本发明涉及穿过核反应堆容器的epa(电气贯穿组件)领域。
本发明在集成式核反应堆和smr(小型模块式反应堆)领域中找到了特别有趣的应用，其包括许多形成特定电气贯穿需求的容器内致动器/传感器。在传统的加压反应器中作为套管的替代品的应用是可能的。
背景技术：
这些容器电气贯穿件必须符合几个标准。它们必须能够快速拆卸，为了与容器和内部机件之间的不同膨胀兼容而具有柔韧性，并且具有相当大的可用直径(几厘米的量级)以便与容器中需要被确保的电连接的数量和功率兼容。
第一个已知的解决方案是在容器内安装一个专用和可拆卸的仪表法兰，该仪表法兰包含smr所需的多个套管，以便能够在一次操作中将其拆除。在美国专利文件us20130287157和us2014198891中特别描述了这种解决方案。该解决方案的缺陷在于第二安全壳屏障的延伸的发展的显著增加，不仅对于套管而且对于传感器/致动器也是如此。因此，这种结构的后果是：增加了泄漏风险，使区域和承受设计、制造、检查和服务控制规则的部件倍增。
为了不增加第二安全壳屏障的任何延伸，其他提出的解决方案如专利文件wo2013/158697中提出的在于使用气密连接，调换反应堆安全壳包层的贯穿件的现有架构和技术。实际上，用于反应堆安全壳包层贯穿的气密电气馈通技术，诸如预应力的玻璃陶瓷或例如钎焊陶瓷技术，例如可承受主要流体的温度和压应力。
尽管如此，安全壳包层贯穿件所需的设计限制和要求比反应堆容器贯穿件所需的设计限制和要求少一些要求，该安全壳包层贯穿件位于第三个安全壳屏障上，第三个安全壳屏障在事故期间唯一地置于压力和温度负荷下，该反应堆容器贯穿件永久地置于由主要流体和是危机事故的初始原因的故障或者甚至是事故(取决于故障时的等效泄漏直径)引起的压力和温度负荷下。
因此，对于本领域技术人员来说，不能显而易见地将所有现有的和已知的用于安全壳包层电气贯穿件的解决方案调换为容器电气贯穿件，因为它们在安全性方面仍然不足。
特别地，已知的电气贯穿件，其基于预应力的玻璃陶瓷或钎焊陶瓷技术以产生密封和电绝缘，不符合用于第二安全壳屏障中的材料所需的特性。实际上，第二屏障材料必须具有特定的延展性和韧性特征。然而，玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷的非延展性和脆性特征使得它们在主压力下的第二调整的屏障的周边难以直接使用，这与专利文件wo2013/158697中建议的相反。
实际上，在集成式反应堆和小型模块式反应堆(smr)领域，目标是从设计阶段就要减少重要中断的成因。因此，本领域技术人员根据这些准则试图产生容器电气贯穿件，也不会有动机直接使用由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的连接器，即使这些技术符合主要流体的压力/温度要求，因为使用与主要流体永久接触的由玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷制成的密封连接器，有效的直径(通常在30mm和50mm之间的直径，用于具有二十个左右触点的电连接)的电气馈通的突然故障将违背适用于加压水反应堆的第二安全壳屏障的规定的精神。
技术实现要素：
在这种情况下，本发明的目的在于提出一种用于核反应堆容器的电气贯穿组件，其能够避免第二安全壳屏障的延伸，并且使遵守施加在加压反应堆和smr领域的设计规定的精神成为可能，特别是，即主要泄漏的预防和潜在故障的后果的限制。
为此，本发明涉及用于核反应堆容器的电气贯穿组件，其可安装在核反应堆容器的孔中，所述电气贯穿组件包括：
-贯穿主体，其包括：
-适于定位在容器内的第一端部；
-适于定位在容器外的第二端部；
-密封电连接器，形成用于电气贯穿组件的第一密封，所述密封电连接器在第一端部气密地密封贯穿主体；
-馈通载体法兰，其包括多个单一电气馈通，每个单一电气馈通允许单个电导体从中穿过，从而确保电气连接的连续性，每个单一电气馈通通过单独的绝缘体分别绝缘，形成用于电气贯穿组件的第二密封，所述单一电气馈通在第二端部气密地密封贯穿主体；
-防排出装置，其由在每个单一电气馈通处设置的变窄部分与尺寸大于每个单一电气馈通的变窄部分的肩部之间的接合形成，该肩部设置在所述单一馈通的每个电导体上。
根据本发明的电气贯穿组件还可以具有以下特征中的一个或多个，这些特征是单独的或根据任何技术上其可能的组合：
-电气贯穿组件包括用于使电气贯穿组件以防漏方式与所述反应堆容器的外部集成的装置；
-所述单独的绝缘体是由陶瓷或预应力的玻璃陶瓷制成的绝缘体；
-所述密封电连接器是具有由陶瓷制成的绝缘体或由预应力的玻璃陶瓷制成的绝缘体的电连接器；
-密封电连接器的绝缘体的材料不同于提供单独的绝缘体的材料；
-电气贯穿组件包括用于检测单一馈通的防漏性故障的装置；
-电气贯穿主体由惰性气体加压，并且其中用于检测防漏性故障的装置由检测设备形成，检测设备检测单一馈通下游的压力增加；有利于贯穿主体处于1至10mpa数量级的惰性气体压力下；
-贯穿主体包括至少一个刚性部分和一个柔性部分，柔性部分能够至少沿一个方向变形；
-电气贯穿组件包括用于在密封电连接器故障与至少一个单独绝缘体的故障相结合的情况下限制泄漏率的装置；
-电气贯穿组件包括用于限制泄漏率的第一装置，在密封电连接器故障与至少一个单独绝缘体的故障相结合的情况下，由设置在每个单一电气馈通处的所述防排出装置形成；
-电气贯穿组件包括用于限制泄漏率的第二装置，在密封电连接器故障以及几个单一电气馈通故障的情况下，由设置在贯穿主体内的多个单一管道形成，每个单一管道适于允许单个电导体由此穿过所述贯穿主体。
本发明还涉及一种核反应堆容器，其特征在于它包括至少一个根据本发明的电气馈通。
本发明还涉及一种核反应堆，其特征在于它包括根据本发明的容器。
有利地，所述核反应堆是集成式反应堆或小型模块式反应堆。
有利地，所述核反应堆包括用于通过控制电导体相对于地的绝缘来检测密封电连接器的防漏性故障的装置。
附图说明
通过参考附图阅读下面的描述，本发明的其它特征和优点将变得清楚。
图1示出了包括根据本发明的容器电气贯穿组件的第一实施方式的核反应堆容器的一部分的剖视图。
图2以更详细的方式示出了图1中所示的容器电气贯穿组件的单一馈通142。
图3示出了包括根据本发明的容器电气贯穿组件的第二实施方式的核反应堆容器的一部分的剖视图。
在所有附图中，除非另有说明，否则共同元件具有相同的附图标记。
在专利申请中使用的术语“上游”和“下游”是通过在泄漏的情况下考虑主要流体的流动的方向来定义的，即从容器10的内部到外部。
具体实施方式
图1示出了安装在集成的或替代的smr型的核反应堆的容器10的孔20中的根据本发明的电气馈通100的第一实施方式的剖视图。
根据本发明的容器电气贯穿组件(v-epa)100包括基本为圆柱形的贯穿主体105，该贯穿主体105具有旨在被定位在核反应堆容器10内部的第一端部110，指定的内端，以及旨在被定位在反应堆容器10外部的第二端部120，指定的外端。
在承受主要流体的压力和温度条件的贯穿主体105的内端110处，密封连接器130例如通过密封焊接被制成一体。该密封连接器130由此形成用于贯穿100的第一密封。
连接器130的直径和构成它的销的数量由功能需要(即根据所需数量的导线和绝缘体)来设定。用于集成式核反应堆中的密封连接器130通常具有30mm至50mm的直径。密封连接器130是经认证以承受主要条件的连接器，包括不存在邻接部，即通常连接的传感器或致动器，但不受适用于第二屏障装置的规定。
电气贯穿100的外端120包括馈通载体法兰140，该馈通载体法兰140包括多个单一的馈通123，其中多个电导体160，例如销，通过由玻璃陶瓷或陶瓷制成的绝缘体142单独地被绝缘。馈通载体法兰140因此构成用于电气贯穿组件100的第二密封。
电气贯穿100的外端120还包括与馈通载体法兰140的外端整体连接(例如通过焊接)的泄漏和连接检测单元180。泄漏和连接检测单元180还能够实现确保容器10外部的电连接的标准连接器190的安装。以与密封连接器130相同的方式，密封标准连接器190例如以防漏焊接的方式与检测和连接单元180的外端集成。
贯穿主体105还包围多个电缆150，一方面确保在密封连接器130(形成用于贯穿组件100的第一密封)的销与电连接器160之间的电连接，电连接器160通过位于馈通载体法兰140(形成用于贯穿组件的第二密封)的绝缘体142单独被绝缘。因此，贯穿主体内部的电缆150不可拆卸。电缆150例如是针对主要流体的温度条件认证的矿物性电缆。
在贯穿主体105的内部设有多个单一管道106(在图1中示出了三个管道)，每个单一管道106允许单个电缆150从中穿过。设置在贯穿主体105内部的这种单一管道106有利地使在所有气密线路(即，连接器130和单一馈通123)完全故障的情况下限制主要流体的泄漏率成为可能。
电气贯穿组件100包括用于确保其在容器10上的机械保持的装置。有利地，该确保机械保持的装置通过布置在贯穿主体105的第二端部120处的端板121形成，由此形成保持法兰，从而使得可以经由容器10的外部使电气贯穿组件100集成成为可能。为此，端板121与紧固元件170以及至少一个环形接头171接合，使得电气贯穿组件100以防漏方式与容器10集成成为可能。在图1所示的实施方式中，确保保持的端板121和馈通载体法兰140形成单件部件。尽管如此，设想能够分别形成这两个元件。
因此，本发明提出的电气贯穿组件100旨在解除来自“第二安全壳屏障功能”的连接功能，通过将与构成第二安全壳屏障的元件相关联的设计要求移位到馈通载体法兰140上，特别是移位到单一馈通123的特定设计上。
由此，这样的架构使得密封的连接器130承受主要流体的条件(即，主要流体的温度和压力条件)，而不满足构成第二安全壳屏障的元件的设计和制造规则成为可能，这使得有利地使用简单设计的密封连接器成为可能，易于连接和/或断开，并且避免对该密封连接器130以及直到传感器/致动器的整个连接的定期检查，因为它们位于容器10内而难以进入。
实际上，第二安全壳屏障的连续性，由图1中参考bs的虚线示出，通过馈通载体法兰140来确保，馈通载体法兰140遵循将在下文中解释的原理以便补偿用于气密绝缘馈通的材料的非延展性。
如图2所示，馈通载体法兰140的每个单一馈通123在其外端处具有变窄部分141，该变窄部分141还能够限制在馈通123故障结合连接器130的故障的情况下电气贯穿100的泄漏率，以符合安全标准。
根据本发明的电气贯穿组件100包括防排出系统，从而可以避免任何位于贯穿主体105内部的销160或电缆150的排出。该防排出系统通过在馈通载体法兰140的单一馈通123的每个电导体160处存在的肩部151形成。每个肩部151与变窄部分141接合，同时确保销160或电缆150的不排出，即使绝缘体142的完全破坏加上密封连接器130的泄漏。为了这样做，馈通123处的肩部151的尺寸大于馈通123的出口处的变窄部分141的尺寸，特别是直径。
有利地，用于实现第一密封的密封连接器130和形成第二密封的单一绝缘体142的防泄漏的材料是不同的。因此，例如，可以使用具有陶瓷技术的绝缘连接器130和使用预应力的玻璃陶瓷技术的单一绝缘体142。材料的多样性可以提高相对于共模故障的设计合理性。
电气贯穿组件100还包括检测装置，该检测装置能够检测内部密封连接器130和/或其与贯穿主体105的机械连接的防泄漏故障。检测装置控制相对于地的电气连接的永久绝缘。内部密封连接器130的故障导致主要流体侵入贯穿主体，这会导致电连接的绝缘损失。
电气贯穿组件100还包括检测装置，使得能够检测馈通载体法兰140的至少一个单一馈通123的防泄漏故障。检测装置通过贯穿主体105的初始加压和压力检测器181配合形成，压力检测器181终止于泄露和连接检测单元180的内部腔室182。
因此，压力检测器181检测到该内部腔室182内的所有压力升高，这反映了单一馈通123的气密性的损失。贯穿主体105有利地在设计期间利用惰性气体(例如氮气)进行加压，典型的压力是1mpa至10mpa。
因此，由于根据本发明的电气贯穿组件100的架构，并且与现有技术不同，内密封连接器130的故障不会导致主要流体的裂口。这是通过双重气密性的存在，通过用于检测电气贯穿组件100的防泄漏故障的装置的存在，以及在单一绝缘体142发生故障的情况下，由于具有确保导体不排出的结构的单独绝缘的电气馈通123的存在而实现的。此外，单一馈通123的独特性还使得可以通过限制电气贯穿100的出口处的主要泄漏直径(通常小于10mm的直径)来限制其潜在故障的后果，这样以满足安全要求，并且使确保第二安全壳屏障的连续性成为可能。
先前描述的电气贯穿组件100的不同部件以不可分离的方式(例如通过焊接)组装以构成单件电气贯穿。
图3示出了根据本发明的核反应堆容器的电气馈通200的第二实施方式。
除了将在下文中描述的之外，该实施方式与之前描述的第一实施方式相同。
在该第二实施方式中，贯穿主体205在容器的孔20处具有刚性部分206，并且具有柔软的或更精确的柔性(例如在馈通200的纵向方向上)部分207，其能够实现遇到邻接部和不同膨胀的补偿。以与上述第一实施方式相同的方式，柔性部分207不被认为位于第二规定性安全壳屏障上。
已经通过使电气贯穿组件经由容器10的外部集成化来具体描述了本发明。然而，也设想经由容器10的内部使根据本发明的电气贯穿组件集成化。