[发明专利]适用于高温高压条件下圆柱形输电结构的绝缘密封结构

说明书

技术领域

本发明属于高温高压电加热热工试验及相关工业行业领域，具体涉及一种适用于高温高压条件下圆柱形输电结构的绝缘密封结构。

背景技术

在针对反应堆的高温高压热工试验过程中，一般都采用直流电加热方式模拟其核释热，发热元件一般都安装于高温高压的容器内，所以要求输电结构贯穿高温高压容器的压力边界，同时需要实现输电结构与筒体之间的绝缘和输电结构贯穿压力边界处的高温高压密封。在现有的技术条件下若只考虑高压条件下的绝缘或者高温下的密封，通过一般的技术手段或者材料比较容易解决，但是需要同时解决高温高压条件下的绝缘和密封问题有非常大的技术难度。在高温高压条件下一般的绝缘材料很容易失效，使得输电结构和其他结构之间出现放电现象，导致绝缘失效或者密封失效出现高温高压介质的泄漏。

尤其是电压达到200伏特以上的高压环境下，普通的密封结构已经不能满足其使用要求，在运行过程中绝缘密封面的温度升高，很容易超过了绝缘密封材料要求的温度范围，造成绝缘密封结构失效，造成输电危险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前在针对反应堆的高温高压热工试验过程中不能进行有效密封，导致输电结构和其他结构之间出现放电现象，导致绝缘失效或者密封失效出现高温高压介质的泄漏，其目的在于提供一种适用于高温高压条件下圆柱形输电结构的绝缘密封结构，该密封结构能够在高温高压条件下同时实现输电结构绝缘和密封要求，防止了输电结构和其他结构之间出现放电现象，也杜绝了绝缘失效或者密封失效出现高温高压介质的泄漏的情况发生。

本发明通过下述技术方案实现：

适用于高温高压条件下圆柱形输电结构的绝缘密封结构，包括输电结构，所述输电结构中设置有冷却流道，在输电结构外壁套有绝缘筒，绝缘筒外部套有绝缘法兰筒体端和承压筒体，且承压筒体设置在绝缘法兰筒体端上方，绝缘法兰筒体端远离承压筒体的一端连接有绝缘法兰自由端，绝缘法兰自由端和绝缘法兰筒体端之间设置有绝缘垫片，且输电结构同时穿过绝缘垫片和绝缘法兰自由端，绝缘法兰自由端中设置有密封环，密封环套在输电结构上，绝缘法兰自由端远离绝缘法兰筒体端的一端设置有压紧件，输电结构穿过压紧件。目前核反应堆的高温高压热工试验过程中，都是在高温高压环境中，其实验压力达到15MPa，温度达到300℃，其中输电电压可达200伏特，而目前的密封结构都是针对于高温或高压这一单一环境中有效，而高温高压两个同时存在的特殊环境，将造成现有的密封方式失效，导致输电结构和其他结构之间出现放电现象，导致绝缘失效或者密封失效出现高温高压介质的泄漏，针对于高温高压条件圆柱形输电结构的绝缘和密封性能的特殊要求，设计了一套能适用于高温高压条件下，即实验压力达到15MPa，温度达到300℃环境中，输电电压可达200伏特的输电结构绝缘密封结构，该结构采用了特殊的设计方案，输电结构设计有冷却流道，降低了绝缘密封面的温度，即实验稳定运行中能够确保密封面温度在150℃以内，控制在绝缘密封材料要求的温度范围内，使得绝缘密封结构安全可靠运行。该结构具有绝缘性能好、结构紧凑、安装灵活方便、可靠性高等特点。

绝缘法兰自由端与绝缘垫片接触的端面内凹形成若干个凹槽，绝缘垫片与绝缘法兰自由端接触的端面凸起形成若干个凸台，且凸台分别插入到对应的凹槽中形成配合。绝缘垫片和绝缘法兰自由端的配合如同锯齿状，增大接触面积和密封过程中起伏状，使得密封效果更好，同时配合将绝缘垫片采用聚四氟乙烯制成，聚四氟乙烯，俗称“塑料王”，是由四氟乙烯经聚合而成的高分子化合物，具有优良的化学稳定性、耐腐蚀性、密封性、高润滑不粘性、电绝缘性和良好的抗老化耐力，在满足绝缘要求的同时增强了密封性能。

还在绝缘法兰自由端中设置有安装孔，输电结构穿过安装孔。安装孔分为安装孔一和安装孔二，安装孔一和安装孔二同轴，安装孔一的直径大于安装孔二的直径，安装孔一设置在安装孔二上方并且相互光滑连接，绝缘筒的底端设置在安装孔一中，输电结构同时穿过安装孔一和安装孔二。安装孔设计为两种直径，与输电结构圆柱形铜棒的变径设计配合，平衡高压侧的作用力，确保结构稳定。

密封环的优选数量为两个，且沿着输电结构的轴线方向设置。在导电铜柱的下部采用两级O环密封，配合O环压紧件设计的方案实现最终的密封功能。还在压紧件上设置有紧固螺栓，紧固螺栓穿过压紧件后设置在绝缘法兰自由端中，且压紧件与位于最下方的密封环接触。紧固螺栓是用于固定压紧件，从而将密封环压紧在绝缘法兰自由端中。