(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
原子力発電プラント格納容器の外部壁及び内部壁を貫通する密封式ケーブル入力構造において、
内部にかつ強固に固定された入力側ケーブルと共に前記内部壁の内部に設置された埋め込み式接続パイプ、及び、外部端上にベローズを有する、前記接続パイプと一直線に並んで、前記外部壁の内部に設置された外部壁内パイプを収容し、出力側ケーブルは、
前記ベローズの内部表面に支持され、前記外部壁内パイプの内部表面との間にギャップを有する、密封式ケーブル入力構造であって、前記ベローズは、前記外部壁の内部表面の近くで対向する前記外部壁内パイプの両端上に対称に２つ設置され、一方、両方のベローズの開口端は、テーパ付きであり、前記出力側ケーブルは、テーパ付きベローズ端の狭い部分の内部表面によって支持され、前記テーパ付きベローズ端は蛇腹状の円錐形状であり、
前記テーパ付きベローズ端は、前記外部壁内パイプの両端部の外周に１つずつはめられ、それにより、前記外部壁内パイプの端で、前記テーパ付きベローズ端を折り返した配置も可能であり、２つの前記テーパ付きベローズ端の狭い部分同士を向かい合わせにも離反する向きにも配置可能であり、
前記２つのテーパ付きベローズ端の間の前記外部壁内パイプに、ケーブルを懸垂保持するばねを備える
ことを特徴とする密封式ケーブル入力構造。
【請求項２】
２つの保護パイプを備え、前記２つの保護パイプの一方は、前記内部壁の内部表面上に片持ち梁嵌合し、他方の保護パイプは、前記外部壁の内部表面上の前記ベローズに同心状に片持ち梁嵌合し、前記２つの保護パイプ開口端は、円柱状ベローズを使用して互いに接続される
請求項１に記載の密封式ケーブル入力構造。
【請求項３】
前記出力側ケーブルの表面と前記外部壁内パイプ内部表面との間に環状ギャップを備える
請求項１に記載の密封式ケーブル入力構造。
【請求項４】
ねじり式円錐圧縮ばねが前記テーパ付きベローズ端上に設置される
請求項１に記載の密封式ケーブル入力構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気エンジニアリング、すなわち、多層原子力発電プラント格納容器の格納エリア内への電気回路の密封式入力に関し、また、震動事象又は壁及び貫通部の熱膨張により相対的相互変位にさらされる外部壁及び内部壁を貫通する貫通部において使用される可能性がある。
【背景技術】
【０００２】
生物学的防護システムを有するシェル及び電気導体を収容する原子力発電プラント格納容器の鉄筋コンクリート壁を貫通する密封式電気入力が開示される（１９８８年４月１４日の特許文献１）。
【０００３】
この密封式入力は、１つの鉄筋コンクリート壁を有する原子力発電プラント格納容器内への電気導体のエントリだけのために設計されている。原子力発電プラント運転の安全レベルを改善するため、少なくとも２つの壁の多層格納容器が使用され始めている。したがって、ギャップの近くで外部鉄筋コンクリート壁及び内部鉄筋コンクリート壁を共に通過する場合がある密封式電気入力を作成することが必要になる。
【０００４】
上記に対する最も適切な技術的解決策は、原子力発電プラント格納容器の外部壁及び内部壁を貫通する密封式ケーブル入力であり、密封式ケーブル入力は、内部にかつ強固に固定されたケーブル入力と共に内部壁の内部に設置された埋め込み式接続パイプ、及び、外部端上にベローズを有する、接続パイプと一直線に並んで、外部壁の内部に設置されたパイプを収容し、ケーブル出力は、パイプの内部表面に関連してギャップがある状態で、支持体上に位置する（１９７８年８月１５日に公開された特許文献２）。
【０００５】
内部密封式格納壁と外部電力格納壁の両方を通過するケーブル電気導体は、埋め込み式接続パイプによって内部密封式壁の内部のケーブル入力と共に固定され、外部電力格納壁に向かってケーブル出力と摺動又は転動接合状態にある。外部電力壁内の電気導体出力接続は、電気導体及び外部壁の相対運動のための補償手段を含む。補償手段は、ローラ又はその等価物で作られ、壁内での電気導体の運動、或は、両方の壁又は壁と導体の互いに対する相対運動の可能性があっても、導体と外部壁との緊密な結合を保証するものとする。互いに対する壁の運動又は導体に対する壁の運動は、震動事象中に、外側壁と内側壁の温度差又は壁と導体の温度差によって、或は、ケーブルワイヤの張力の差又は張力の緩みによって起こる場合がある。述べる発明に従って作られる電気貫通部は、第１に、震動事象によって引起される外部及び内部壁の迅速かつ強力な運動に関連するタスクを終了させるように設計される。更に、本発明の設計によれば、貫通部は、それらの熱膨張によって引起される壁及び導体の緩徐型の相対運動に関する問題を解決するものとする。壁と壁との間の又は壁と導体との間の相対運動は、ベローズを有するパイプ内の導体のオーソグラフィック運動に制限されてもよい。水平移動は、外部壁に対する導体の相対運動によって提供される。したがって、導体又は任意の貫通部部品の引張り荷重は、水平移動によって、圧縮手段を提供する摺動又は転動シール時のブレーキ摩擦にとって必要とされる力に制限される。導体に直交する方向への移動、例えば垂直移動は、外部壁及びわずかな転回点に対して導体を摺動又は転動させることによって提供される。導体屈曲をもたらす導体出力の転回点は、環状部内に位置する導体の長さに沿って分配される。補償手段のこの設計は、導体が、外部格納壁と内部格納壁との間の通路エリア内でその変位によって屈曲することが可能であることだけのために意図される。外部格納壁と内部格納壁との間の通路エリア内で互いに対するその変位によって屈曲することが可能でない、直径が増加したより剛性がある導体が使用される場合、補償手段内の導体出力の転回点及び導体出力支持体のジャミングがパイプ内で起こる場合があり、結果として、絶縁スリーブが損傷を受けることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ロシア発明者証第１５５１１４２号  ＭＰＫ：Ｈ０１Ｂ１７／２６
【特許文献２】米国特許第４１０７４５６号  Ｃｌ．Ｇ２１Ｃ１３／０２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、硬質屈曲性で高電圧の電気導体が使用される場合、密封式ケーブル入力の動作信頼性を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的は、原子力発電プラント格納容器の外部壁及び内部壁を貫通する、知られている密封式ケーブルであって、内部にかつ強固に固定されたケーブル入力と共に内部壁の内部に設置された埋め込み式接続パイプ、及び、外部端上にベローズを有する、接続パイプと一直線に並んで外部壁の内部に設置されたパイプを収容し、ケーブル出力は、パイプの内部表面に関連してギャップがある状態で支持体上に位置する、知られている密封式ケーブル入力についての新しい開発物によって達成され、その新規性は、このケーブル入力が、外部壁の内部表面の近くにパイプの対向端上に対称に設置された第２の同様なベローズを有し、一方、両方のベローズの緩い端はテーパ付きであり、ケーブル出力は、テーパ付きベローズ端の内部表面によって支持されることである。
【０００９】
更に、ケーブルは、２つの保護パイプの内部で外部格納壁と内部格納壁との間の空間内に位置する可能性があり、２つの保護パイプの一方は、内部壁の内部表面上に片持ち梁嵌合し、他の保護パイプは、外部壁の内部表面上の第２のベローズに同心状に片持ち梁嵌合し、一方、緩いパイプ端は、円柱状ベローズを使用して互いに接続される。
【００１０】
ケーブル表面とパイプ内部表面との間のギャップは、外部壁に対する内部壁の最大オーソグラフィック熱及び震動平面運動並びにパイプ内のケーブル同軸位置の変化より小さくない場合がある。
【００１１】
ベローズのテーパ付き端は、パイプ内に位置し、互いに向かって方向付けられる可能性がある。
【００１２】
ねじり式円錐圧縮ばねはベローズクリンプ上に設置されてもよい。
【００１３】
ケーブルは、パイプ内でばね上に懸垂保持される可能性がある。
【００１４】
外部壁の内部表面の近くにパイプの対向端上に対称に設置された第２の同様なベローズを設けることは、パイプ内でのケーブル支持とケーブル入力の更なるシールの両方を保証することになる。
【００１５】
両方のベローズの緩い端は、テーパが付けられて、ケーブル出力用の支持体を作成する。
【００１６】
テーパ付きベローズ端のリング表面内にケーブル出力を固定するように設計された支持体は、ケーブル又は外部壁の水平又は垂直移動中或は壁及びケーブルの相互運動中の両方において信頼性があるケーブルカバリジを保証する。
【００１７】
円柱状ベローズによって互いに接続された保護パイプ内にケーブルが載置することは、短期的電流遮断と偶発的な水の浸入の両方によって引起される温度降下からのケーブル保護を保証し、ケーブルのために連続温度モードを提供し、したがって、熱による任意の更なる軸方向変位からケーブルを保護する。
【００１８】
指定されたギャップを持った状態でパイプ内に載置するケーブルは、格納容器に対する震動及び熱の影響下で、ケーブル、外部及び内部壁、ケーブル及び壁の最大変位に基づいて計算される。
【００１９】
互いに向かうテーパ付きベローズ端の方向、及び、パイプ内でのその場所は、偶発的損傷から保護されるため、ベローズの動作信頼性を改善する。
【００２０】
ねじり式円錐圧縮ばねによるテーパ付きベローズクリンプの補強は、テーパ付きベローズ端の内部支持表面にかかる荷重を増加させることを可能にする。
【００２１】
パイプの内部のばね上でのケーブルの懸垂保持は、指定されたギャップの維持、及び、テーパ付きベローズ端の内部支持表面に課される荷重の再分配を保証する。
【００２２】
以下は、外部原子力発電プラント格納壁及び内部原子力発電プラント格納壁を貫通する密封式ケーブル入力の多数のオプションのうちの１つのオプションの説明であり、各オプションは、添付特許請求の範囲に示す単一の発明的設計に従う。
【００２３】
本発明は図面と共に示される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】外部原子力発電プラント格納壁及び内部原子力発電プラント格納壁内に設置された密封式ケーブル入力の全体説明図
【図２】ケーブル及び外部壁の相対運動のための補償手段を有する貫通部の作動部分を示す説明図
【図３】パイプ内のテーパ付きベローズの場所及びばね上でのケーブルの取外しを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
外部原子力発電プラント格納壁及び内部原子力発電プラント格納壁を貫通する密封式ケーブル入力は、ケーブル２に関して固定された接続パイプ３からなり、また、内部鉄筋コンクリート壁１に取付けられた第１の貫通ユニットを収容する。内部壁１は、１．２メートルの平均厚を有する密封式ドーム状設計を有し、格納容器の内部での事故の場合に過剰の内部圧封じ込めを保証することを意図される。接続パイプ３の端４及び５は、内部壁１の外部表面６及び内部表面７の平面を越えてオーバハングする。壁１内で接続パイプ３の緊密でかつ密封式の接合を提供するカウンタフランジ８は、壁１内部表面７の側部上の接続パイプ３の端４上に搭載される。接続パイプ３のキャビティ１０と接続するノズル９は、接続パイプ３の端４上に搭載される。穴１２は、対向する外部鉄筋コンクリート電力ドーム状壁１１内で接続パイプ３と一直線に並んで作られ、シェル１４は、第２の貫通ユニット（ケーブル２に関して移動し、また、ケーブル２及び外部壁１１の相対運動のための補償手段を含む）が搭載されるこの穴の壁１３上に緊密に搭載され、ドーム状外部壁１１は、０．６メートルの平均厚を有し、外側、例えば航空機衝突からの高い衝撃荷重を担持するように設計される。原子炉をカバーする内部密封式ドーム状鉄筋コンクリート壁１は、外部壁１１の電力ドームの下で閉囲される。シェル１４は、壁１１の外部表面１７及び壁１１の内部表面１８上に締結された外部リング１５及び内部リング１６によって壁１１に固定される。ケーブル２及び外部壁１１の相対運動のための補償手段は、シェル１４内に位置する。相対運動補償手段は、シェル１４に挿入されたパイプ１９からなり、パイプ１９は、その端２０及び２１が、外部リング１５及び内部リング１６に相応して取付けられた外部フランジ２２及び内部フランジ２３によってシェル１４内で固定される。テーパ付きベローズ２４及び２５は、パイプ１９の端２０及び２１上に搭載される。両方のベローズ２４及び２５は、熱収縮性で難燃性の材料で作られ、より広い部分がパイプ１９の端２０及び２１上に搭載される。両方のベローズ２４及び２５は、工業用ファンによって加熱することによって搭載され、パイプ１９外部端表面２０及び２１に対するベローズ２４及び２５の幅広の内部表面２６及び２７の緊密なはんだ付けを可能にする。テーパ付きベローズ２４及び２５の緩い端３０及び３１の狭い部分の内部支持リング状表面２８及び２９は、ケーブル２の緊密なカバリジ及び支持のために設計される。このために、ねじり式円錐圧縮ばね３６及び３７が、クリンプ３４及び３５に対する補強のためにベローズ２４及び２５のキャビティ３２及び３３の内部に設置される。
【００２６】
保護カバー３９及び４０は、埋め込み式接続パイプ３及びパイプ１９と一直線に並んで、格納容器の内部壁１と外部壁１１との間の環状部３８内に位置する。保護パイプ４０は、カウンタフランジ８によって、内部壁１の内部表面７上に片持ち梁嵌合し、パイプ３９は、内部フランジ２３によって、第２のベローズ２５に対して同心状に外部壁１１の内部表面１８上に片持ち梁嵌合し、一方、保護パイプ３９及び４０の緩い端４１及び４２は、円柱状ベローズ４３を使用して互いに接続される。設置を容易にするため、保護パイプ３９及び４０は、複合の上側及び下側部品で作られる可能性があり、加熱したケーブル２から過剰の熱を取出すためのギャップが、下側部分内に設けられる可能性がある。
【００２７】
１０ｋＶ用の強固なケーブル２は、この電気入力設計において使用される可能性がある。ケーブル２は、次の通りに貫通部内に位置する。ケーブル２入力４４は内部壁１１の埋め込み式接続パイプ３の内部に緊密に固定され、窒素ガス４５はキャビティ１０内に圧送され、ケーブル２出力４６は、ベローズ２４及び２５によって制限されることなく外部壁１１のパイプ１９内に設置される。ケーブル２出力４６は、環状ギャップ４７を有するパイプ１９内に位置し、環状ギャップ４７は、ケーブル２外部表面にわたるブレーディング４８とパイプ１９内部表面４９との間に形成され、また、少なくとも、外部壁１１に対する内部壁１の最大オーソグラフィック熱及び震動平面運動並びにパイプ１９内のケーブル２同軸位置の変化に基づいて計算される。このギャップ４７の設定は、２つのテーパ付きベローズ２４及び２５のより狭い端３０及び３１上に形成された内部支持リング状表面２８及び２９によって維持される。ケーブル２出力４６は、工業用ファンで加熱することによってベローズ２４及び２５の支持リング状表面２８及び２９内に固定され、ケーブル２ブレーディング４８に対してベローズ２４及び２５の内部支持リング状表面２８及び２９をカバーし、緊密にはんだ付けすることを可能にする。支持リング状表面２８及び２９は、パイプ２内でケーブル２の心出しをするために使用され、また、ケーブル２出力４６がケーブル２入力４４の軸から偏倚する場合に、ケーブル２出力４６がそのブレーディング４８をパイプ１９内部表面４９に接触させることを防止するように設計される。通常運転の場合と同様に、電気機器がオンされると、ケーブル２コアの温度が９５℃に達し、短絡電流の場合、ケーブル２コアの温度は、３００℃まで上昇し、電流遮断中の温度降下及び２０℃までのケーブル２冷却は、ケーブル２の軸方向変形、すなわち、最高温度における１３ｍｍまでのケーブル２長さの変化をもたらす可能性がある。したがって、格納容器の内部壁１と外部壁１１との間のケーブル２の通路長は、環状部３８内で２メートルに達し、ケーブル２は、２つの保護パイプ３９及び４０並びに円柱状ベローズ４３の内部に位置し、空気熱蓄積エリア５０を形成する。パイプキャビティ３９及び４０並びにベローズ４３の内部寸法は、ケーブル２の周りに空気ギャップを形成することを考慮して設計され、一方の側での熱の除去、他の側での、オン／オフしながらのケーブル２における温度降下の平滑化を保証する。このサーモスタットによって、ケーブル２の過剰な軸方向変形が減少し、したがって、ケーブル２及び外部壁１１の相対運動のための更なる運転補償が排除され、ベローズの動作信頼性が、ベローズ２４及び２５のクリンプ３４及び３５における破壊制御によって改善される。保護パイプ３９及び４０並びにベローズ４３は、換気システムがオフされると沈下する可能性がある凝縮物、又は、環状部３８内に位置する緊急時供給システムからの水滴等が侵入する場合にケーブル２を望ましくない冷却から保護する。環状部３８内の通路エリア内のケーブル２の剛性は、保護パイプ４０内に搭載用継手５１を設置する必要性によって更に増加する。
【００２８】
テーパ付きベローズ２４及び２５の緩く狭い端３０及び３１を損傷から保護するため、オプションとして、ベローズ２４及び２５は、パイプ１９内に位置し、互いに向かって方向付けられる。ケーブル２材料に応じて、ケーブル２が強固でない場合、パイプ１９内のケーブル２は、ばね５１上に懸垂保持されて、ケーブル２ブレーディング４８とパイプ１９内部表面４９との間の環状ギャップ４７を維持する。
【００２９】
電気入力シールを保証するため、パーミエーションチューブ５４によってノズル９に接続された圧力ゲージ５３が外部フランジ２２上に搭載される。パーミエーションチューブ５４は、シェル１４とパイプ１９との間に形成される空間５５内に、また、ケーブル２と、保護パイプ３９及び４０並びに円柱状ベローズ４３の内部壁５７、５８、及び５９との間に形成される空間５６内に相応して位置する。
【００３０】
原子力発電プラント格納容器の外部壁１１及び内部壁１を貫通する密封式ケーブル入力は、次の通りに動作する。電流がケーブル２を通過すると、強電流がその金属コアを加熱し、ケーブル２温度が最高９５℃に達する場合があり、熱応力によって、ケーブル２が伸長し始める。通常動作中、ケーブル２に対して固定された第１の貫通ユニットの接続パイプ３は、ケーブル２に対して移動する第２の貫通ユニットのパイプ１９と一直線に並んで位置する。外部壁１１に向かって環状部３８をカバーするケーブル２セクションの伸長によって引起されるこの熱応力は、ベローズ２５内のクリンプ３５の圧力荷重に打勝ち、ベローズ２４内のクリンプ３４の引張り力に打勝つのに十分である。ケーブル２及び外部壁１１の相対運動のための補償手段のベローズ２５及び２４内のクリンプ３５及び３４の圧縮及び引張りは、ケーブル２がオン／オフされるときに起こる温度降下に依存する。ケーブル２がオフされると、ケーブル２は冷却し始め、その長さはその初期状態に戻り、この場合、ベローズ２５のクリンプ３５は拡張し、ベローズ２４のクリンプ３４は収縮する。更に、壁１と１１との間の環状部３８内に位置するケーブル２貫通部は、環状部３８内に位置するプロセスパイプライン並びに空気湿度、換気流変化レート等に応じて熱的影響を受ける場合がある。ケーブル２通路は、保護パイプ３９、４０及びベローズ４３によって形成される空気熱蓄積エリア５０内に閉囲され、サーモスタットとして動作し、ケーブル２及び外部壁１１の相対運動のための補償手段は、部分荷重モードで動作し、クリンプ３４及び３５は、摩滅をあまり受けないことになる。
【００３１】
しかし、以下の状況が起こる場合がある。格納容器の独立した外部壁１１及び内部壁１が移動し始める場合がある。壁１及び１１又はそれらのセクションの変位は、例えば、以下の場合、すなわち、変位が震動事象によって起こるとき、ポーラクレーンの支持体が第１の固定貫通ユニットの下を通過するときにポーラクレーンが動作する場合、壁１及び１１の温度又は壁１及び１１並びにケーブル２の温度が変化するとき、内部壁１内の引張りロープの張力が緩むとき等に、互いに対して独立である。こうした変位は、接続パイプ３及び１９のインライン配置構成を破る。ケーブル２の剛性が十分であるため、内部に搭載されたケーブル２出力４６を有する接続パイプ３又は１９は、内部表面４９とケーブル２ブレーディング４８との間の環状ギャップ４７を変化させながら、ケーブル２出力４６の軸にわたって移動し始める。ベローズ２４及び２５のクリンプ３４及び３５は、屈曲し始め、したがって、壁１と１１との間の任意の運動又は壁１と１１とケーブル２との間の任意の運動に対する応答として、ケーブル２出力４６の固定位置に対する拡張継手パイプ１９の制約なしの運動を可能にし、外部壁１の全体厚さを通して絶縁完全性を維持する。この場合、円柱状ベローズ４３は、ケーブル２の初期の向きの完全性を維持しながら、保護パイプ３９及び４０の運動に応じて同様に、屈曲され、圧縮され、引張られることになる。
【００３２】
技術的利益及び経済的利益は、原子力発電プラント運転の信頼性が、最小のメンテナンスによって原子力発電プラントサービス寿命全体を通してケーブル入力の絶縁完全性を維持することによって改善されることにある。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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