[发明专利]适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构

说明书

本发明属于间隙绝缘技术，具体涉及一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构。一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，包括管状的外层屏蔽层，在外层屏蔽层内设置同样为管状的内层屏蔽层，在内层屏蔽层和外层屏蔽层之间设置若干个用于隔离的陶瓷环，在内层屏蔽层内设置及带电冷却水管。本发明的显著效果是：本发明基于传统单层屏蔽层，引申出内层与外层屏蔽层，即双层屏蔽层结构的设计发明概念。这个新的设计发明概念使得相互绝缘对象由从前的带电冷却水管和接地的单层屏蔽层变成了如今与带电冷却水管具有相同电位的内层屏蔽层和接地的外层屏蔽层。

技术领域

本发明属于间隙绝缘技术，具体涉及一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构。

背景技术

在聚变领域中，带高电压的冷却水管是常见的水冷设施。由于带高电位电压且需要较为复杂的结构来承受热应力等特殊性，往往此类带电冷却水管与屏蔽层间的绝缘设计显得格外重要。其次受高温和核辐照且身处氢氘氚氦等复杂恶劣环境，使得材料使用受到了很大的局限性，为设计带来了困难。就目前，运用在聚变领域较为常见的绝缘措施以带电冷却水管喷涂陶瓷涂层为主。但运用陶瓷涂层最明显的缺陷在于：

为了防止高温环境带电冷却水管的热应力影响，带电冷却水管通常是具有特殊结构形态且带有弹性的。这种特性使得涂层的绝缘可靠性在反复冷热冲击下得不到保证。

带电冷却水管弯头处的喷涂均匀性难以保证，特别是对于此类结构形态较为复杂的带电冷却水管，这样使得绝缘可靠性的评估难度上升。

可拆卸维护性较差。主要体现在更换带电冷却水管时，切割并重新焊接的带电冷却水管处的陶瓷涂层缺失补偿难度较大，且补偿后绝缘性能的检测也会是很大的挑战。

另一种较为常见的绝缘措施为带电冷却水管与屏蔽层间间隙绝缘。但其最为明显的缺陷在于：

由于带电冷却水管结构的复杂性，想要加工出间隙距离恒定的对应屏蔽层难度大成本高。

带电冷却水管受热应力影响，其受热变形后与屏蔽层间的间隙距离可能存在变化，这样使得绝缘可靠性得不到保证。

针对上述几点，传统单层屏蔽层结构使用陶瓷涂层或间隙绝缘方案并不能满足复杂恶劣环境条件下的设计要求。

以ITER(International Thermonuclear Experimental Reactor)，国际热核聚变实验堆)中，辉光放电清洗系统为例。该系统在辉光放电清洗时，带电冷却水管的电压约为1.5kV，环境气体以氦气为主，气压约为15个单位帕斯卡，带电冷却水管入口水温约为240度。在考虑带电冷却水管与接地屏蔽层间不发生击穿的前提下，根据帕邢定律及相应实验可以得出，有效间隙绝缘距离为5mm至20mm，即带电冷却水管与屏蔽层间间隙应处在5mm至20mm范围内，方能保证其二者间的有效间隙绝缘。

发明内容

本申请针对现有技术的缺陷，提供一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构。

本申请是这样实现的：一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，包括管状的外层屏蔽层，在外层屏蔽层内设置同样为管状的内层屏蔽层，在内层屏蔽层和外层屏蔽层之间设置若干个用于隔离的陶瓷环，在内层屏蔽层内设置及带电冷却水管。

如上所诉的一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，其中，内层屏蔽层与带电冷却水管具有相同电位，且端部采用绝对接触连接。

如上所诉的一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，其中，内层屏蔽层与外层屏蔽层间具体有效间隙绝缘距离范围为5mm至20mm。

如上所诉的一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，其中，外层屏蔽层的材料为不锈钢。

如上所诉的一种适用于屏蔽带电冷却水管的双层屏蔽层结构，其中，内层屏蔽层和带电冷却水管的材料为不锈钢、铜或铜合金；