Электрическая герметичная проходка среднего напряжения

Полезная модель относится к герметичным электрическим проходкам, применяемым для передачи электрической энергии через герметичные ограждения атомных станций, транспорта с ядерными реакторами, тоннелей метро и т.д. Задачей данного изобретения является обеспечение длительной герметичности электрических проходок за счет повышения ее стойкости к воздействию электрохимической коррозии. Поставленная задача решена за счет того, что электрическая герметичная проходка, состоящая из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов, характеризуется тем, что на поверхностях сильфонов выполнено металлокерамическое покрытие из тринитрида титана толщиной 8-30 мкм.

Полезная модель относится к герметичным электрическим проходкам, применяемым для передачи электрической энергии через герметичные ограждения атомных станций, транспорта с ядерными реакторами, тоннелей метро и т.д.

Известна электрическая проходка (гермоввод), которая проводит электрическую энергию высокого напряжения через гермооболочку АЭС. Указанная электрическая проходка имеет герметичный корпус под давлением газа, к которому с двух сторон приварены проходные изоляторы, через осевое отверстие которых пропущен медный проводник. Медный проводник состоит из цельного медного стержня снаружи, а внутри проходки имеет гибкие электропроводящие вставки, которые компенсируют тепловое расширение проводника, возникающее при прохождении токов короткого замыкания или пусковых токов. Гибкие электрические вставки присоединены к цельному медному стержню пайкой или опрессовкой внутри герметично заваренного корпуса и не контролируются в процессе эксплуатации. Наличие неконтролируемых контактных соединений внутри проходки недопустимо, т.к. она осуществляет электроснабжение ответственного оборудования в гермозоне атомных станций (см. патент США - №4237336, G21C 013/04, 1980г.).

Наиболее близкой конструкцией по технической сути является электрическая проходка (патент США 385 6983, класс G21C 013/04;

Н01В017/30, 1974 г.), которая используется для ввода электрической энергии в гермозону атомных станций. Указанная электрическая герметичная проходка состоит из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов Концы проводника выступают из корпуса и загерметизированы в проходных изоляторах, которые закреплены на корпусе через сильфоны

(металлические мембраны) для обеспечения ограниченных перемещений стержня в горизонтальном и вертикальном направлениях. Известная конструкция имеет U-образный и гофрообразный металлические сильфоны, выполненные из сплава с низким коэффициентом температурного расширения, которые припаиваются к керамическому изолятору. Эти сплавы (фенил, ковар и т.д.) имеют умеренную коррозионную стойкость, но подвержены электрохимической коррозии.

Использование указанных сплавов до настоящего времени было оправдано относительно невысокими требованиями к гермопроходке в части срока службы и параметров аварийных режимов (40 лет, 150°С, 5 Bar).

В настоящее время в гермозоне АЭС предусмотрены проектные режимы интенсивного орошения проходок кислотами и щелочами, которые являются инициаторами электрохимической коррозии сильфонов и сопряженных с ними тонкостенных деталей, т.к. скапливаются в открытых углублениях гофр и подвергаются интенсивному воздействию мощного электромагнитного поля вокруг проходки.

В связи с тем, что сильфоны имеют незначительную толщину, то при наличии очагов коррозии они разрушаются и электрическая проходка теряет герметичность.

Задачей данного изобретения является обеспечение длительной герметичности электрических проходок за счет повышения ее стойкости к воздействию электрохимической коррозии.

Поставленная задача решена за счет того, что электрическая герметичная проходка, состоящая из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов, характеризуется тем, что на поверхностях сильфонов выполнено металлокерамическое покрытие из тринитрида титана толщиной 8-30 мкм. Металлокерамическое покрытие может быть выполнено на тонкостенных переходных деталях и местах сварки переходных деталей и сильфонов. Металлокерамическое покрытие может выполнено из тринитрида титана методом ионной бомбардировки в вакууме.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен общий вид проходки, а на фиг.2 - продольный разрез одного торца проходки.

Проходка среднего напряжения состоит из корпуса 1, находящегося под давлением газа, контролируемого манометром 9 и, по крайней мере одного, монолитного токоведущего медного стержня 2, имеющего твердую изоляцию 3. Концы стержня 2 закреплены в проходных изоляторах 4, которые закреплены на корпусе 1 через сильфоны 5, приваренные к тонкостенным фрагментам 6 корпуса 1, при этом стрежень 2 уплотнен в концевике 7, который припаян к проходному изолятору через сильфон 8.

Температурные расширения токоведущего стержня компенсируются сжатием/расширением сильфонов 5 и 8, которые имеют металлокерамическую защиту от электрохимической коррозии из тринитрида титана. Экспериментально установлено, что оптимальные параметры конструкции достигаются при толщине слоя тринитрида титана 8-30 мкм. Самый целесообразный метод нанесения покрытия - метод ионной бомбардировки в вакууме. При необходимости такая же защита может быть нанесена на тонкостенные переходные детали 6 и места сварки переходных деталей 6 с сильфонами 5.

Описанная конструкция имеет срок службы 50-60 лет, выдерживает аварийную температуру до 250°С, аварийное давление до 7-9 Bar, что полностью отвечает современным требованиям к оборудованию.

1. Электрическая герметичная проходка, состоящая из металлического корпуса, находящегося под давлением газа, проходных изоляторов, присоединенных к корпусу через тонкостенные переходные детали и через сильфоны, и монолитного токоведущего стержня с твердой изоляцией, герметично установленного внутри проходных изоляторов, отличающаяся тем, что на поверхностях сильфонов выполнено металлокерамическое покрытие из тринитрида титана.

2. Проходка по п. 1, отличающаяся тем, что покрытие выполнено на тонкостенных переходных деталях и местах сварки тонкостенных переходных деталей и сильфонов.

3. Проходка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что металлокерамическое покрытие выполнено из тринитрида титана толщиной 8-30 мкм методом ионной бомбардировки в вакууме.