[发明专利]一种采用陶瓷烧接工艺的电气贯穿件

说明书

技术领域

本发明属于核电电气信号传输技术领域，具体涉及一种采用陶瓷烧接工艺的电气贯穿件。

背景技术

电气贯穿件是核电电气传输系统的关键部件，用于确保反应堆安全壳内电气设备的供电、控制、保护、核测量、照明、仪表、通信等信号与外界进行可靠传输，属于IE级K1类电气设备。电气贯穿件主要有密封、耐压、抗震、耐高温、耐辐照、抗干扰等环境耐受要求。

目前，电气贯穿件主要分为以下几种类型：环氧浇注型、玻璃密封型、聚砜密封型和陶瓷密封型。环氧浇注型主要为日本采用，代表厂家为住友；玻璃密封主要为德国采用，代表厂家为德国肖特；聚砜密封型主要为美国和法国采用，代表厂家为CONAX和Auxitrol；

发生日本福岛核泄漏事件后，证明环氧浇注型电气贯穿件在耐高温和抗震性能方面存在明显缺陷，因此，目前较为成熟的电气贯串技术应用为玻璃密封和聚砜密封两种，我国还不具备这两种电气贯穿件的国产能力。采购进口电气贯穿件周期长，价格昂贵，后期的安装使用、维修、维护等技术支持工作存在周期、成本等风险，因此，电气贯穿件的国产化势在必行。陶瓷密封型电气贯穿件基于陶瓷技术的发展和应用，其具有更高的耐温，耐压强度及金属焊接强度。由于受到国外电气贯穿件生产技术限制，目前，我国正着力开展电气贯穿件技术的研发工作。其中采用陶瓷烧接密封工艺应用于电气贯穿件中，是我国着力发展的电气贯穿件技术，目前还处于研发、试验阶段。研发陶瓷烧接密封电气贯穿件，替代进口产品，提高核电工业中应用产品的国产化率具有极高的现实意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用陶瓷烧接工艺的电气贯穿件，以实现在高温350℃、气压10MPa、辐照量级1×10⁶Gray环境下的电气信号传输。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种采用陶瓷烧接工艺的电气贯穿件，包括陶瓷烧接组件、防护罩和安装法兰，陶瓷烧接组件焊接在安装法兰中部，安装法兰的两侧安装有防护罩，防护罩上设置有电缆密封及紧固接头；所述陶瓷烧接组件包括金属加工件、烧接陶瓷和表面镀金导体插针，圆柱形的金属加工件沿其轴向开有圆孔，管状的烧接陶瓷贯穿圆孔中，表面镀金导体插针贯穿烧接陶瓷中。

所述的陶瓷烧接组件通过熔化焊方式焊接在安装法兰中部，陶瓷烧接组件的数量可以根据需要进行调整。

所述的安装法兰的边缘通过紧固螺钉与防护罩连接。

所述的金属加工件开有圆孔的数量可以根据需要进行调整。

使用时，先加工烧接陶瓷烧接组件，将陶瓷烧接组件焊接在安装法兰中部，将电缆密封及紧固接头安装在防护罩上，将被连接的信号电缆穿过电缆密封及紧固接头，并通过标准端子与表面镀金导体插针连接；将安装法兰与防护罩连接，紧固电缆密封及紧固接头，将被连接的信号电缆抱紧。

本发明所取得的有益效果为：

本发明作为气冷堆吸收球停堆系统贮球罐试验用产品，通过了高温、密封压力和辐照试验，并和贮球罐一起进行了长期的型式试验，通过了长期的温度、压力、冲击、抗震等各项试验，工作性能稳定可靠。

附图说明

图1为金属化结构示意图；

图2为采用陶瓷烧接工艺的电气贯穿件结构图；

图3为陶瓷烧接组件结构图；

图4为安装法兰结构图；

图5为陶瓷烧接组件与安装法兰焊接示意图；

图6为防护罩结构图；

图中：1、电缆密封及紧固接头；2、防护罩；3、紧固螺钉；4、安装法兰；5、陶瓷烧接组件；6、金属加工件；7、烧接陶瓷；8、表面镀金导体插针。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，陶瓷与金属烧接密封形式需要通过表面金属化工艺处理，使陶瓷表面渗透一层金属，陶瓷本体、高温金属化层、镀镍层之间形成相互扩散层，进而实现陶瓷与金属间的连接与密封。陶瓷与金属间烧接成整体，在高温环境中由于膨胀系数差异，烧接件尺寸受到限制，虽然合理选择金属材料和陶瓷组分可以使陶瓷与金属热膨胀系数相近，但烧接尺寸仍受限制。本发明采用先烧接多个电气贯穿组件，然后通过焊接方式实现。