RU46381U1

RU46381U1 - MEDIUM VOLTAGE ELECTRIC PASSAGE

Info

Publication number: RU46381U1
Application number: RU2005104293/22U
Authority: RU
Inventors: А.Ю. Теняков
Original assignee: Закрытое акционерное общество "ЭЛОКС-ПРОМ"
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2005-02-17
Publication date: 2005-06-27

Abstract

Полезная модель относится к герметичным электрическим проходкам, применяемым для передачи электрической энергии через герметичные ограждения атомных станций, транспорта с ядерными реакторами, тоннелей метро и т.д. Задачей данного изобретения является обеспечение длительной герметичности электрических проходок за счет повышения ее стойкости к воздействию электрохимической коррозии. Поставленная задача решена за счет того, что электрическая герметичная проходка, состоящая из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов, характеризуется тем, что на поверхностях сильфонов выполнено металлокерамическое покрытие из тринитрида титана толщиной 8-30 мкм.The utility model relates to sealed electrical penetrations used to transfer electrical energy through sealed enclosures of nuclear power plants, vehicles with nuclear reactors, subway tunnels, etc. The objective of the invention is to ensure long-term tightness of electrical penetrations by increasing its resistance to electrochemical corrosion. The problem is solved due to the fact that the electrical hermetic penetration consisting of a metal casing under gas pressure, bushing insulators connected to the casing through thin-walled transitional parts and through bellows, and a monolithic current-carrying rod with solid insulation, hermetically installed inside the bushing insulators, characterized in that a ceramic-metal coating of titanium trinitride with a thickness of 8-30 microns is made on the surfaces of the bellows.

Description

Полезная модель относится к герметичным электрическим проходкам, применяемым для передачи электрической энергии через герметичные ограждения атомных станций, транспорта с ядерными реакторами, тоннелей метро и т.д.The utility model relates to sealed electrical penetrations used to transfer electrical energy through sealed enclosures of nuclear power plants, vehicles with nuclear reactors, subway tunnels, etc.

Известна электрическая проходка (гермоввод), которая проводит электрическую энергию высокого напряжения через гермооболочку АЭС. Указанная электрическая проходка имеет герметичный корпус под давлением газа, к которому с двух сторон приварены проходные изоляторы, через осевое отверстие которых пропущен медный проводник. Медный проводник состоит из цельного медного стержня снаружи, а внутри проходки имеет гибкие электропроводящие вставки, которые компенсируют тепловое расширение проводника, возникающее при прохождении токов короткого замыкания или пусковых токов. Гибкие электрические вставки присоединены к цельному медному стержню пайкой или опрессовкой внутри герметично заваренного корпуса и не контролируются в процессе эксплуатации. Наличие неконтролируемых контактных соединений внутри проходки недопустимо, т.к. она осуществляет электроснабжение ответственного оборудования в гермозоне атомных станций (см. патент США - №4237336, G21C 013/04, 1980г.).Known electrical penetration (pressure seal), which conducts electrical energy of high voltage through the containment of nuclear power plants. The specified electrical penetration has a sealed housing under gas pressure, to which bushing insulators are welded on both sides, through whose axial hole a copper conductor is passed. The copper conductor consists of a solid copper rod on the outside, and inside the penetration has flexible conductive inserts that compensate for the thermal expansion of the conductor that occurs when passing short-circuit currents or inrush currents. Flexible electrical inserts are connected to a solid copper rod by soldering or crimping inside a hermetically sealed case and are not controlled during operation. The presence of uncontrolled contact compounds inside the penetration is unacceptable, because it provides power to critical equipment in the containment area of nuclear power plants (see US Pat. No. 4,237,336, G21C 013/04, 1980).

Наиболее близкой конструкцией по технической сути является электрическая проходка (патент США 385 6983, класс G21C 013/04;The closest design in technical essence is electrical penetration (US patent 385 6983, class G21C 013/04;

Н01В017/30, 1974 г.), которая используется для ввода электрической энергии в гермозону атомных станций. Указанная электрическая герметичная проходка состоит из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов Концы проводника выступают из корпуса и загерметизированы в проходных изоляторах, которые закреплены на корпусе через сильфоны Н01В017 / 30, 1974), which is used to enter electric energy into the pressure zone of nuclear plants. The specified electrical tight penetration consists of a metal casing under gas pressure, bushing insulators connected to the casing through thin-walled transitional parts and through bellows, and a monolithic conductive rod with solid insulation, sealed inside the bushing insulators The ends of the conductor protrude from the casing and are sealed in the bushing insulators that are secured to the housing through bellows

(металлические мембраны) для обеспечения ограниченных перемещений стержня в горизонтальном и вертикальном направлениях. Известная конструкция имеет U-образный и гофрообразный металлические сильфоны, выполненные из сплава с низким коэффициентом температурного расширения, которые припаиваются к керамическому изолятору. Эти сплавы (фенил, ковар и т.д.) имеют умеренную коррозионную стойкость, но подвержены электрохимической коррозии.(metal membranes) to provide limited movement of the rod in the horizontal and vertical directions. The known design has a U-shaped and corrugated metal bellows made of an alloy with a low coefficient of thermal expansion, which are soldered to a ceramic insulator. These alloys (phenyl, kovar, etc.) have moderate corrosion resistance, but are susceptible to electrochemical corrosion.

Использование указанных сплавов до настоящего времени было оправдано относительно невысокими требованиями к гермопроходке в части срока службы и параметров аварийных режимов (40 лет, 150°С, 5 Bar).The use of these alloys to date has been justified by the relatively low requirements for hermetic penetration in terms of service life and emergency operation parameters (40 years, 150 ° C, 5 Bar).

В настоящее время в гермозоне АЭС предусмотрены проектные режимы интенсивного орошения проходок кислотами и щелочами, которые являются инициаторами электрохимической коррозии сильфонов и сопряженных с ними тонкостенных деталей, т.к. скапливаются в открытых углублениях гофр и подвергаются интенсивному воздействию мощного электромагнитного поля вокруг проходки.At present, in the containment zone of NPPs, design regimes for intensive irrigation of penetrations with acids and alkalis are provided, which are the initiators of electrochemical corrosion of bellows and associated thin-walled parts, as accumulate in open recesses of the corrugations and are subjected to intense exposure to a powerful electromagnetic field around the penetration.

В связи с тем, что сильфоны имеют незначительную толщину, то при наличии очагов коррозии они разрушаются и электрическая проходка теряет герметичность.Due to the fact that the bellows have a small thickness, in the presence of foci of corrosion they are destroyed and the electrical penetration loses its tightness.

Задачей данного изобретения является обеспечение длительной герметичности электрических проходок за счет повышения ее стойкости к воздействию электрохимической коррозии.The objective of the invention is to ensure long-term tightness of electrical penetrations by increasing its resistance to electrochemical corrosion.

Поставленная задача решена за счет того, что электрическая герметичная проходка, состоящая из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов, характеризуется тем, что на поверхностях сильфонов выполнено металлокерамическое покрытие из тринитрида титана толщиной 8-30 мкм. Металлокерамическое покрытие может быть выполнено на тонкостенных переходных деталях и местах сварки переходных деталей и сильфонов. Металлокерамическое покрытие может выполнено из тринитрида титана методом ионной бомбардировки в вакууме.The problem is solved due to the fact that the electric hermetic penetration consisting of a metal casing under gas pressure, bushing insulators connected to the casing through thin-walled transitional parts and through bellows, and a monolithic current-carrying rod with solid insulation, hermetically installed inside the bushing insulators, characterized in that a ceramic-metal coating of titanium trinitride with a thickness of 8-30 microns is made on the surfaces of the bellows. Ceramic-metal coating can be performed on thin-walled transitional parts and places of welding of transitional parts and bellows. The ceramic-metal coating can be made of titanium trinitride by ion bombardment in vacuum.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид проходки, а на фиг.2 - продольный разрез одного торца проходки.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, where in Fig.1 shows a General view of the penetration, and Fig.2 is a longitudinal section of one end of the penetration.

Проходка среднего напряжения состоит из корпуса 1, находящегося под давлением газа, контролируемого манометром 9 и, по крайней мере одного, монолитного токоведущего медного стержня 2, имеющего твердую изоляцию 3. Концы стержня 2 закреплены в проходных изоляторах 4, которые закреплены на корпусе 1 через сильфоны 5, приваренные к тонкостенным фрагментам 6 корпуса 1, при этом стрежень 2 уплотнен в концевике 7, который припаян к проходному изолятору через сильфон 8.The medium voltage feedthrough consists of a housing 1, which is under gas pressure, controlled by a pressure gauge 9 and at least one monolithic current-carrying copper rod 2, with solid insulation 3. The ends of the rod 2 are fixed in bushing insulators 4, which are fixed to the housing 1 through bellows 5, welded to thin-walled fragments 6 of the housing 1, while the rod 2 is sealed in the end 7, which is soldered to the bushing through the bellows 8.

Температурные расширения токоведущего стержня компенсируются сжатием/расширением сильфонов 5 и 8, которые имеют металлокерамическую защиту от электрохимической коррозии из тринитрида титана. Экспериментально установлено, что оптимальные параметры конструкции достигаются при толщине слоя тринитрида титана 8-30 мкм. Самый целесообразный метод нанесения покрытия - метод ионной бомбардировки в вакууме. При необходимости такая же защита может быть нанесена на тонкостенные переходные детали 6 и места сварки переходных деталей 6 с сильфонами 5.The temperature expansion of the current-carrying rod is compensated by the compression / expansion of the bellows 5 and 8, which have ceramic-metal protection against electrochemical corrosion from titanium trinitride. It was experimentally established that the optimal design parameters are achieved with a titanium trinitride layer thickness of 8-30 μm. The most appropriate coating method is the ion bombardment method in vacuum. If necessary, the same protection can be applied to thin-walled transitional parts 6 and places of welding of the transitional parts 6 with bellows 5.

Описанная конструкция имеет срок службы 50-60 лет, выдерживает аварийную температуру до 250°С, аварийное давление до 7-9 Bar, что полностью отвечает современным требованиям к оборудованию.The described design has a service life of 50-60 years, withstands emergency temperatures up to 250 ° C, emergency pressure up to 7-9 Bar, which fully meets modern equipment requirements.

Claims

1. Electrical sealed penetration consisting of a metal casing under gas pressure, bushing insulators connected to the casing through thin-walled transitional parts and through bellows, and a monolithic conductive rod with solid insulation, sealed inside the bushing insulators, characterized in that on the surfaces bellows made of ceramic-metal coating of titanium trinitride.

2. Driving according to claim 1, characterized in that the coating is made on thin-walled transitional parts and places of welding of thin-walled transitional parts and bellows.

3. Drilling according to claim 1 or 2, characterized in that the cermet coating is made of titanium trinitride with a thickness of 8-30 microns by ion bombardment in vacuum.