[发明专利]一种由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件

说明书

技术领域

本发明涉及一种由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件，属于核反应堆结构技术领域。

背景技术

反应堆电气贯穿件安装于反应堆上，实现反应堆内外电仪设备的电气连接，是反应堆压力边界部件。因此其不仅要能够耐受长期辐照、腐蚀、高温和老化，保证正常运行条件下的密封及电气连续性，还需要具有在各种事故工况(如地震、LOCA)等情况下满足上述要求。CN 202076496号专利“铠装导体金属陶瓷绝缘子电气贯穿件”公开了一种电气贯穿件结构，该结构简单可靠，使用寿命长，但存在以下问题：1.该贯穿件金属铠装管两端所采用的结构，不能防止芯线与金属铠装管之间填充的Al₂O₃或MgO耐热绝缘层受潮而使绝缘性能下降；2.该贯穿件金属铠装管与法兰穿孔之间的焊接或钎焊密封由于是在厚金属(法兰)与薄壳体(金属铠装管)之间，实际操作困难，而且焊接后不可拆卸。

国内其他电气贯穿件制造厂家的电气贯穿件均采用有机材料(如聚醚醚酮或聚砜)作为导体组件的密封和绝缘材料，镟锻工艺为导体组件的密封方法，有机材料耐高温最高只能达到250℃，抗辐照能力也低于陶瓷等无机材料。

发明内容

本发明的目的是提出一种由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件，改变已有电气贯穿件的结构和使用的材料，使其结构简单，制造容易，以用于核反应堆中，或用于其它需要耐辐照、抗老化、耐腐蚀、耐高温、抗震动环境条件下，并提高其密封和抗老化性能。

本发明提出的由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件，包括多组导体组件、筒体、端板、卡套、压紧螺母以及压力监测和充气装置；所述的端板固定在筒体的两端，所述的多组导体组件置于筒体内，导体组件的两端分别从筒体两端的端板中伸出，导体组件通过压紧螺母固定在端板上，所述的卡套套装在导体组件上，卡套的端部呈圆锥形，圆锥形端部嵌入压紧螺母的内壁；所述的压力监测和充气装置与筒体相连；所述的导体组件由金属护套管、多根导线和绝缘瓷管组成；所述的多根导线置于金属护套管内，并从金属护套管中伸出，金属护套管内的导线之间设有密封绝缘介质，金属护套管端部的导线之间设有密封绝缘瓷板，伸出金属护套管端部的导线表面涂有陶瓷绝缘涂料，并套有绝缘瓷管。

上述电气贯穿件中，所述的绝缘瓷管的成分为碳化硅、氮化硅或三氧化二铝中的一种，所述的密封绝缘介质为三氧化二铝或氧化镁，所述的密封绝缘瓷板为碳化硅、氮化硅或三氧化二铝。

上述电气贯穿件中，所述的导线材料为纯铜、可伐、镍基材料、铜合金或铁中的任何一种，或它们的复合体。

上述电气贯穿件中，所述的金属护套管材料不锈钢、可伐、钨钼材料、镍基材料或它们的复合体。

本发明提出的由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件，其优点是：

1、本发明的电气贯穿件中，由于导体组件采用Al₂O₃或MgO粉和陶瓷作为导体组件的的内外绝缘材料，因此有效地避免了有机材料的高温、辐照下老化的问题，延长了电气贯穿件的使用寿命。

2、本发明的电气贯穿件中，导体组件的密封采用Al₂O₃或MgO粉压实并结合陶瓷与金属封接的结构型式，彻底解决了既满足绝缘与密封要求，绝缘体又不会受潮的问题，保证了电气贯穿件的工作稳定性和可靠性。

3、本发明的电气贯穿件中，导体组件与筒体端板的密封方式采用卡套和螺母相互配合的密封结构，既保证了电气贯穿件内部的良好的密封性能，又便于电气贯穿件的组装、拆卸和检修，并便于预留冗余通道扩展。

4、本发明的电气贯穿件中，导体组件可以根据工程设计，预留需要的长度，这就使电气贯穿件中的导线取代了已有技术中的K1级电缆和热电偶，取消了中间接头，大大节省了设备投资。

5、本发明的电气贯穿件中，导线和其他部件，都采用了陶瓷和金属材料，因此整个电气贯穿件具有极好的耐辐照、抗老化(大于60年)、耐强酸腐蚀(如硼酸)、耐高温(可达1000℃以上)、耐高压(可达10MPa以上)、抗地震等特点，使电气贯穿件适用于需要耐辐照、抗老化、耐腐蚀、耐高温、抗震动等多种环境。

附图说明

图1是本发明提出的由陶瓷与金属封接的用于核反应堆中的电气贯穿件的结构示意图。

图2是图1中卡套和压紧螺母相互配合的局部放大图。