专利名称:高温气冷堆一回路电气贯穿件的制作方法
技术领域：
本实用新型属于一种电气贯穿件，具体涉及一种能满足承压、耐热老化、耐辐照老 化以及良好的电气性能和密封性能要求，安装在高温气冷堆一回路设备壳体上，用于电缆 贯穿一回路设备钢制壳体的专用电气设备。
背景技术：
高温气冷堆设有三道防止堆芯放射性物质外泄的实体安全屏障第一道屏障是全 陶瓷型包覆颗粒燃料元件；第二道屏障是一回路压力边界，由反应堆压力容器、蒸汽发生器 承压壳和热气导管承压壳组成；第三道屏障是由一回路舱室、氦净化系统舱室、燃料装卸系 统等舱室构成的包容体构筑物。
高温气冷堆一回路电气贯穿件是安装在第二道安全屏障上的IE级电气设备，其 用途是在正常和事故工况下，保证安全屏障内用电设备的电气连续性，并维持反应堆一回 路压力边界的完整性，防止一回路冷却剂(氦气)以及其它放射性物质外泄。
目前，电气贯穿装置有整体结构和组件结构两种形式。采用整体结构形式，电气贯 穿件的通用性差，不可拆卸和更换，检修困难；采用组件结构形式，可达到导体组件方便地 拆卸和更换，便于工程设计的变更，减少了电气贯穿件的日常维护费用和采购成本。因此， 组件式电气贯穿件结构得到大量的采用。如中国专利ZL200520107527.0公开的“反应堆 安全壳低压电气贯穿件”和ZL200620137310. 9公开的“反应堆安全壳低压电气贯穿件”均 采用的是组件式结构。但上述专利和现有电气贯穿件主要是针对压水堆核电站研制的，现 有电气贯穿件采用现场焊接的形式与安全壳预埋套管连接，而高温气冷堆若延用这种连接 形式，则会对一回路设备壳体造成较大损害，现场焊接产生的焊渣也不便于清除；现有电气 贯穿件压力监测组件安装在电气贯穿件筒体组件一侧的端板上，可监测筒体内部压力的变 化，而无法实现对法兰密封圈位置的泄露监测。因而，现有的电气贯穿件不能满足高温气冷 堆对电气贯穿件的安装接口要求和高温气冷堆一回路环境条件下的电缆贯穿设备壳体的 情况。
发明内容
本实用新型的发明目的在于提供一种高温气冷堆一回路电气贯穿件。该电气贯 穿件适用于高温气冷堆一回路环境条件，并满足耐压、耐辐照老化、耐热老化、耐火、气密以 及抗震等特殊要求。
本实用新型的技术方案如下
—种高温气冷堆一回路电气贯穿件，由贯穿件本体、壳内接线箱、壳外接线箱三者 组成，其特征在于
所述贯穿件本体，包括筒体、置于筒体内的导体组件、装有压力监测组件套装于所 述导体组件一端的端板法兰、以及套装于所述导体组件另一端的端板，其中筒体的两端分 别与端板法兰及端板焊接形成一体。[0009]所述筒体，套插在一回路设奋贯穿套管的管体内，通过套装在该套管外面的一回 路设备法兰，实现与端板法兰的螺栓紧固连接；在所述端板法兰的基体上开有气压通道，该 通道顶部端口与压力监测组件的引压管连通，该通道底部有细小的气体通道与筒体连通； 在气压通道的中部，横向开有一道穿透端板法兰壁面、被一回路设备法兰所封闭的微小气 腔；在端板法兰微小气腔端口的上、下部位，设置有防止微小气腔泄漏的双道金属密封圈， 实现端板法兰与一回路设备法兰之间的防泄漏密封。
所述贯穿件本体，有低压贯穿件本体与中压贯穿件本体两种，组成贯穿件本体的 各主要部件之间采用可拆卸连接。
其中低压电气贯穿件本体，包括筒体、置于筒体内的低压导体组件、装有压力监测 组件套装于所述低压导体组件一端的端板法兰、以及套装于所述低压导体组件另一端的端 板，所述筒体的两端分别与端板法兰及端板焊接形成一体。
其中中压电气贯穿件本体，包括筒体、置于筒体内的中压导体组件、装有压力监测 组件套装于所述中压导体组件一端的端板法兰、以及套装于所述中压导体组件另一端的端 板，其中筒体的两端分别与端板法兰及端板焊接形成一体。
所述低压导体组件，其伸出端板法兰和端板的两端，通过金属卡套及配合的卡套 压紧螺母被固定，并实现与端板法兰和端板的密封。
所述中压导体组件，其伸出端板法兰和端板的两端，通过与端板法兰及端板用螺 栓固定的法兰，及套装在该导体组件两端的密封圈，配合导体组件两端上的陶瓷绝缘子及 压紧螺母，实现与端板法兰及端板的固定与端部密封。
所述低压导体组件，其外表面制有多道环形沟槽，便于导体组件的拆卸和安装。
所述中压导体组件，由多层中压电力热缩套管组成其绝缘层，并在绝缘层外设置 定位衬套和支撑件。
所述壳内与壳外接线箱，与贯穿件本体采用整体式连接，即将壳内与壳外接线箱， 安装在贯穿件本体的筒体两侧的端板及端板法兰上。
所述壳内与壳外接线箱，与贯穿件本体采用分体式连接，即通过软金属波纹管将 导体组件引入空间充裕的位置接装接线箱，在接线箱组件内完成导体组件的接线。
本实用新型的效果在于由于采用双道金属密封圈，通过螺栓螺母组件提供密封 压力实现端板法兰对一回路设备法兰的密封，使电气贯穿装置具有良好的密封性能，且便 于上述部件的拆卸和更换；通过压紧卡套螺母提供密封压力分别实现了低压导体组件对端 板和端板法兰的密封以及压力监测组件对端板法兰的密封；采用核级压接套件或接线线夹 或圆形套管与电缆连接，接头外部通过核级热缩套管绝缘来实现导体的引出以及与外部电 缆的连接，使电气贯穿件导体接续方便、电气性能可靠；接线箱结构紧凑，使得接线箱组件 既可以在贯穿件端板或端板法兰上的安装，又可以采用接线箱与贯穿件主体分离的分体式 结构形式，适合在高温气冷堆一回路电气贯穿件安装空间有限的空间完成安装。本发明的 电气贯穿装置结构简单、密封的可靠性能高，符合电气贯穿件压力边界的完整性，满足高温 气冷堆一回路电缆贯穿设备壳体的专用电气设备要求。
图1是本实用新型高温气冷堆一回路低压电气贯穿件结构示意图。[0021]图2是本实用新型高温气冷堆一回路中压电气贯穿件结构示意图。
图3是本实用新型高温气冷堆一回路电气贯穿件端板法兰与一回路设备贯穿套 管法兰密封的结构示意图。
图中1.导体；2.端板法兰；3.压力监测组件；4. 一回路设备法兰；5. —回路设 备贯穿套管；6.筒体；7.壳内接线箱；8.端板；9.低压导体组件；10.壳外接线箱；11.中 压导体组件；12.陶瓷绝缘子；13.接线线夹；14.引压管；15.气压通道；16.双道金属密 封圈；17.金属卡套；18.低压导体组件密封用压紧螺母；19.连接固定端板法兰与一回路 设备法兰的螺栓螺母组件；20.连通气压通道与筒体的细小气体通道；21.设置在端板法兰 腔体内与气压通道连通的微小气腔；22.通过螺栓分别固定在端板法兰与端板上的密封法 兰。23.陶瓷绝缘子密封用压紧螺母。
具体实施方式
如图1、图2所示，本实用新型的电气贯穿件，由贯穿件本体和接线箱组件组成。贯 穿件本体是由筒体6、置于筒体6内的导体组件、装有压力监测组件3套装于导体组件一端 的端板法兰2、以及套装于导体组件另一端的端板8，通过筒体6的两端与端板法兰2及端 板8焊接而成的一个密闭的承压容器，压力监测组件3与端板法兰2之间、导体组件与端板 法兰2以及端板8之间均采用可拆卸连接。接线箱组件由壳内接线箱7和壳外接线箱10 组成。
导体1采用核级压接套件或接线线夹13或圆形套管与电缆连接，接头外部通过核 级热缩套管绝缘来实现导体的引出以及与外部电缆的连接。导体组件内的导体无任何电气 接续，保证了电气性能的可靠性。
根据导体电性能参数的不同，导体组件有两种类型，分别为低压导体组件9和中 压导体组件11。高温气冷堆一回路电气贯穿件，可由低压导体组件9、相应的筒体6、压力监 测组件3、端板法兰2和端板8构成低压电气贯穿件的本体部分；由中压导体组件11、相应 的筒体6、压力监测组件3、端板法兰2和端板8构成中压电气贯穿件的本体部分。
所述筒体6，套插在一回路设奋贯穿套管5的管体内，通过套装在该套管5外面的 一回路设备法兰4，实现与端板法兰2的螺栓紧固连接；筒体6与端板8及端板法兰2焊接 一体，端板法兰2、端板8与筒体6 —起构成诸多导体组件的机械支撑件。
在端板法兰2的基体上开有气压通道15，其顶部端口与压力监测组件3的引压管 14连通，通道15底部有细小的气体通道20与筒体6连通；气压通道15的中部，横向开有 一道穿透端板法兰2壁面、被一回路设备法兰4所封闭的微小气腔21 ；在端板法兰微小气 腔21端口的上、下部位，设置有防止微小气腔21泄漏的双道金属密封圈16，实现端板法兰 2与一回路设备法兰4之间的防泄漏密封。
通过压力监测组件3的引压管14，由外部气源冲入一定压力的氮气(或其他惰性 气体)，使工作压力必须小于反应堆一回路设备壳体内部压力，且大于反应堆一回路设备壳 体的外部压力，压力监测组件3通过气压通道15及微小气腔21监测电气贯穿件筒体内压 力值的变化，通过压力值的变化判断电气贯穿件自身和电气贯穿件与一回路设备壳体连接 处的潜在泄漏；而双道金属密封圈16保证了高温气冷堆一回路设备壳体压力边界的完整 性和可靠密封，防止一回路冷却剂(氦气)以及其它放射性物质外泄。[0030]压力监测组件3安装在端板法兰2上，用金属卡套或金属“C”圈或金属“0”圈密 封，并通过引压管14与端板法兰2的气压通道15连通。
低压导体组件9由保护套管和聚砜、或聚酰亚胺、或聚醚醚酮、或聚醚砜密封模 块，一根或多根聚砜、或聚酰亚胺、或聚醚醚酮、或聚醚砜绝缘包覆的导体1，采用连续均衡 挤压工艺实现导体组件的密封，组成一个完整的导体组件，其外表面有多道环形沟槽，便于 导体组件的拆卸和安装。低压导体组件9可有多个，每个导体组件通过金属卡套17与端板 8和端板法兰2密封，并通过卡套压紧螺母18将其固定到两侧的端板8和端板法兰2上，从 而实现每个导体组件孔道在端板8和端板法兰2上的密封。
中压导体组件11由多层中压电力热缩套管实现绝缘，并在绝缘层外设置聚砜、或 聚醚醚酮、或聚醚砜、或聚酰亚胺定位衬套和支撑件，用以支撑保护绝缘层免受机械损伤的 金属套管。中压导体组件11间的电气绝缘由多层中压电力热缩套管的总厚度保证。中压 导体组件11，其伸出端板法兰2和端板8的两端，通过与端板法兰2及端板8用螺栓固定的 密封法兰22，及套装在该导体组件11两端的压紧金属“C”圈或金属“0”圈，配合导体组件 11两端上的陶瓷绝缘子12及压紧螺母23，实现与端板法兰2及端板8的固定与端部密封。
低压电气贯穿件的筒体6上留有低压导体组件9备用的安装孔道，可通过盲板封 堵；接线箱组件可固定并保护电缆，并满足不同要求的防水、防尘等防护功能，既可以安装 在贯穿件的筒体6两侧的端板8或端板法兰2上，也可采用分体式结构安装在现场其他空 间充裕的地方；若采用分体式结构形式，则利用软金属波纹管将导体组件引入空间充裕的 地方，在接线箱组件内完成导体组件的接线。
压力监测组件3包括引压管14、三通接头、阀门、压力表和充放气管。其中，引压管 14连接到端板法兰2的侧面孔道上与气压通道15连通，并通过金属卡套或金属“C”圈或 金属“0”圈形成密封。引压管14、阀门、压力表通过三通接头连通在一起，其中压力表实时 对筒体内的压力进行显示，压力信号可通过现场显示或远传至中央控制室进行集中显示， 从而实现就地或远程实时监测贯穿件本体内部气压的功能。当压力下降到限值时可通过压 力监测组件3向贯穿件内补充气压。阀门和充放气管用于对筒体6的充放气，其中筒体6 充气压力应小于反应堆一回路设备壳体内部压力，且大于反应堆一回路设备壳体的外部压 力。该设计保证了设备在高温气冷堆一回路高温、高压和辐照环境条件下的密封可靠性，并 且能够通过压力监测组件3压力值的变化判断潜在的泄漏部位。
权利要求
1. 一种高温气冷堆一回路电气贯穿件，由贯穿件本体、壳内接线箱(7)和壳外接线箱 (10)组成，其特征在于所述贯穿件本体，包括筒体(6)、置于筒体(6)内的导体组件、装有 压力监测组件(3)套装于所述导体组件一端的端板法兰(2)、以及套装于所述导体组件另 一端的端板(8)，其中筒体(6)的两端分别与端板法兰(2)及端板(8)焊接形成一体。
2.按照权利要求
1所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述筒体(6)， 套插在一回路设奋贯穿套管(5)的管体内，通过套装在该套管(5)外面的一回路设备法兰 (4)，实现与端板法兰(2)的螺栓紧固连接；在所述端板法兰(2)的基体上开有气压通道 (15)，该通道顶部端口与压力监测组件的引压管连通，该通道底部有细小的气体通道(20) 与筒体(6)连通；在气压通道(15)的中部，横向开有一道穿透端板法兰(2)壁面、被一回路 设备法兰(4)所封闭的微小气腔(21)；在端板法兰微小气腔(21)端口的上、下部位，设置 有防止微小气腔(21)泄漏的双道金属密封圈(16)，实现端板法兰(2)与一回路设备法兰 (4)之间的防泄漏密封。
3.按照权利要求
1所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述贯穿件本 体为低压电气贯穿件本体，它包括筒体(6)、置于筒体(6)内的低压导体组件(9)、装有压力 监测组件(3)套装于所述低压导体组件(9) 一端的端板法兰(2)、以及套装于所述低压导体 组件(9)另一端的端板(8)，其中所述筒体(6)的两端分别与端板法兰(2)及端板(8)焊接 形成一体。
4.按照权利要求
1所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述贯穿件本 体为中压电气贯穿件本体，它包括筒体(6)、置于筒体(6)内的中压导体组件(11)、装有压 力监测组件(3)套装于所述中压导体组件(11) 一端的端板法兰(2)、以及套装于所述中压 导体组件(11)另一端的端板(8)，其中所述筒体(6)的两端分别与端板法兰(2)及端板(8) 焊接形成一体。
5.按照权利要求
1所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述壳内与壳 外接线箱(7，10)，与贯穿件本体采用整体式连接，即将壳内与壳外接线箱(7，10)，安装在 贯穿件本体的筒体(6)两侧的端板(8)及端板法兰(2)上。
6.按照权利要求
1所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述壳内与壳 外接线箱(7，10)，与贯穿件本体采用分体式连接，即通过软金属波纹管将导体组件引入空 间充裕的位置，接装接线箱(7，10)。
7.按照权利要求
3所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述低压导体 组件(9)，其伸出端板法兰(2)和端板(8)的两端，通过金属卡套(17)及配合的卡套压紧螺 母(18)被固定，并实现与端板法兰(2)和端板(8)的密封。
8.按照权利要求
4所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述中压导体 组件(11)，其伸出端板法兰⑵和端板⑶的两端，通过与端板法兰⑵及端板⑶用螺栓 固定的法兰(22)，及套装在该导体组件两端的密封圈，配合导体组件两端上的陶瓷绝缘子 (12)及压紧螺母(23)，实现与端板法兰(2)及端板(8)的固定与端部密封。
9.按照权利要求
7所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述低压导体 组件(9)，其外表面制有多道环形沟槽，便于导体组件的拆卸和安装。
10.按照权利要求
8所述的高温气冷堆一回路电气贯穿件，其特征在于所述中压导体 组件(11)，由多层中压电力热缩套管组成其绝缘层，并在绝缘层外设置定位衬套和支撑件。
专利摘要
本实用新型是一种高温气冷堆一回路电气贯穿件，由本体和接线箱组成。本体包括两端焊有端板法兰及端板的筒体、装在筒体中的导体组件，筒体套插在一回路设奋贯穿套管内，通过套管外一回路设备法兰实现与端板法兰的连接；端板法兰的气压通道与压力监测组件的引压管连通，该通道底部有细小的气体通道与筒体连通；气压通道中部还开有穿透端板法兰、被一回路设备法兰封闭的微小气腔；在端板法兰微小气腔端口的上、下部位，设置有防止微小气腔泄漏的双道金属密封圈，实现端板法兰与一回路设备法兰间的防泄漏密封；导体组件两端都有严密的结构密封，保证高温气冷堆一回路在高温、高压和辐照环境下，压力边界的完整性、密封的可靠性和压力监测的有效性。
文档编号G21C13/02GKCN201918175SQ201020616267
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月19日
发明者周天, 周缘, 王广金, 赵海江, 郑兰疆, 陈青 申请人:中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan