DE1941358U

DE1941358U - Dichtungsabschluss oder verbindungsstueck zur befestigung am ende eines mineralisolierten mehrleiterkabels, insbesondere fuer kernreaktorausrustungen.

Info

Publication number: DE1941358U
Application number: DE1966U0005196
Authority: DE
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1965-04-09
Filing date: 1966-04-09
Publication date: 1966-06-30
Also published as: GB1138337A

Description

United Kingdom Atomic Energy Authority,

11, Charles II Street, London, SV/1, England

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Wr. 15 175/65 vom 9= April 1965 beansprucht.

Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück zur Befestigung am Ende eines mineralisolierten Mehrleiterkabels, insbesondere für Kernreaktorausrüstungen

Die Neuerung bezieht sich auf die Ausrüstung von Kernen von Kernreaktoren bezüglich der zum Abdichten der Enden von mineralisolierten Kabeln verwendeten Isolatoren, nachfolgend allgemein als Dichtungsabschlüsse bezeichnet, und auf Isolatoren, die in Kupplungen zwischen Längen von mineralisolierten Kabeln verwendet werden, im folgenden allgemein als Verbindungsstücke bezeichnet.

Unter Isolator ist nachstehend ein Bauteil zu verstehen, welcher elektrische Leiter, eine Isolierung und u.U. ein äußeres Gehäuse "bzw. einen Mantel aufweist«

Nachteil dieser Isolatoren ist eine Oberflächenverunreinigung bzw. -verseuchung in Kernreaktoren und insbesondere in solchen Reaktoren, die Graphit als Moderator und Kühlmittel benutzen, welche in der Hauptsache aus Kohlendioxyd mit geringen Mengen von Methan und Kohlenmonoxyd bestehen.

Entsprechend einem Aspekt der Neuerung ist ein Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück zur Befestigung am Ende eines mineralisolierten Mehrleiterkabels, v; elcher bzw. welches Leiter, von denen jeweils einer an jeweils einer der Adern des Kabels anschließbar ist (bzw. sich zur Verbindung eines an jeder Ader des Kabels eignet) und ein Gehäuse aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter mit einer selbständigen Isolierung versehen ist und daß das Gehäuse dazu geeignet ist, das Kabel und die Leiter in das Innere des Gehäuses eintreten zu lassen, wobei das Kabel und die Leiter einzeln an dem Gehäuse befestigbar sind.

Bei einer z.Zt. als nicht !besonders vorteilhaft angesehenen Ausführungsform besteht ein Teil oder mindestens der Teil des Gehäuses, an dem die Isolierung festgeschweißt ist, selbst aus Isolationsmaterial und v/eist Bohrungen auf, um die isolierten Leiter aufzunehmen, wobei diese Bohrungen merklich größer sind als der Außendurchmesser der Leiter, und die Isolierung der Leiter

wird so an diesem Teil des Gehäuses festgeschweißt bzw. sonstwie festgehalten, daß ein ringförmiger Zwischenraum zwischen der Isolierung der Leiter und dem Gehäuse frei bleibt, so daß benachbarte Leiter an dem Gehäuse abwechselnd an den inneren und äußeren Flächen des Gehäuses dicht befestigt sind»

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Neuerung besteht das Gehäuse aus Metall, z.B. einer Nickellegierung, und die Isolierung ist an dem Gehäuse über innerhalb des Gehäuses angeordnete Lötstellen befestigt.

Wo die Isolierung außerhalb des Gehäuses des Dichtungsabschlusses den Außen- bzw, Umgebungsbedingungen unterworfen ist oder wo sie mechanisch zwischen Kontakten oder Leitern in einem Verbindung^tück festgehalten ist, kann die Isolierung vorzugsweise mit einer Oberflächenglasur versehen sein, welche entweder als ein Glasuranstrich auf Porzellan oder einem anderen gesinterten keramischen Material aufgebracht sein kann oder durch Aufschmelzen entweder der Oberfläche der Isolierung oder der gesamten Isolierung, und zwar entweder während der Bildung oder nach dem Vermählen /after grinding to size/. Die die Neuerung darstellenden Verbindungsstücke können in vorteilhafter Weise derart gestaltet sein, daß eine Strömung von Gas über die Isolierungsoberflächen von zwei zusammengekuppelten Verbindungsstücken streicht, wobei die Isolierungsoberflächen mit einer Glasur versehen sind oder aus geschmolzenem Material bestehen»

Dieser Gasstrom kann reines Säuberungsgas sein, das in den Reaktor durch geeignete Mittel eingeleitet wird, oder auch das Reaktorkühlmittel„

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung Ausführungsformen des Gegenstandes der Neuerung in beispielhafter Weise beschrieben, und zwar zeigen

Fig. 1 einen neuerungsgemäßen Dichtungsabschluß im Querschnitt,

Figo 2 eine andere Ausführungsform eines Dichtungsabschlusses entsprechend der Neuerung,

Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines Dichtungsabschlusses entsprechend der feuerung während

Fig₀ 4 einen Axialschnitt durch eine aus zwei neuerungsgemäßen Verbindungsstücken zusammengesetzte Kupplung zeigt„

Bei der Ausführungsform entsprechend Fig« 1 sind zwei Thermoelementleitungen 1 und 2 aus Alumel bzw. Chromel jeweils mit einer von zwei Adern 8 und 9 eines mineralisolierten Thermoelementkabels 7 durch Punktschweißung verbunden. Die beiden Thermoelementleitungen enden in getrennt voneinander isolierten Leitern 11 und 12, wobei die Isolierung mit dem Bezugszeichen versehen ist. Die Isolierung, die aus gesintertem keramischen Material, wie z.B. Aluminiumoxyd oder Magnesiumoxyd von hoher

Reinheit, besteht, ist an dem entsprechenden Leiter mittels einer Kappe 4 aus einer Nickellegierung befestigt, welche abdichtend an dem leiter und an der Isolierung bei 15 festgelötet oder sonstwie befestigt ist. Die Isolierung ist etwa auf der Hälfte

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ihrer Länge an der Lötstelle 15 mit einem tQpfförmigen Teil 5 eines Gehäuses verbunden, wobei die Kappen innerhalb des Teiles 5 liegen. Die Isolierung hat außerhalb des Gehäuses eine glasierte bzw» polierte /glazed/ Außenwand 13· Bei einigen Ausführungsformen bzw«, Profilen sind die Innenabmessungen der Isolierung größer als diejenigen des Leiters und die Isolierung ist so angeordnet, daß ein Zwischenraum zwischen dem Leiter und der Isolierung bleibt, mit dem Ergebnis, daß ein verlängerter (Kriech-)Weg über die Isolierung hinweg entsteht.

Das Thermoelementkabel läuft bzw. tritt durch eine Bohrung H im Boden eines zweiten topfförmigen Teiles 6 des Gehäuses hindurch und der Mantel des Kabels 7 ist durch Verlöten

bei 15 in dieser Bohrung abdichtend befestigt= Die Adern 8 und 9 sind durch Punktschweißung an den Leitern 11 und 12 befestigt und die beiden Hälften des Gehäuses sind zusammengesetzt, wobei der Teil 6 eine ringförmige Lippe, die zur Führung bzw, Feststellung dient, aufweist, und durch Argon-Arc-Schweißungen miteinander verschweißt. Die Isolierung kann aus geschmolzenem keramischen oder anderem Isoliermaterial bestehen anstatt aus gesintertem keramischen Material, Vorzugsweise liegen alle Lötstellen an der inneren Fläche des Gehäuses,

Die Ausführungsforin nach -*'ig. 2 ist derjenigen von Pig. 1 ähnlich mit Ausnahme dessen, daß der Teil 5 des Gehäuses durch eine dicke Platte oder einen Block 5a aus Berrylerde oder einem anderen geeigneten Isoliermaterial "besteht und die Mckelkappen durch Teile 17, 18 aus Vacon 70 oder einem anderen Material mit einem niedrigen, demjenigen der Isolierung ähnlichen Ausdehnungskoeffizienten ersetzt sind, von denen eines an der Innenseite und das andere an der Außenseite der Scheibe 5a angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform ist ein Zwischenraum zwischen der Isolierung 3 und der Scheibe 5a vorhanden, um einen verlängerten Kriechweg zu bilden. Die beiden Teile des Gehäuses sind durch einen schalenförmigen Plansch 19 aus Vacon 70 oder dergl. verbunden, welcher durch Verlöten an der Scheibe 5a etwa entlang deren Mittellinie, bezogen auf ihre Dicke, und an dem Gehäuseteil 6 befestigt ist«

Die Ausführungsform nach Pig. 3 ist derjenigen von Pig. 1 ähnlich mit Ausnahme dessen, daß der Teil 6 des Gehäuses selbst aus zwei Stücken besteht, einem schalenförmigen Boden bzw» Endstopfen 6a und einer darüber schiebbaren bzw. verschiebbaren Hülse 6b. Die Anordnung ist so getroffen, um den Zusammenbau zu erleichtern, da das Verlöten des Kabels an dem Teil 6 an der inneren Fläche des Teiles 6 einfacher ist, wenn die Hülse während des Verlötens aus dem Weg geschoben werden kann, wobei außerdem die Verbindung der Leitungen und der Adern aneinander in Abwesenheit der Hülse, d.h. bei weggeschobener Hülse, vollzogen werden kann, Es versteht sich, daß bei der Ausführungsform entsprechend

Fig» 1 die Adern des Kabels verbogen werden mußten, als die beiden Teile des Gehäuses zusammengebracht wurden. Bei der Ausführungsform entsprechend Fig. 3 kann die Hülse in Kontakt bzw. in Berührung mit dem Gehäuseteil 5 verschoben werden und anschließend durch Verschweißen an dem Gehäuseteil 5 und dem Endstopfen befestigt werden.

Bei der Kupplung entsprechend Fig. 4 sind mehrere Thermoelementdichtungsabschlüsse 31, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben sind, vorhanden, um die Thermoelementleitungen 30 mit Drähten bzw, Adern 28 zu verbinden, die zu Kontakten 29 an männlichen (äußeren) bzw. weiblichen (inneren) Verbindungsstücken 32 bzw. 33 führen, die nach dem Klinkenstöpselprinzip /jack plug principle/ konstruiert sind. Die Dichtungsabschlüsse 31 sind von den Gehäusen der entsprechenden Verbindungsstücke mit ausreichendem Zwischenraum zwischen benachbarten Paaren von Dichtungsabschlüssen eingebaut, um einen Gasfluß in die Verbindungsstücke hinein und aus den Verbindungsstücken heraus zu ermöglichen. Vorzugsweise haben alle Kontakte in dem weiblichen bzw. inneren Verbindungsstück die Form von gebogenen federnden Streifen oder Adern, welche mit den Kontakten in dem männlichen bzw» äußeren Teil jeweils an mehreren Punkten in Eingriff stehen. -Ss sind mehrere Durchtrittsöffnungen 34 vorgesehen, welche als abschließend mit den oben erwähnten Zwischenräumen betrachtet werden können, um Gas über alle äußeren Isolierungsflächen streichen zu lassen, die alle glasiert bzw. poliert sind. Die Durchtrittsöffnungen werden auch dazu benutzt,

die Drähte bzw,, Adern 28 zu den verschiedenen Kontakten 29 zu führen. Rohre oder andere Mittel können an den Verbindungsstücken befestigt sein, um den Fluß von Reinigungsgas zu gewährleisten oder die Verbindungsstücke können alternativ in dem Reaktorkühlmittelstrom angeordnet sein, so daß das Reaktorkühlmittel durch die Kupplung strömt.

Die Durchflußleistung des Gases wird automatisch da anwachsen, wo das G-as über eine Isolierun^soberflache strömt, da das Isolierungsmaterial ein Hemmnis für die Strömung ist= Wenn ein reines Gas, welches sich nicht unter der Bestrahlung zersetzt ζ.Β» die inerten Gase Helium und Stickstoff, von außerhalb des Reaktors zugeführt werden, ist es nicht notwendig, einen schnellen Fluß von Gas über die Isolierungsoberfläche vorzusehen, sondern es ist vorteilhaft, einen geringen Drucküberschuß innerhalb des Gehäuses der Kupplung aufrecht zu erhalten, um verunreinigtes Reaktorkühlmittel von dem Gehäuse fernzuhalten.

Die Neuerung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Schutzanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Neuerungsmerkmale, die im einzelnen — oder In Kombination — in der gesamten Eeschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Schutzansprüche

Claims

1, DichtungsabSchluß oder Verbindungsstück zur Befestigung am Ende eines mineralisolierten Mehrleiterkabels, welcher bzw. welches Leiter, von denen jeweils einer an einer der Adern des Kabels anscnließbar ist bzw. sicn zur Verbindung eines an jeder Ader des Kabels eignet, und ein Genäuse aufweist, dadurch gekennzeichnet _t daß jeder Leiter mit einer eignen Isolierung versehen ist und das Gehäuse dazu geeignet ist, das Kabel und die Leiter in das Innere des Gehäuses eintreten zu lassen, wobei das Kabel und die Leiter einzeln an dem Gehäuse befestigbar sind.

2. Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach Ansprucn 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbständigen Isolierungen mindestens außerhalb des Gehäuses glatte bzw» glasierte Oberflächen aufweisen.

3. Dichtungsabscnluß oder Verbindungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus zwei Teilen

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besteht, von denen der eine Teil zum Durchführen des Kabels und der andere Teil zum Durchführen der Leiter geeignet ist, derart, daß das Kabel mit den Leitern durch ein durch einenSpalt zwischen den beiden Gehäuseteilen eingeführtes Werkzeug verbindbar und die beiden Gehäuseteile anschließend zusammenfügbar sind.

4. Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse aus drei Teilen besteht, von denen der eine Teil zum Durchführen des Kabäs, ein weiterer Teil zum Durchführen der Leiter geeignet ist und der dritte Teil über den einen der anderen Teile zu schieben ist, um an dem übrigen Teil anzustoßen, derart„ daß das Kabel bei Abwesenheit des dritten Teils mit den Leitern zu binden ist und dieser dritte Teil dann zum abdicntenden Zusammenfügen der beiden anderen Teile zu verwenden ist.

5» Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabel und Leiter von der Innenseite des Gehäuses her in dem Gehäuse durch durch Verlöten bzw» Verschweißen aufgeschweißten Werkstoff abdichtend befestigt sind.

6. Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet„ daß die einzelnen Isolierungen aus geschmolzenem Aluminiumoxyd bestehen«.

7· Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6„ dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Isolierungen aus Magnesiumoxyd bestehen=

8. Dichtungsabschluß oder Verbindungsstück nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7_S dadurch gekennzeichnet, daß die beiden getrennten Isolierungen durch einen Block aus weiterem Isoliermaterial hindurchgeführt und abdichtend in dem Block an gegenüberliegenden Seiten befestigt sind, wobei ein ringförmiger Spalt zwischen jeder der selbständigen Isolierungen und dem Block vorgesehen ist, derart, daß kein direkter Kriechweg zwischen den Leitern auf jeder Seite des Blockes ist, sondern jeder Kriechweg zusätzlich zu der Dicke des Blockes durch einen ringförmigen Spalt verlängert wird, wobei der Block seinerseits in das Gehäuse, von dem er einen Teil bildet, eingeschweißt bzw. eingelötet isi.

9. Kupplung, die unter Verwendung des Dichtungsabschlusses nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8 zusammengesetzt ist, dadurch gekennzeichnet,, daß Durchtrittsöffnungen zum Durchströmen von über die einzelnen selbständigen Dichtungen hindurchstreichenden Gase vorgesehen sind.