[发明专利]用于在原子能设备的压力容器中测量料位的装置的密封装置

说明书

本发明涉及一种用于在液体容器中、尤其是在原子能设备的压力容器中测量料位的装置的密封装置，其具有至少一个热敏元件。

其中借助被加热的热敏元件产生的热电电压推断液体容器中的料位高度的测量装置或料位探头尤其是使用在核电厂中，因为其与基于其他测量原理的测量装置相比对放射性辐射比较不敏感，并且因此即使在具有可能提高的辐射值的事故情况下也可以可靠工作。这种测量装置尤其是应用在压水反应堆的反应堆压力容器中，以便在那里监控流经发电厂设备的主循环的、在燃料元件以上的冷却液体的水位。

该测量原理利用了不同的热传递特性，这些热传递特性一方面在热量从加热元件传递到包围加热元件的液态冷却剂时出现，而另一方面在热量从加热元件传递到气态或蒸汽态的介质时出现。只要加热元件被液态冷却介质包围，则由加热元件产生的热迅速被导出，使得甚至在其紧邻周围中温度仅仅不明显地处于在未加热情况下会出现的环境温度之上。例如，如果在正常的反应堆运行期间或甚至在反应堆故障时出现如下情况：由运行引起或由于在主循环中的压力损耗，在反应堆压力容器中的液体水平降低到加热元件的高度以下，该加热元件因此被蒸汽态的冷却剂包围，这样热传递特性劣化。这导致在加热元件的环境中的温度升高，这通过与加热元件相邻地安置的热敏元件或温度测量传感器来检测。由于其可靠的并且鲁棒的运行方式，通常使用如下热敏元件作为温度测量传感器：该热敏元件提供基本上与温度成比例的热电电压。

这里所使用的热敏元件被具有矿物原料的护套包围，其至少在保护容器或容器中的位置上通过密封装置可能也必须以可松脱的方式彼此连接，以便满足所希望的使用条件。这种连接必须符合Loca标准的要求并且仍然可以非常容易地松脱。用LOCA(loss of coolant accident(冷却剂丧失事故))在核技术中表示一种事故，其中冷却剂由于泄露从核反应堆的冷却循环中溢出。大的冷却剂丧失事故通常是剩余热导出系统和应急冷却系统以及核反应堆的安全容器的设计基础。在该情况下，主冷却剂管路完全中断。该事故称作“要设想的最大事故”(Gau)，其绝不允许出现。

在现代核电厂中有四个安全等级：第一等级对应于发电厂的正常运行。在此，要尽可能地避免干扰。尽管如此，假设出现干扰。在第二等级中(“不正常运行”)，追求阻止这些干扰并且防止其扩大为事故的目标。这里也系统地假设该目标并未实现并且在第三等级中(事故主导的等级)，事故通过非常可靠的自身安全系统被尽可能中止。在此也系统地假设失效并且在第四等级中用“设备内部应急保护措施”尝试尽可能将事故的影响限制到该设备自身，并且让周围环境中的激烈措施(尤其是疏散)变得不必要。尤其是，在极端运行条件下，料位测量应可靠地运行，以便能够采取有效措施来保护设备和环境。

因此，本发明基于的任务是改进一种用于在液体容器中、尤其是在反应堆容器中测量料位的装置的密封装置，使得提供了在压力管与连接到其上的管路之间的无缺陷的、压水密封的连接(其中管路用于容纳热敏元件和反应堆)，而热敏元件和/或其护套不受损伤。

根据本发明，该任务通过一种用于在液体容器中、尤其是在原子能设备的压力容器中测量料位的装置的密封装置来解决，其具有至少一个热敏元件，该热敏元件借助压力管与压力容器连接，并且借助连接到压力管上的管路与分析单元连接，其中压力管和管路借助管-螺栓连接彼此连接，该管-螺栓连接包括带有两个螺纹件的中间件，其中一个螺纹件借助螺栓连接到管套上而另一螺纹件借助另一螺栓连接到压力管上。

本发明基于如下考虑：要提供一种密封装置，使得其不仅符合对所有安全等级的要求而且在要设想的最大事故(Gau)时保持可用。该密封装置也应当提供为使得在使用具有矿物原料的连接件或线缆包覆物时，也不造成对各个部分、尤其是热敏元件的线缆包覆物的损伤。尤其是，在密封装置与矿物原料线缆之间的直接连接的情况下，包围密封装置的部件的震动和颤动直接被传递到线缆上。由此，会导致热敏元件的损伤并且因此导致停止可靠的料位显示。为了在极端运行的情况下也保证可靠的料位显示，热敏元件应针对这种影响而被保护。

如现在认识到的那样，热敏元件的这种保护可以通过热敏元件局部被管套包围并且在管套上而不是直接在热敏元件上进行密封的方式来实现。由此，密封装置的振动传递到管套上而不直接传递到热敏元件或其护套上。

此外，很重要的是，这种密封装置压水密封地构造。该密封装置是在压力容器与安全容器的内部区域之间的主压力壁垒。主压力壁垒的泄露会导致冷却液体从压力容器通过热敏元件的管路被输送到安全容器的内侧上的安装壁，并且在那里在安全容器中会出现泄露，因为安装壁和在那里的线缆连接并不针对这样的条件而设计。