，确保第一筒体和耐压层之间的密封性，避免放射性物质从第一筒体和耐压层之间泄漏。

较佳地，所述贯穿件还包括第一线缆保护筒，所述第一线缆保护筒沿所述第一筒体的轴向设置于所述第一筒体的一端，所述第一线缆保护筒的侧壁的安装板上开设有和所述第一贯穿孔匹配的第二贯穿孔。

在本方案中，在第一筒体轴向的一端设置第一线缆保护筒，第一线缆保护筒能够容纳线缆，且能够承托线缆，避免线缆穿过第一筒体的第一贯穿孔后直接向下悬挂，给第一筒体造成过大的负荷，设置第一线缆保护筒承托一部分线缆的重量。

较佳地，所述贯穿件还包括第二线缆保护筒，所述第二线缆保护筒沿所述第一筒体的轴向设置于所述第一筒体的另一端，所述第二线缆保护筒为直通型，所述第二线缆保护筒能够容纳所述导体组件穿过。

在本方案中，在第一筒体的另一侧设置第二线缆保护筒，第一线缆保护筒和第二线缆保护筒对称设置，保持第一筒体两侧的载荷平衡。

一种用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，所述辅助筒体包括第二筒体，所述第二筒体内设有用于容纳贯穿件和柔性电缆的容纳孔。

在本方案中，通过设置辅助筒体用于容纳贯穿所需柔性电缆，辅助筒体设置于混凝土层中，当耐压层和混凝土层出现沉降量不一致的情况时，辅助筒体仅设置于混凝土层中，辅助筒体随混凝土层沉降，避免出现电气贯穿件整体拉裂破坏的情况。

较佳地，所述辅助筒体还包括第二密封板，所述第二密封板密封连接于所述第二筒体的一端。

在本方案中，在第二筒体的一端设置第二密封板，第二密封板用于密封辅助筒体的一端，避免放射性物质从第二筒体向外界泄漏。

较佳地，所述辅助筒体还包括射线屏蔽块，所述射线屏蔽块设置于所述第二筒体内，所述射线屏蔽块上设有供线缆穿过的第三贯穿孔。

在本方案中，在辅助筒体内设置射线屏蔽块，射线屏蔽块能够阻挡射线，且射线屏蔽块上设有第三贯穿孔，在阻挡射线的同时也不会阻止线缆穿过。

较佳地，沿所述第二筒体的轴线方向，设有多个所述射线屏蔽块，多个所述第三贯穿孔沿所述第二筒体的圆周方向互相交错设置。

在本方案中，由于射线只能沿直线方向传播，设置多个射线屏蔽块，且多个射线屏蔽块的第三贯穿孔沿圆周方向交错设置，尽量减少射线向辅助筒体外泄漏。

较佳地，所述射线屏蔽块为外径与所述第二筒体内径相匹配的圆柱块，沿所述射线屏蔽块的圆周方向，在所述射线屏蔽块的端面设有多个定位孔，所述第二筒体内还设有和所述定位孔相匹配的定位杆，所述定位杆沿所述第二筒体的轴线方向穿过多个所述射线屏蔽块的所述定位孔。

在本方案中，在射线屏蔽块上设置定位孔，设置定位杆穿过定位孔，避免在长时间的运行过程中射线屏蔽块旋转导致第三贯穿孔在圆周上处于同一位置，导致对射线的屏蔽作用减弱。

较佳地，所述射线屏蔽块的材料为铅锑合金。

在本方案中，射线屏蔽块的材料选用铅锑合金，铅锑合金能够在保证射线屏蔽效果的前提下降低射线屏蔽块的厚度，减小射线屏蔽块的体积，且铅锑合金的强度比纯铅高、机械加工性能较纯铅好。

一种短筒体电气贯穿件，所述短筒体电气贯穿件用于穿设贴合设置的混凝土层和耐压层，所述短筒体电气贯穿件包括用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件和用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，所述第一筒体容纳于所述容纳孔内，所述第一筒体和所述第二筒体之间通过柔性电缆连接。

在本方案中，通过将短筒体电气贯穿件的贯穿件和辅助筒体分别设置于耐压层和混凝土层，当耐压层和混凝土层分别发生沉降时，贯穿件随耐压层沉降，辅助筒体随混凝土层沉降，贯穿件和辅助筒体之间无刚性连接，避免因耐压层和混凝土层因沉降不一致导致电气贯穿件整体拉裂破坏的情况；第一筒体和第二筒体之间通过柔性电缆连接，对于混凝土墙厚度不同的核反应堆，采用本方案的短筒体电气贯穿件设计后，无需再为每个核反应堆定制加工多种长度规格的贯穿件；采用短筒体电气贯穿件，现场依据实际需要通过更换不同长度的柔性电缆，即可满足不同堆型、混凝土墙厚的电气贯穿需求。

较佳地，所述辅助筒体包括第二密封板，所述第二密封板上设有压力表，所述第一筒体通过波纹管连接至所述压力表。

在本方案中，在第二密封板上设置压力表，第一筒体通过波纹管连接至压力表，通过第二密封板上的压力表即可读出第一筒体内的压力，检测人员根据第二密封板上的压力即可判断第一筒体的密封性。

一种核反应堆，所述核反应堆包括耐压层和混凝土层，所述耐压层设置于所述混凝土层的内侧，所述核反应堆包括短筒体电气贯穿件，所述贯穿件嵌设于所述耐压层，所述辅助筒体嵌设于所述混凝土层。

在本方案中，通过将短筒体电气贯穿件的贯穿件和辅助筒体分别设置于耐压层和混凝土层，当核反应堆的耐压层和混凝土层分别发生沉降时，贯穿件随耐压层沉降，辅助筒体随混凝土层沉降，贯穿件和辅助筒体之间无刚性连接，避免因耐压层和混凝土层因沉降不一致导致电气贯穿件整体拉裂破坏的情况。

较佳地，所述贯穿件包括焊接于所述第一筒体一端的密封焊接法兰，所述密封焊接法兰的另一端和所述耐压层密封焊接。

在本方案中，密封焊接法兰和耐压层密封焊接，确保耐压层整体的密封性，避免反应堆内的物质泄漏。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型的贯穿件、辅助筒体、短筒体电气贯穿件和核反应堆，通过将短筒体电气贯穿件的贯穿件和辅助筒体分别设置于耐压层和混凝土层，当耐压层和混凝土层分别发生沉降时，贯穿件随耐压层沉降，辅助筒体随混凝土层沉降，贯穿件和辅助筒体之间无刚性连接，避免因耐压层和混凝土层因沉降不一致导致电气贯穿件整体拉裂破坏的情况。此外，第一筒体和第二筒体之间是柔性电缆连接，对于混凝土墙厚度不同的核反应堆，采用这种短筒体贯穿件设计后，无需再为每个核反应堆定制加工多种长度规格的贯穿件；采用短筒体贯穿件后，依据现场实际需要通过更换不同的柔性电缆长度，即可满足不同堆型、混凝土墙厚的电气贯穿需求。相对传统的一体式贯穿件，短筒体结构的电气贯穿件更为安全、体积小巧、使用灵活、易于扩展。

附图说明

图1为现有技术的电气贯穿件的结构示意图。

图2为本实用新型的贯穿件的结构示意图。

图3为本实用新型的贯穿件的第一筒体的局部放大图。

图4为本实用新型的短筒体电气贯穿件的结构示意图。

图5为本实用新型的辅助筒体的射线屏蔽块的示意图。

附图标记说明：

现有技术中：

电气贯穿件 1’

本实用新型中：

贯穿件 100

第一筒体 110

第一密封板 120

密封焊接法兰 130

第一线缆保护筒 140

辅助筒体 200

第二筒体 210

第二密封板 220

射线屏蔽块 230

第三贯穿孔 231

定位孔 232

定位杆 240

短筒体电气贯穿件 300

混凝土层 400

耐压层 500

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在下述的实施例范围之中。

如图2和图3所示，本实用新型提供一种用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件100，贯穿件100用于穿设于耐压层500。贯穿件100包括第一筒体110。第一筒体110内部设有用于容纳导体组件的空腔，导体组件一端连接于耐压层500内部的传感器或其他原件，导体组件的另一端连接于耐压层500外部的接收器，导体组件需要穿过核反应堆侧壁的耐压层500和混凝土层400。贯穿件100穿设于耐压层500，贯穿件100的第一筒体110为中空的圆筒，圆筒内部的空腔能够供导体组件穿过。第一筒体110的两端分别密封连接有第一密封板120，第一密封板120上开设有用于供导体组件穿过的第一贯穿孔。由于反应堆内部的物质具有放射性，因此需要确保反应堆侧壁的内外两侧不能有缝隙。在第一筒体110的两端开口处密封连接第一密封板120，且在第一密封板120上开设有第一贯穿孔，第一贯穿孔仅容许导体组件穿过，第一贯穿孔和线缆之间双道环压密封。在本实施例中，导体组件为用于传输控制信号或检测信号的电缆。

第一密封板120采用核级锻件制造，确保第一密封板120的可靠性。

贯穿件100还包括沿周向焊接于第一筒体110一端的密封焊接法兰130，密封焊接法兰130的另一端用于和耐压层500焊接连接，以确保密封焊接法兰130和耐压层500之间的密封连接。第一筒体110、密封焊接法兰130和耐压层500三者焊接完成后，贯穿件100能保持耐压层500安全边界的完整性。密封焊接法兰130用于第一筒体110和耐压层500之间的密封连接。在本实施例中，密封焊接法兰130采用焊接连接，确保接缝处的密封性。密封焊接法兰130用于和耐压层500焊接连接，密封焊接法兰130和耐压层500之间采用两处环焊的方式连接，且焊缝环绕于密封焊接法兰130，确保密封焊接法兰130和耐压层500之间的密封性。密封焊接法兰130密封连接于第一筒体110的一端，密封焊接法兰130通过坡口焊和第一筒体110位于反应堆内侧的一端焊接。

贯穿件100还包括第一线缆保护筒140。第一线缆保护筒140沿第一筒体110的轴向设置于第一筒体110的一端，第一线缆保护筒140的侧壁上开设有和第一贯穿孔匹配的第二贯穿孔。第一线缆保护筒140为圆形的桶，第一线缆保护筒140连接于第一筒体110的一端，将贯穿件100安装于耐压层500上时，第一线缆保护筒140设置于贯穿件100位于耐压层500外部的一侧。第一线缆保护筒140的侧壁上开设有第二贯穿口，且第二贯穿孔和第一筒体110上的第一贯穿孔相对设置，以使得导体组件穿过第一贯穿孔后能够经第二贯穿孔进入第一线缆保护筒140。

贯穿件100还包括第二线缆保护筒(图中未示出)，第二线缆保护筒沿第一筒体110的轴向设置于第一筒体110的另一端，第二线缆保护筒为直通型，第二线缆保护筒能够容纳导体组件穿过。第二线缆保护筒的结构和第一线缆保护筒140相同，二者区别仅在于安装位置的不同。第一线缆保护筒140和第二线缆保护筒沿第一筒体110的轴向相对设置于第一筒体110的两端，左右对称，避免载荷不对称造成撕裂或破坏。

在本实施例中，第一筒体110的轴向方向即图2中所示的第一筒体110的水平方向。

本实用新型还提供一种辅助筒体200，辅助筒体200包括第二筒体210，第二筒体210内设有用于容纳贯穿件100和柔性线缆的容纳孔。容纳孔的直径大于贯穿件100的直径，辅助筒体200安装于混凝土层400时，贯穿件100设置于耐压层上。当混凝土层400和耐压层500沉降不一致时，贯穿件100和辅助筒体200分别随耐压层500和混凝土层400沉降，不会因沉降量不同导致应力过大导致拉裂。

辅助筒体200还包括第二密封板220，第二密封板220密封连接于第二筒体210的一端。第二密封板220用于辅助密封辅助筒体200，进一步确保反应堆内的射线以及放射性气体不会从辅助筒体200逸出。

辅助筒体200还包括射线屏蔽块230，射线屏蔽块230设置于第二筒体210内，射线屏蔽块230上设有供线缆穿过的第三贯穿孔231。射线屏蔽块230由能够屏蔽射线的材料制成，为了不干涉线缆穿过，射线屏蔽块230上开设有第三贯穿孔231。第三贯穿孔231为半圆形，能够方便线缆穿过。

沿第二筒体210的轴线方向设有多个射线屏蔽块230，多个第三贯穿孔231沿第二筒体210的圆周方向互相交错设置。由于第三贯穿孔231沿第二筒体210的轴线方向设置，因此单个射线屏蔽块230仍然不能完全屏蔽射线。在本实施例中，在第二筒体210的轴线方向设置两个射线屏蔽块230，且两个射线屏蔽块230的第三贯穿孔231沿圆周方向交错设置，从而能够完全阻挡沿第二筒体210的轴线方向的射线。在其他实施例中，也可以设置三个或是四个射线屏蔽块230，只要射线屏蔽块230的第三贯穿孔231交错设置即可。

如图5所示，射线屏蔽块230为外径与第二筒体210内径相匹配的圆柱块。沿射线屏蔽块230的圆周方向，在射线屏蔽块230的端面设有多个定位孔232，第二筒体210内还设有和定位孔232相匹配的定位杆240，定位杆240沿第二筒体210的轴线方向穿过多个射线屏蔽块230的定位孔232。一根定位杆240分别穿过多个射线屏蔽块230的定位孔232，确保射线屏蔽块230上的第三贯穿孔231不会沿圆周方向处于同一位置，确保多个射线屏蔽块230上的第三贯穿孔231沿圆周方向的位置交错，保证对射线的屏蔽效果。

射线屏蔽块230的材料为铅锑合金，铅锑合金对射线的屏蔽能力比纯铅材料更高，因此能够降低射线屏蔽块230的厚度，减小射线屏蔽块230的体积。且铅锑合金的强度和纯铅高，可以直接用机床对铅锑合金的毛坯进行加工得到需要的形状。

如图4所示，本实用新型还提供一种短筒体电气贯穿件100。短筒体电气贯穿件100用于穿设贴合设置的混凝土层400和耐压层500。短筒体电气贯穿件100包括用于贯穿反应堆耐压层500的贯穿件100和用于贯穿反应堆混凝土层400的辅助筒体200，第一筒体110容纳于容纳孔内。第一筒体110和第二筒体210之间通过柔性电缆连接。贯穿件100和辅助筒体200沿轴向设置，且贯穿件100位于耐压层500外侧的一端容纳于容纳孔中，确保导体组件不会裸露于耐压层500和混凝土层400之间。

辅助筒体200包括第二密封板220，第二密封板220上设有压力表，第一筒体110通过波纹管连接至压力表。第二密封板220上设有压力表。短筒体电气贯穿件100安装在耐压层500和混凝土层400上之后，为了方便检查第一筒体110处的密封性。使第一筒体110内部的压力高于环境压力，通过压力表测量第一筒体110内部的压力即可检测第一筒体110处的密封性。

本实用新型还提供一种核反应堆，核反应堆包括耐压层500和混凝土层400，耐压层500设置于混凝土层400的内侧，耐压层500用于承受反应堆内部的高压，耐压层500由核级钢板制成。混凝土层400浇注于耐压层500的外部，确保放射性物质不会逸出。核反应堆包括短筒体电气贯穿件100，贯穿件100嵌设于耐压层500，辅助筒体200嵌设于混凝土层400，如此设置，即使耐压层500和混凝土层400的沉降量不同，贯穿件100和辅助筒体200之间不会因为应力过大导致拉裂或破坏。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围内。

Claims (14)

1.一种用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件，其特征在于，所述贯穿件包括第一筒体，所述第一筒体内部设有用于容纳导体组件的空腔，所述第一筒体的两端分别密封连接有第一密封板，所述第一密封板上开设有用于供导体组件穿过的第一贯穿孔。

2.如权利要求1所述用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件，其特征在于，所述贯穿件还包括沿周向焊接于所述第一筒体一端的密封焊接法兰，所述密封焊接法兰用于和所述耐压层焊接连接。

3.如权利要求1所述的用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件，其特征在于，所述贯穿件还包括第一线缆保护筒，所述第一线缆保护筒沿所述第一筒体的轴向设置于所述第一筒体的一端，所述第一线缆保护筒的侧壁的安装板上开设有和所述第一贯穿孔匹配的第二贯穿孔。

4.如权利要求3所述的用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件，其特征在于，所述贯穿件还包括第二线缆保护筒，所述第二线缆保护筒沿所述第一筒体的轴向设置于所述第一筒体的另一端，所述第二线缆保护筒为直通型，所述第二线缆保护筒能够容纳所述导体组件穿过。

5.一种用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，所述辅助筒体包括第二筒体，所述第二筒体内设有用于容纳如权利要求1-4任一项所述的贯穿件和柔性电缆的容纳孔。

6.如权利要求5所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，所述辅助筒体还包括第二密封板，所述第二密封板密封连接于所述第二筒体的一端。

7.如权利要求5所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，所述辅助筒体还包括射线屏蔽块，所述射线屏蔽块设置于所述第二筒体内，所述射线屏蔽块上设有供线缆穿过的第三贯穿孔。

8.如权利要求7所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，沿所述第二筒体的轴线方向，设有多个所述射线屏蔽块，多个所述第三贯穿孔沿所述第二筒体的圆周方向互相交错设置。

9.如权利要求8所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，所述射线屏蔽块为外径与所述第二筒体内径相匹配的圆柱块，沿所述射线屏蔽块的圆周方向，在所述射线屏蔽块的端面设有多个定位孔，所述第二筒体内还设有和所述定位孔相匹配的定位杆，所述定位杆沿所述第二筒体的轴线方向穿过多个所述射线屏蔽块的所述定位孔。

10.如权利要求7-9任一项所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，其特征在于，所述射线屏蔽块的材料为铅锑合金。

11.一种短筒体电气贯穿件，其特征在于，所述短筒体电气贯穿件用于穿设贴合设置的混凝土层和耐压层，所述短筒体电气贯穿件包括如权利要求1-4任一项所述的用于贯穿反应堆耐压层的贯穿件和如权利要求5-10任一项所述的用于贯穿反应堆混凝土层的辅助筒体，所述第一筒体容纳于所述容纳孔内，所述第一筒体和所述第二筒体之间通过柔性电缆连接。

12.如权利要求11所述的短筒体电气贯穿件，其特征在于，所述辅助筒体包括第二密封板，所述第二密封板上设有压力表，所述第一筒体通过波纹管连接至所述压力表。

13.一种核反应堆，其特征在于，所述核反应堆包括耐压层和混凝土层，所述耐压层设置于所述混凝土层的内侧，所述核反应堆包括如权利要求12所述的短筒体电气贯穿件，所述贯穿件嵌设于所述耐压层，所述辅助筒体嵌设于所述混凝土层。

14.如权利要求13所述的核反应堆，其特征在于，所述贯穿件包括焊接于所述第一筒体一端的密封焊接法兰，所述密封焊接法兰的另一端和所述耐压层密封焊接。

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