DE2243607A1 - Elektrische durchfuehrungsanordnung - Google Patents

Elektrische durchfuehrungsanordnung

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Description

Patentanwälte *
Dr.-Ing. MANS RUSCHKE
Dipl.-Ing. MSNZ AGULAR . ■£;--..y .
Mündisn 80, Pianzenauersir. 2 . ' ^ C ^
B 995
BUNKER RAMO CORPORATION
900 Commerce Drive
Oak Brook, Illinois / USA
Elektrische Durchführungsanordnung
Es ist bekannt, daß elektrische Durchführungsverbindungen zu Vorrichtungen in einem Schutzbehälter, der eine besonders gesteuerte Umgebung erfordert, erheb-■ liehe Schwierigkeiten bereiten, da derartige Verbindungen so ausgebildet sein müssen, daß sie die Aufrechterhaltung des unbeschädigten Zustandes, der Umgebung in dem Schutzbehälter nicht beeinträchtigen
oder stören. Solche Schutzbehälter können z.B. Kernreaktoren, Heißzellen, Strahlungslaboratorien, Schiffs-
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und Brennstoffaufbereitungsanlagen zugeordnet sein. Welch hohe Anforderungen solche elektrischen Verbindungen erfüllen müssen, ist daran zu ersehen, daß in Notfällen eine elektrische Durchführungsanordnung für einen Kernreaktor Drücke und Temperaturen von etwa 88 kg/cm und 3OO°C ebenso wie hohe Strahlungspegel aushalten müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, verbesserte elektrische Durchfuhrungsanordnungen für Schutzbehälter einer besonders gesteuerten Umgebung zu schaffen.
Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektrische Durchführungsanordnung für einen Kernreaktor-Schutzbehälter zu schaffen, die in der Lage ist, eine gewünschte elektrische Wirkungsweise zu erzielen und den unbeschädigten Zustand des Be*- hälters unter normalen Bedingungen und in Notfällen aufrecht zu erhalten. ·
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische Durchführungsanordnung für einen Schutzbehälter zu schaffen, die die Notwendigkeit isolierter Leitungen in der Anordnung beseitigt.
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Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine elektrische, Durchführungsanordnung für einen Schutzbehälter zu schaffen, der in der Fabrik montiert und mit minimalem Aufwand installiert werden kann. -
Auch ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte elektrische Durchführungsanordnung für einen Schutzbehälter zu schaffen, die zusätzlich eine höhere Wärmeübertragung, eine einheitliche Konstruktion» eine hohe Leiterdichte, ersetzbare und austauschbare LeXtereinheiten, die Möglichkeit der konstanten Leekermittlungi eine kompakte Größe zur schnelleren Leckermittlung, die Möglichkeit zur Wartung am Einsatzort und eine leichte Bedienung, eine größere Störfreiheit, einen wirtschaftlichen Aufbau und eine Anpassungsfähigkeit zur Verbesserung vorhandener Betriebsanforderungen aufweist* ·
Entsprechend Ausführungsbeispielen der Erfindung werden kompakte elektrische Durchführungsanordnungen zur Befestigung an einem schutzbehälter geschaffen. Bei· einem Ausführungsbeispiel wird eine Einzelanschlußdurchführungsanordnung mit einer lösbar befestigten und mehr»* fach abgedichteten Durchführungseinheit mit einem inne^ ren Leitungssystem zur kontinuierlichen Druckprüfung des Züstandes des Dichtungen vorgesehen» Bei einer zweiten Ausführungsform wird eine geküppelt/e Döppelanschlußkonstruktion mit mehrfach abgedichteten Durch-
führungseinheiten in zwei benachbarten Anschlüssen mit einer Anschlußdichtung zwischen diesen vorgesehen, wobei der Raum zwischen den beiden Anschlüssen zur kontinuierlichen Druckprüfung des Zustandes der Dichtungen verwendet wird. Bei beiden Ausführungsformen schafft jede Durchführungseinheit eine im wesentlichen starre elektrische und mechanische Kupplung zwischen Eingangsund Ausgangsleitern und ist ebenfalls einzeln lösbar und austauschbar, um ohne Beeinträchtigung des Zustandes des Schutzbehälters oder sonstige Unterbrechung des Betriebs der anderen Leitereinheiten zu ermöglichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 8 beispielsweise erläutert. Es zeigt
Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer elektrischen Einzelanschlußdurchführung gemäß der Erfindung, wobei ein Sektorteil weggeschnitten ist, um den Inneren Aufbau zu zeigen, und Teile der Durchführungseinheit und des befestigten Kabels in auseinandergezogener Anordnung dargestellt sind,
Figur 2 einen Querschnitt eines AusfUhrungsbeispiels einer Durchführungseinheit, die in der Einzelanschlußanordnung der Figur 1 verwendbar ist,
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Figur 3 einen Querschnitt einer abgewandelten Ausführungs-J ' form der Durchführungseinheit der Figur 2,
Figur 4 einen Querschnitt, aus dem Einzelheiten der meharfach abgedichteten Befestigung hervorgehen, die für eine Durchführungseinheit in einer Einzelanschlußanordnung der Figur 1 verwendet wird,
Figur 5( einen Querschnitt, aus dem ein Blindflansch als Abschluß für eine Durchführungseinheit hervor^ geht,
Figur 6 eine perspektivische Darstellung einer gekuppelten, elektrischen Doppelanschiußdurchführungsanordnung gemäß der Erfindung, wobei ein Sektorteil weggeschnitten ist, um den inneren Aufbau zu zeigen,
Figur 7 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer Durchführungseinheit, die in der gekuppelten Doppelanschlußanordnung der Figur 6 verwendbar ist, und
Figur.8 einen Querschnitt, aus dem Einzelheiten der mehrfach abgedichteten Befestigungskonstruktion hervorgehen, die für die Durchführungseinheit in der gekuppelten Doppelanschlußanördnung der"Figur 6 verwendet wird.
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Zur Erleichterung des Verständnisses der Erfindung sind die Elemente des Anschlusses mit Bezugsziffern kleiner als 100 und die Elemente der Durchführungseinheit und
der Befestigungen mit Bezugsziffern größer als 100 bezeichnet.
Zunächst bezugnehmend auf die beispielsweise Einzelanschlußanordnung in Figur 1 ist eine einzelne zylindrische Anschlußplatte 10 mit Befestigungsöffnungen 11 zur Befestigung der Anschlußplatte 10 an einem Schweiß&nsatasflansch eines Stahlrohrs oder einer Düse (nicht gezeigt)vorgesehen, die typischerweise an einem Schutzbehälter vorgesehen sind, um elektrische Durchführungsverbindüngen aufzunehmen. Kreisförmige O-Ringnuten 14 sind in der Anschlußplatte 10 zur Abdichtung vorgesehen. Die Befestigung der Anschlußplatte 10 an dem Behälter könnte auch gegebenenfalls durch Schweißen erfolgen.
Wie Figuren 1 und 2 zeigen, enthält die Anschlußplatte 10 Durchführungsöffnungen 12, in denen die Durchftihrungseinheit 110 typischerweise anliegende, zylindrische, elastische, isolierte Anschlußdurchführungen 111 und (z.B. aus Silicongummi) aufweist, die leitende Anschlußkontakte 115 haben, die in geeigneter Weise darin angeordnet sind. Die gegenüberliegenden Enden dieser Anschlußköntakte 115 nehmen jeweils mechanisch und elektrisch verbünden die Kupplungsanschlüsse 117 und 137
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Buchsen- und Kabelabschlüssen 119 und 139 auf, zwischen denen- elektrische Durchführungsverbindungen hergestellt werden sollen. Wie Figur 1 zeigt, kann ein Abschluß entweder ein Buchsenabschlüß 119 öder ein KabelabSchluß sein. Figur 3 zeigt eine beispielsweise Durchführungseinheit mit zwei Buchsenabschlüssen 119.
Betrachtet man zuerst den Buchsenabschluß 119 am rechten Ende der Durchführungseinheit (gesehen in Figur 2),'so. ist ersichtlich,daß der Buchsenabschluß 119 aus einer Gitterplatte 120 mit einer sich daran anschließenden Hülse 121 an ihrem äußeren Ende und einem Befestigungsflansch 122 an ihrem inneren Ende bestehen kann. Die Anschlüsse 117 des Buchsenabschlusses 119 sind in der Gitterplatte 120 hermetisch abgedichtet, indem sie z.B. mit Glasperlen 123 verschmolzen sind, um eine starke hermetische Dichtung zu schaffen. Die äußere Hülse (Figur 1) weist außen ein Gewinde auf, um einen Kupplungsstecker eine Kabels (nicht gezeigt) in üblicher Weise befestigen zu können. Die Gitterplatte 120 ist an der Anschlußplatte 10 durch Befestigungsbolzen befestigt, die durch Bohrungen 124 in dem Flansch verlaufen und in Brohungen 16 der Anschlußplatte 10 eingeschraubt sind.
Wie Fift. h zeigt, ist· ein C-föxraiger, bimetallischer selbsterregender Dichtungsring 130 in einer entspre-
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chenden Ausnehmung 13 der Anschlußplatte 10 angeordnet, um für die Durchführungseinheit eine Dichtung hoher Qualität zu schaffen. Dieser Dichtungsring 130 kann aus rostfreiem Stahl bestehen, der mit einem weichen Metall wie Silber, Indium oder Blei plattiert ist, ao daß nach Auf-v bringen mit Druck und Hitze seine weiche plattierte Oberfläche sich entsprechend den Verbindungsflächen verformt, um eine hochgradige Dichtung zu schaffen. Wie Figur 4 zeigt, ist eine Mehrfachdichtung dadurch geschaffen, daß die aufeinanderliegenden Flächen 131 des Flansche8 122 und der Anschlußplatte 10 in geeigneter Weise oberflächenbehandelt sind. Dadurch werden zwei in Reihe liegende Dichtungsflächen geschaffen, so daß eine weitere Erhöhung der Zuverlässigkeit und Qualität der sich ergebenden Dichtung erreicht wird. Wenn keine besondere Durchführungseinheit verwendet werden soll, kann ein Blindflansch 132 verwendet und in ähnlicher Welse abgedichtet werden, wie Figur 5 zeigt.
Betrachtet man nun den Kabelabschluß 139 auf der linken Seite der Durchführungseinheit, so kann dieser eine Gitterplatte 140 mit einem Flansch 142 aufweisen» der Bohrungen 144 zur Befestigung und Mehrfachdichtung der Anschlußplatte 10 unter Verwendung eines Dichttttifsrings 130 in einer entsprechenden Nut 13 in der gleichen Weise zu ermöglichen, wie zuvor anhand der Buchsengitter-, platte 120 beschrieben wurde. Die Anschlüsse 137 der
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Gitterplatte 14O sind in gleicher" Weise durch Verschmelzen mit Glasperlen 143 hermetisch abgedichtet, um eine starke hermetische Dichtung zu bilden. Die Gitterplättenanschlüsse 137 können mit entsprechenden Kontakten 156 eines zu befestigenden Kabels 150 gekuppelt werden, und sind vorzugsweise durch ein Vergußmaterial 151 in dem Kabelvergußschuh 152 ständig daran befestigt.
Um eine kontinuierliche Druckprüfung bezüglich des unbeschädigten Züstandes der Dichtungen zu schaffen, ist vorteilhafterweise ein inneres Leitungssystem für die Anordnung der Figur 1 dadurch vorgesehen, daß Verbindungskanäle 15 (Figur 1) in der Anschlußplatte 10 aus-* gebildet sind, die die Durchführungsbohrungen 12 zur gemeinsamen Verbindung mit einer Zugangsbohrung 20 verbinden, in der sich eine Druckmesseinrichtung 25 und eine zugehörige Ventilanordnung befinden.
In den Figuren 6 bis 8 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, das eine gekuppelte DoppelanschlußkÖnstruktion anstelle der Einzelanschlußkonstruktion der Figur 1 verwendet. Wie Figur 6 zeigt, sind benachbarte Anschlußplatten 60 und 62 durch Stiftschrauben 64 verbunden, die durch entsprechende Bohrungen 61 verlaufen. Die Anschlußplatten 60 und ,62 weisen Auflageflansche 60a und 62a mit einer Dichtungsscheibe dazwischen auf, um die Anschlußöffnung abzudichten. Die
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gekuppelte Doppelanschlußanordnung ist in Figur 6 als an die Düse bzw. das Stahlrohr 70 eines Schutzbehälters angeschweißt gezeigt» könnte jedoch auch zur Befestigung durch Bolzen an einem Schweißanschlußflansch in gleicher Weise wie der für die Einzelanschlußanordnung in Figur 1 gezeigte ausgebildet sein.
Wie Figuren 6 und 7 zeigen, sind die Anschlußplatten 60 und 62 mit fluchtenden Durchführungsbohrungen 67 und 69 versehen, in denen Durchführungseinheiten 160 angeordnet sind. Wie am besten Figur 7 zeigt, weist jede Durchführungseinheit. 160 Gitterplatten 172 und 182 auf, die an den jeweiligen Anschlußplatten 60 und 62 durch Bolzen 173 und 183 befestigt sind, die durch Bohrungen in entsprechenden Flanschen 174 und 184 verlaufen und in entsprechende Bohrungen 63 und 65 eingeschraubt sind· Die Gitterplatten 172 und 182 haben Anschlüsse 177 und 187, die mit gegenüberliegenden Enden von Anschlußkontakten 165, die in einer Anschlußgummidurchführung 161 angeordnet sind, mechanisch und elektrisch verbunden sind. Die Anschlüsse 177 und 187 sind mit Glasperlen 178 und 188 hermetisch verbunden, um in der gleichen Weise eine starke Dichtung zu schaffen, wie für die Gitterplattenanschlüsse der Einzelauschlußausführungsform der Figuren 1 und 2 beschrieben wurde. Ähnlich der Gitterplatte 120 in der Einzelanschlußausführungsform hat auch die Doppelanschlußgitterplatte 172 eine sich anschließende zylindrische Hülse 179 mit einem Außengewinde, um einen
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Buchsehabschluß zur Aufnahme eines Kupplungskabelsteckers (nicht gezeigt) zu bilden.. In ähnlicher Weise wie bei der Gitterplatte 142 'der Einzelanschlußausführungsform schafft auch die andere Doppelanschlußgitterplatte 182 feinen
Kabelabschluß mit ihren Anschlüssen 187, die mit entsprechenden Anschlüssen 197 eines zu befestigenden Kabels 190 gekuppelt werden können. Vorzugsweise ist das Kabel durch Vergußmaterial 191 in dem Kabelvergußschuh 192 ständig
daran befestigt.
Wie Figur 8 zeigt, haben auch die Doppelanschlußgitterflansche 172 und 182 Dichtungen 130 hoher Güte in gleicher Weise wie die Einzelanschlußausführungsform und auch eine zusätzliche Dichtung durch geeignete Oberflächenbehandlung der Auflagedichtungsflachen 199. Figur 8 zeigt außerdem,
wie noch eine weitere Mehrfachdichtung dadurch geschaffen werden kann, daß eine kompresslble Dichtungsscheibe 200
zwischen dem Gitterplatrtenflansch 174 und der Anschlußplatte 60 verwendet wird. Eine kontinuierliche Druckprüfung der Dichtungen in der gekuppelten Doppelanschlußausführungsform wird in der in Figur 6 gezeigten Weise
durch Verwendung einer Zugangsbohrung 68 in der Anschlußplatte 62 erreicht. .
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Claims (11)

  1. Patentansprüche
    Elektrische DurchfÜhrungsanordnung für Sicherheitsbehälter mit einer gesteuerten Umgebung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlußeinrichtung an dem Behälter befestigbar ist, um elektrische Verbindungen in dessen Inneres zu führen, daß die Anschlußeinrichtung wenigstens eine darin befestigte DurchfÜhrungseinheit aufweist, daß die Durchführungseinheit Anschlüsse aufweist, um an gegenüberliegenden Enden von der Innen- und der Außenseite des Behälters Leiter aufzunehmen, daß die Durchführungseinheit eine im wesentlichen starre elektrische und mechanische Kopplung zwischen diesen Anschlüssen bildet, daß die Durchführungseinheit an der Anschlußeinrichtung lösbar befestigt ist, und eine Mehrfachdichtung zwischen diesen vorgesehen ist, und daß die Mehrfachdichtung aus einer Dichtung zwischen der Anschlußeinrichtung und der Durchführungseinheit an jeder von ersten und zweiten im Abstand befindlichen Auflagestellen zwischen diesen gebildet ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung an der ersten Stelle aus einem selbsterregenden bimetallischen Dichtungsteil besteht, das zwischen der Anschlußeinrichtung und der DurchfÜhrungs elnheit angeordnet ist.
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  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1," dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung an der zweiten Stelle durch die
    Oberflächengüte zwischen aufeinanderliegender: Sitzflächen der Arischlußeinrichtung und der Durchführungseinheit an der zweiten Stelle gebildet ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Dichtung zwischen der Durchführungsein-, heit und der Anschlußeinrichtung durch eine kompressible Dichtungsscheibe zwischen diesen an einer dritten Stelle im Abstand von den ersten und zweiten
    Stellen.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung an der zweiten Stelle durch eine kompressibie Dichtungsscheibe gebildet ist.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung und die Dürchführungseinheit so ausgebildet sind, daß sie eine Zugangsöffnung zu der Durchführungseinheit zur Kontrolle
    der Mehrfachdichtung bilden.
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine zusätzliche Durchführungseinheit der gleichen Konstruktion in gleicher Weise ^n desr Anschlußeinrichtung angeordnet ist, und.daß die ...
    ) 0 9 fi J:)/ 0 7 ß 1 "
    BAD
    AnachLußeLririchtung eLne derartige Konstruktion hat, dan eLne gemeinsame Zugangaöffnung ein« gleichzeitige Druckprüfuncj der flehrfachdichtung ermöglicht.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekannte Lehnet,
    daß dLe Durchführungaeinheit elaatinche Anachlußmlttel aus LsoLierendem Material aufweist, dLe darin angeordnete elektrische AnachLußkontakte aufwelssan, und daß jeder der Leiteraufnehmenden Anschlüsse ein Lösbar an der AnschLußeLnrLchtung befestigtes IfJoLLerteil mit hermetisch'abgedichteten eLektrLschen Anschlüssen zur mechanischen und elektrischen Verbindung mit den Enden von entsprechenden Anschlußkontakten aufweist.
  9. 9. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußeinrichtung aus einer einzigen Anschlußplatte mit Durchführungsöffnungen zur Aufnahme von Durchführungseinheiten besteht, und daß die Anschlußplatte auch ein inneres Leitungssystem aufweist, durch das jede Durchführungsöffnung und die gemeinsame Zugangsöffnung verbunden sind, um-eine gleichzeitige Druckprüfung der Mehrfachdichtung zu ermöglichen.
  10. 10. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Leitungssystem für die Anschlußplatte
    ■10 901 Ϊ/(.»«! BAD0WalNAL
    durch die Durchführungsöffnungen verbindende Kanäle gebildet ist. ■
  11. 11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet., daß die Anschlußeinrichtung eine erste und zweite benachbarte Anschlußplatte mit abgedichteten Anschlußöffnungen zwischen diesen und fluchtende . Durchführung^- öffnungen zur Aufnahme von Durchführungseinheiten aufweist, und daß die Anschlußöffnungen mit jeder Durchführung verbunden sind, um eine gleichzeitige Druckprüfung der Mehrfachdichtung zu ermöglichen.
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