[发明专利]一种玻璃-金属密封电气贯穿件及其制备方法

说明书

本发明属于核反应安全技术领域，涉及一种玻璃‑金属密封电气贯穿件及制备方法，包括金属壳体、金属内管、封接玻璃、连接导体；金属内管穿设在金属壳体中通过封接玻璃密封连接固定；连接导体通过螺纹连接穿设在金属内管中；所述金属内管两端内壁与连接导体间间隙，在间隙中填充金属焊料。通过先组装金属内管和连接导体，再将金属壳体、金属内管与连接导体组装体、封接玻璃组装熔封。本发明的电气贯穿件，密封强度高，制备工艺简单易控制。

技术领域

本发明属于核反应安全技术领域，具体是涉及玻璃-金属密封电气贯穿件及其制备方法。

背景技术

电气贯穿件是安装在核电站反应堆安全壳上，用于电缆贯穿安全壳的专用电气设备。在正常及各种事故工况下，电气贯穿件应能够保证安全壳的完整性，阻止放射性物质外泄，同时维持安全壳内电气和信号的连续性。

电气贯穿件密封材料的种类主要包括高分子、玻璃和陶瓷，金属壳体和金属导体之间由密封材料进行密封，其中密封材料的决定了电气贯穿件的性能。目前，高分子密封材料使用最为广泛，但高分子材料在长期运行以及延寿运行时难免发生脆化、蠕变等老化现象，存在丧失密封和绝缘功能的风险。而玻璃材料具有化学性质稳定、强度高、寿命长等优势从而使得玻璃-金属密封技术逐步受到人们的追捧，但是玻璃和铜的密封难题一直以来都没有得到稳妥的解决，因此玻璃-金属密封电气贯穿件在国内应用案例几乎没有。

中国专利公开了一种电气贯穿件及其制备方法(申请号202210088324.X)采用先封接筒体，然后筒体再与导针之间采用机械配合进行密封，密封可靠性具有明显缺陷，密封强度不会太高，其选用金属筒体为4J42合金(电阻率为0.61μΩ·m)，其电阻率较大，在通大电流时发热量过大，且生产过程略显复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种玻璃-金属密封电气贯穿件及其制备方法。本发明的电气贯穿件，通过封接玻璃密封连接金属壳体和金属内管，金属内管与连接导体通过螺纹连接，再采用焊接方式密封两端的结构解决密封效果差的技术难题，提高了生产效率。通过使用该结构，完成了电气贯穿件导体组件密封材料由高分子替换为无机玻璃的跨越，满足了核电反应堆电气贯穿件的各项鉴定试验要求，同时提高了电气贯穿件的使用寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是一种玻璃-金属密封电气贯穿件，包括金属壳体、金属内管、封接玻璃、连接导体；所述金属内管穿设在所述金属壳体中通过封接玻璃密封连接固定；所述连接导体通过螺纹连接穿设在所述金属内管中；所述金属内管两端内壁与所述连接导体间间隙，在所述间隙中填充金属焊料。

优选地，所述金属内管两端内壁分别设置阶梯孔，在两端所述阶梯孔之间金属内管内壁上设置有内螺纹；所述连接导体上设置有外螺纹；所述金属焊料填充在在所述阶梯孔处。

优选地，所述连接导体上设置有外螺纹处的两端与所述连接导体两端保留有同等距离；所述连接导体与所述金属内管阶梯孔侧壁间保留有间隙，所述金属焊料填充在所述阶梯孔处。

优选地，所述阶梯孔的侧壁上开设有环形槽，所述金属焊料填充所述环形槽。

优选地，所述阶梯孔深度大于5mm。

优选地，所述内螺纹和所述外螺纹为细牙螺纹。

优选地，所述金属内管的螺纹结构长度大于所述金属壳体宽度20-100mm。

优选地，所述连接导体上的螺纹结构长度比金属内管螺纹长度短5-20mm。

本发明还提供了玻璃-金属密封电气贯穿件的制备方法，其步骤包括：

S1：按照要求制备所需规格的金属壳体、封接玻璃、金属内管、连接导体和金属焊料；

S2：将连接导体穿设在金属内管中并通过螺纹结构连接，并将金属焊料放置于金属内管两端内壁与连接导体之间的间隙处，并用石墨夹具进行定位；