一种基于放射性环境中的热电偶贯穿件及其安装方法与流程

1.本发明涉及仪器仪表信号传输技术领域，具体涉及一种基于放射性环境中的热电偶贯穿件及其安装方法。


背景技术：

2.在核电领域，电气贯穿件是安装在反应堆安全壳墙上，用于电缆穿越安全壳的专用电气设备。在正常和各种事故工况下，包括：地震和失水事故情况下，电气贯穿件应能够保证反应堆安全壳的完整性，防止放射性物质外泄，同时，维持安全壳内外的电气和信号的连续性。电气贯穿件是用来保证动力电缆和通讯电缆导线穿过安全壳时的边界密封性。按照gb 13538-1992《《核电厂安全壳电气贯穿件》的定义，安全壳电气贯穿件包括：1)在安全壳内侧和安全壳外侧最近连接点之间的电气导体：2)用于这种导体电气绝缘的部件；3)用于这种导体组件的耐压、气密和耐温的壳体以及用于使它与安全壳墙壁相连接的部件；4)用于监测气体泄漏的永久性的连接装置。而热电偶作为温度测量的关键元器件，尤其是用于放射性环境中对于热电偶尾线的密封至关重要。
3.目前，在放射性环境中，对于有十几米铠装尾线热电偶的密封主要采用强力胶或者机械密封的方式。对于胶密封，其弊端在于无法拆卸，属于一次性密封方式，且由于胶处于放射性环境中，无法满足长时间的密封要求。对于机械密封可以实现随时拆装的需求，但同样采用橡胶等材料作为密封垫，长期可靠性存在疑问。同时，由于同一装置或设备内有多组热电偶，需要设计多个密封头满足密封要求。因此，针对上述问题，需要设计一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，用来完成对热电偶尾线的密封和信号的传输，实现更加高标准的密封要求，满足对多根热电偶尾线的密封和信号传输要求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于：提供了一种基于放射性环境中的热电偶贯穿件及其安装方法，实现对从辐照试验装置中引出的热电偶进行尾线连接及密封，需要满足针对热电偶等传感器尾线的密封，尤其是对辐照装置内放射性气体的密封，同时满足热电偶快速对接和拆装的要求。因此，设计一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，用来完成对热电偶尾线的密封和信号的传输，实现更加高标准的密封要求，满足对多根热电偶尾线的密封和信号传输要求。
5.本发明的技术方案如下：一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，包括螺钉，还包括连接基座、连接公头a、密封垫、接头布置板、压盖、贯穿组件和连接公头b；所述的连接基座作为包裹和安装机构，上端安装接头布置板，在接头布置板与连接基座的接触面之间加装密封垫；压盖压在接头布置板上端，并用螺钉将其与连接基座连接；所述的贯穿组件穿过接头布置板并与其焊接，连接公头a和连接公头b分别连接到贯穿组件的下端和上端；
6.所述的贯穿组件包括连接管、芯体、安装板和填充物，连接管两端连接安装板，芯体安置在连接管内部，并贯穿安装板，连接管内部的空腔中为填充物。
7.所述的安装板与连接管进行粘接，芯体与安装板进行粘接，两根芯体分别作为正负极，填充物处于压实状态。
8.所述的连接基座与热电偶尾线保护管焊接，大端内侧加工有密封槽，端部加工有螺纹孔，
9.所述的接头布置板上开有贯穿孔，开孔数量不少于11个；在下端加工凸棱，凸棱端面与密封垫接触；贯穿组件穿过贯穿孔并在接头布置板两侧进行焊接。
10.所述的密封垫材料为柔性石墨、金属。
11.所述的连接公头a和连接公头b通过螺纹、卡扣与贯穿组件连接，连接公头a和连接公头b一端设置有正负电极，其与贯穿组件的电极连接。
12.连接基座的加工材料为不锈钢或者铝合金。
13.所述的焊接方式为激光焊、电子束焊及氩弧焊。
14.连接管的材料为不锈钢和铝合金，填充物材料为氧化镁、三氧化二铝；所述的粘接所有胶为玻璃胶、陶瓷胶，安装板材料为非金属，芯体材质为金属；所述芯体有三段组成，分别为大段、中段和小段，其中大段安装在贯穿组件的上端，且端部开有插孔，中段处于连接管内部。
15.连接基座为一种具有同心电极的贯穿组件。
16.一种基于放射性环境中的热电偶贯穿件安装方法，包括以下步骤
17.s1：将连接基座的下端焊接到辐照装置出气管的端头，热电偶从出气管中引出，热电偶与连接公头a连接
18.s2：将所有热电偶插到接头布置板上布置的贯穿组件上，之后将密封垫、接头布置板和压盖依次安装到连接基座上，并用螺钉紧固
19.s3：将所有连接有连接公头b热电偶补充导线插到贯穿组件另一端。
20.本发明的显著效果在于：本发明所要解决的技术问题是实现对从辐照试验装置中引出的热电偶进行尾线连接及密封，需要满足针对热电偶等传感器尾线的密封，尤其是对辐照装置内放射性气体的密封，同时满足热电偶快速对接和拆装的要求。因此，设计一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，用来完成对热电偶尾线的密封和信号的传输，实现更加高标准的密封要求，满足对多根热电偶尾线的密封和信号传输要求。
21.在实际的使用过程中，本发明体现出了以下有益效果：
22.1)本发明设计一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，能够实现热电偶从堆芯装置中引出，并满足快速拆卸与安装的目的。
23.2)本发明设计能够实现对放射性气体的密封，在完成信号传输功能的同时，能够保证装置内的放射性气体不会泄露到环境中。
24.3)本发明设计的热电偶贯穿件能够满足多根热电偶的尾线贯穿，结构简单，体积小，完全满足堆顶狭小空间的应用。
25.4)本发明可以实现标准化设计，且主要采用金属和耐高温、耐腐蚀材料加工制造，不仅可以应用于放射性环境中，同时可以应用于化工、高温高压环境中。
附图说明
26.图1：本发明的半剖视图结构示意图；
27.图2：本发明的总体结构示意图；
28.图3：本发明的贯穿组件结构示意图；
29.图4：本发明的连接基座结构示意图；
30.图5：本发明的压盖结构示意图；
31.图6：本发明的接头布置板结构示意图；
32.图7：本发明的连接公头a结构示意图；
33.图8：本发明的连接公头b结构示意图；
34.图9：本发明的同心电极贯穿组件结构示意图。
35.符号说明:
36.1.连接基座、2.连接公头a、3.密封垫、4.接头布置板、5.压盖、6.贯穿组件、7.螺钉、8.连接公头b。
37.61.连接管、62.芯体、63.安装板、64.填充物
具体实施方式
38.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在相互不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
39.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述范围内的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
40.如图1～7所示，本技术实施例提供了一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，包括螺钉7，还包括连接基座1、连接公头a2、密封垫3、接头布置板4、压盖5、贯穿组件6和连接公头b8；所述的连接基座1作为包裹和安装机构，同时作为一个腔体用于装载热电偶接头，连接基座1通过出气管与辐照装置内部连通，连接基座1上端安装接头布置板4，在接头布置板4与连接基座1的接触面之间加装密封垫3，其主要作用是防止连接基座1内的放射性气体泄漏到环境中；压盖5压在接头布置板4上端，并用螺钉7将其与连接基座1连接，除了用螺钉7连接方式，可以将密封垫3压紧后把压盖5与连接基座1焊接，还有一种方式是直接将压盖5与连接基座1满焊接；所述的贯穿组件6穿过接头布置板4并与其焊接，此处为密封焊接，需要对焊缝的密封性进行检验；连接公头a2和连接公头b8分别连接到贯穿组件6的下端和上端，其中连接公头a2连接到从堆内引出的测点尾线，连接公头b8连接到测控系统的补偿导线。
41.其中，在本技术实施例中，上述的贯穿组件6包括连接管61、芯体62、安装板63和填充物64，连接管61两端连接安装板63，安装板63与连接管61为密封连接，在内部形成一个密闭空腔，芯体62安置在连接管61内部，并贯穿安装板63，连接管61内部的空腔中为填充物64，填充物64起到固定芯体62以及绝缘的作用。
42.其中，在本技术实施例中，上述的连接基座1与热电偶尾线保护管焊接，大端内侧加工有密封槽，密封槽用于安置密封垫3，密封垫3的厚度高于密封槽的深度，端部加工有螺纹孔，螺纹孔用于固定接头布置板4。
43.其中，在本技术实施例中，上述的接头布置板4上开有贯穿孔，开孔数量不少于11
个；在下端加工凸棱，凸棱端面与密封垫3接触实现密封作用；贯穿组件6穿过贯穿孔并在接头布置板4两侧进行焊接；贯穿组件6的连接管61外侧加工有螺纹，用于与连接公头a2和连接公头b8的连接。
44.其中，在本技术实施例中，上述的安装板63与连接管61进行粘接，芯体62与安装板63进行粘接，两根芯体62分别作为正负极，填充物64处于压实状态；通过芯体62将贯穿件两端接通，实现对热电偶测量端的信号传输到测控系统。
45.其中，在本技术实施例中，上述的密封垫3材料为柔性石墨、金属，具有耐辐照性能，稳定性好。
46.其中，在本技术实施例中，上述的连接公头a2和连接公头b8通过螺纹、卡扣与贯穿组件6连接，连接公头a2和连接公头b一端设置有正负电极，其与贯穿组件6的电极连接。
47.其中，在本技术实施例中，上述的连接基座1的加工材料为不锈钢或者铝合金。
48.其中，在本技术实施例中，上述的焊接方式为激光焊、电子束焊及氩弧焊。
49.其中，在本技术实施例中，上述的连接管61的材料为不锈钢和铝合金，填充物64材料为氧化镁、三氧化二铝；所述的粘接所有胶为玻璃胶、陶瓷胶，安装板63材料为非金属，芯体62材质为金属；所述芯体62有三段组成，分别为大段、中段和小段，其中大段安装在贯穿组件6的上端，且端部开有插孔，中段处于连接管61内部。
50.实施例1：
51.将连接基座1的下端焊接到辐照装置出气管的端头，热电偶从出气管中引出，热电偶与连接公头a2连接，然后将所有热电偶插到接头布置板4上布置的贯穿组件6上，之后将密封垫3、接头布置板4和压盖5依次安装到连接基座1上，并用螺钉7紧固。然后将所有连接有连接公头b3热电偶补充导线插到贯穿组件6另一端。此时完成热电偶的连接，测控系统能够接收到热电偶测点的温度信号。
52.实施例2：
53.如图8所示，本实施例在实施1的基础上，将连接基座1设计为一种具有同心电极的贯穿组件，其他连接方式与实施例1一致。
54.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
55.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

技术特征：
1.一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，包括螺钉(7)，其特征在于：还包括连接基座(1)、连接公头a(2)、密封垫(3)、接头布置板(4)、压盖(5)、贯穿组件(6)和连接公头b(8)；所述的连接基座(1)作为包裹和安装机构，上端安装接头布置板(4)，在接头布置板(4)与连接基座(1)的接触面之间加装密封垫(3)；压盖(5)压在接头布置板(4)上端，并用螺钉(7)将其与连接基座(1)连接；所述的贯穿组件(6)穿过接头布置板(4)并与其焊接，连接公头a(2)和连接公头b(8)分别连接到贯穿组件(6)的下端和上端。2.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的贯穿组件(6)包括连接管(61)、芯体(62)、安装板(63)和填充物(64)，连接管(61)两端连接安装板(63)，芯体(62)安置在连接管(61)内部，并贯穿安装板(63)，连接管(61)内部的空腔中为填充物(64)。3.根据权利要求2所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的安装板(63)与连接管(61)进行粘接，芯体(62)与安装板(63)进行粘接，两根芯体(62)分别作为正负极，填充物(64)处于压实状态。4.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的连接基座(1)与热电偶尾线保护管焊接，大端内侧加工有密封槽，端部加工有螺纹孔。5.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的接头布置板(4)上开有贯穿孔，开孔数量不少于11个；在下端加工凸棱，凸棱端面与密封垫(3)接触；贯穿组件(6)穿过贯穿孔并在接头布置板(4)两侧进行焊接。6.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的密封垫(3)材料为柔性石墨、金属。7.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的连接公头a(2)和连接公头b(8)通过螺纹、卡扣与贯穿组件(6)连接，连接公头a(2)和连接公头b一端设置有正负电极，其与贯穿组件(6)的电极连接。8.根据权利要求4所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：连接基座(1)的加工材料为不锈钢或者铝合金。9.根据权利要求5所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：所述的焊接方式为激光焊、电子束焊及氩弧焊。10.根据权利要求3所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：连接管(61)的材料为不锈钢和铝合金，填充物(64)材料为氧化镁、三氧化二铝；所述的粘接所有胶为玻璃胶、陶瓷胶，安装板(63)材料为非金属，芯体(62)材质为金属；所述芯体(62)有三段组成，分别为大段、中段和小段，其中大段安装在贯穿组件(6)的上端，且端部开有插孔，中段处于连接管(61)内部。11.根据权利要求1所述的一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：连接基座(1)为一种具有同心电极的贯穿组件。12.一种基于放射性环境中的热电偶贯穿件安装方法，应用于权利要求1-10任一所述的基于放射性环境的热电偶贯穿件，其特征在于：包括以下步骤：s1：将连接基座(1)的下端焊接到辐照装置出气管的端头，热电偶从出气管中引出，热电偶与连接公头a(2)连接；s2：将所有热电偶插到接头布置板(4)上布置的贯穿组件(6)上，之后将密封垫(3)、接
头布置板(4)和压盖(5)依次安装到连接基座(1)上，并用螺钉(7)紧固；s3：将所有连接有连接公头b(3)热电偶补充导线插到贯穿组件(6)另一端。

技术总结
本发明创造属于仪器仪表信号传输领域，特别涉及一种基于放射性环境的热电偶贯穿件。包括螺钉，还包括连接基座、连接公头A、密封垫、接头布置板、压盖、贯穿组件和连接公头B；所述的连接基座作为包裹和安装机构，同时作为一个腔体用于装载热电偶接头，连接基座通过出气管与辐照装置内部连通，连接基座上端安装接头布置板，在接头布置板与连接基座的接触面之间加装密封垫，其主要作用是防止连接基座内的放射性气体泄漏到环境中。本发明设计一种基于放射性环境的热电偶贯穿件，用来完成对热电偶尾线的密封和信号的传输，实现更加高标准的密封要求，满足对多根热电偶尾线的密封和信号传输要求。求。求。


技术研发人员：赵文斌 孙胜 刘晓松 斯俊平 李国云 杨文华 刘洋 陈浩 黄岗 张慧 胡晓晖 许怡幸 卢孟康 刘浩
受保护的技术使用者：中国核动力研究设计院
技术研发日：2023.06.02
技术公布日：2023/9/9