НАГРЕВОСТОЙКИЙ КАБЕЛЬ С ЧЕРЕДОВАНИЕМ "ХОЛОДНЫХ" И "ГОРЯЧИХ" ЗОН (ТРИ ВАРИАНТА)
HEAT-RESISTANT CABLE WITH ALTERNATION OF "COLD" AND "HOT" ZONES (THREE VERSIONS)

Данное техническое решение относится к кабельной промышленности.
Заявляется конструкция кабельных изделий, предназначенных для использования в основном в атомной энергетике.
Известны кабели нагревостойкие с минеральной изоляцией (См. В.Ф.Сучков, В.И.Светлова, Э.Э.Финкель «Жаростойкие кабели с магнезиальной изоляцией», М., Энергия, 1969 г., с.3). Недостатком указанных кабелей является то, что они имеют постоянный нагрев по всей длине.
Известны кабельные изделия, а именно электронагреватели трубчатые, содержащие нагревательный элемент в виде проволоки из сплава с высоким удельным сопротивлением, имеющий на концах выводы и защищенный изоляционным наполнителем, поверх которого расположена металлическая оболочка (данное техническое решение описано в заявке WO 2005/117530). Такие кабельные изделия имеют различный нагрев на концевых участках и в греющей зоне. Различный нагрев концевых участков кабеля обусловлен тем, что этот кабель разделен на зоны - нагревательный элемент и концевые участки - выводы. Каждый вывод кабеля выполнен из материала с низким удельным сопротивлением, установленного на конце нагревательного элемента.
Недостатком данного технического решения является то, что в этом кабельном изделии имеется только один греющий - «горячий» участок кабеля.
Другим существенным недостатком является то, что между «холодным» и «горячим» участками имеется достаточно длинный переходный участок, на котором температура постепенно изменяется от низкой к высокой.
В технике для атомной промышленности имеется необходимость в кабельных изделиях с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабельного изделия на всей длине.
Авторы решают эту задачу при помощи использования кабеля с минеральной изоляцией, имеющего оболочку из коррозионно-стойких жаростойких сплавов стали, выполненного в трех вариантах.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
Токопроводящий проводник нагревостойкого кабеля (далее - кабель) изготовлен из известных материалов - металлов или их сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением. При этом заявляемый технический результат по первому варианту исполнения достигается за счет выполнения токопроводящего проводника имеющим резкую разницу диаметров токопроводящего проводника на «холодных» и «горячих» зонах, т.е. переход между зонами выполнен ступенчатым. При этом длина «горячей» зоны выдерживается с заданной точностью и имеет отклонение от заданного размера не более ±5 мм. Наружный диаметр кабеля остается неизменным по всей длине. Количество «холодных» и «горячих» зон и их размеры, а также температура в этих зонах определяется исходя из технических требований эксплуатации. «Холодные» и «горячие» зоны чередуются в установленном заказчиком порядке, в зависимости от задачи, поставленной перед изготовителем кабеля. Токоведущие выводы кабельного изделия являются «холодными».
На Фиг.1 и Фиг.2 представлено изображение нагревостойкого кабеля с чередованием «холодных» и «горячих» зон.
На Фиг.3 - продольное сечение токопроводящего проводника нагревостойкого кабеля с чередованием «холодных» и «горячих» зон, выполненного согласно первому варианту.
Заявляется нагревостойкий кабель, используемый в системах внутриреакторного контроля, с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля, с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабеля в пределах 1,5 мм.
Кабель состоит из оболочки, выполненной из коррозионно-стойкого и/или жаростойкого сплава стали, заполненной минеральной изоляцией, и токопроводящего проводника, расположенного внутри оболочки коаксиально. Токопроводящий проводник выполнен из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением. В «холодных» и «горячих» зонах токопроводящий проводник имеет различный диаметр, причем переход от большего диаметра к меньшему диаметру выполнен ступенчатым.
За счет этого электрическое сопротивление участков «холодных» и «горячих» зон отличается одно от другого в заданных пределах длины этих зон. Размеры участков «холодных» и «горячих» зон устанавливаются в соответствии с техническими требованиями. Токоведущие выводы кабельного изделия выполнены «холодными».
Пример выполнения
2
3
Нагревостойкий кабель с чередованием «холодных» и «горячих» зон изготовлен длиной 17,8 м, с сохранением наружного диаметра кабельного изделия в пределах 1,5 мм. Изоляция выполнена из MgO или AlO. Токопроводящий проводник может быть выполнен из нихрома либо из никеля и его сплавов, сплавов стали, 204 сплава, сплавов меди. Диаметр токопроводящего проводника в «холодной» зоне - 0,6 мм, в «горячей» - 0,3 мм. Количество зон и их протяженность устанавливаются техническими требованиями заказчика.
Нагревостойкий кабель с чередованием «холодных» и «горячих» зон (второй вариант)
Аналогами для кабеля, выполненного согласно второму варианту, являются те же аналоги, что и для кабеля по первому варианту.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
В технике для атомной промышленности имеется необходимость в кабельных изделиях с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабельного изделия на всей длине.
Авторы решают эту задачу при помощи использования кабеля с минеральной изоляцией, имеющего оболочку из коррозионно-жаростойких сплавов стали. При этом заявляемый технический результат по второму варианту исполнения достигается за счет выполнения токопроводящего проводника имеющим одинаковый диаметр в «холодных» и «горячих» зонах. При этом данный проводник выполнен с использованием биметалла в холодных зонах. За счет этого длина «горячей» зоны выполняется с заданной точностью и может иметь отклонение от заданного размера по длине не более ±5 мм. Наружный диаметр кабеля остается неизменным по всей длине. Количество «холодных» и «горячих» зон и их размеры, а также температура в этих зонах определяется исходя из технических требований эксплуатации. «Холодные» и «горячие» зоны чередуются в установленном заказчиком порядке, в зависимости от задачи, поставленной перед изготовителем кабеля. Токоведущие выводы кабельного изделия являются «холодными».
Продольное сечение токопроводящего проводника нагревостойкого кабеля с чередованием «холодных» и «горячих» зон, выполненного согласно второму варианту, представлено на Фиг.4, где 1 - токопроводящий слой из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, 2 - токопроводящий слой из материала с низким удельным электрическим сопротивлением.
Заявляется нагревостойкий кабель, используемый в системах внутриреакторного контроля, с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля, с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабеля в пределах 1,5 мм. Кабель состоит из металлической оболочки из коррозионно-жаростойких материалов, заполненной минеральной изоляцией, и токопроводящего проводника, расположенного внутри оболочки коаксиально. Токопроводящий проводник выполнен комбинированным с использованием биметалла в «холодных» зонах. В «холодных» зонах токопроводящий проводник выполнен из внутреннего слоя проводника с более высоким удельным электрическим сопротивлением, например из нихрома, и внешнего слоя, имеющего более низкое удельное электрическое сопротивление, - с использованием меди или сплава 204.
Диаметр слоя токопроводящего проводника с высоким удельным электрическим сопротивлением - 0,3 мм, диаметр токопроводящего проводника с низким удельным электрическим сопротивлением по внешнему слою - 0,6 мм. За счет чередования биметаллических участков и участков токопроводящего проводника с высоким сопротивлением создаются «холодные» и «горячие» зоны. И в «холодных», и в «горячих» зонах токопроводящий проводник имеет одинаковый диаметр.
Размеры участков «холодных» и «горячих» зон устанавливаются в соответствии с техническими требованиями.
Токоведущие выводы кабельного изделия выполнены «холодными».
Используемые материалы для создания «холодных» и «горячих» зон кабеля выбираются в зависимости от рабочих температур.
Пример выполнения. Второй вариант исполнения нагревостойкого кабеля с чередованием «холодных» и «горячих» зон
«Горячий участок» токопроводящего проводника кабеля выполнен из нихрома (Х20Н80-Н), а «холодный участок» токопроводящего проводника выполнен:
- из внутреннего слоя - проводника из нихрома с более высоким сопротивлением,
- и внешнего слоя, имеющего более низкое сопротивление, - с использованием меди или сплава 204.
Диаметр внутреннего проводника составляет 0,3 мм, а толщина верхнего слоя - 0,15 мм.
Нагревостойкий кабель с чередованием «холодных» и «горячих» зон изготовлен длиной 15,5 м, с сохранением наружного диаметра кабельного изделия в пределах 1,5 мм.
2
3
Изоляция выполнена из MgO или AlO.
Нагревостойкий кабель с чередованием «холодных» и «горячих» зон (третий вариант)
Аналогами для кабеля, выполненного согласно третьему варианту, являются те же аналоги, что и для кабеля по первому варианту.
ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ
В технике для атомной промышленности имеется необходимость в кабельных изделиях с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабельного изделия на всей длине в пределах 1,5 мм.
Авторы решают эту задачу при помощи использования кабеля с минеральной изоляцией, имеющего оболочку из коррозионно-жаростойких материалов.
Токопроводящий проводник кабеля изготовлен из известных материалов с высоким удельным электрическим сопротивлением. При этом заявляемый технический результат по третьему варианту исполнения достигается за счет выполнения токопроводящего проводника комбинированным, с использованием биметалла, имеющего различное удельное электрическое сопротивление «холодных» и «горячих» зон, и при этом имеющим резкую разницу диаметров токопроводящего проводника на «холодных» и «горячих» зонах, т.е. переход между зонами выполнен ступенчатым. За счет этого длина «горячей» зоны выполняется с заданной точностью и может иметь отклонение от заданного размера по длине не более ±5 мм.
Третий вариант исполнения продольного сечения токопроводящего проводника нагревостойкого кабеля с чередованием «холодных» и «горячих» зон представлен на Фиг.5, где 1 - токопроводящий слой из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением, 2 - токопроводящий слой из материала с низким удельным электрическим сопротивлением.
Заявляется нагревостойкий кабель, используемый в системах внутриреакторного контроля, с чередованием «холодных» и «горячих» зон заданной протяженности на различных отрезках кабеля, с сохранением постоянной величины наружного диаметра кабеля в пределах 1,5 мм. Кабель состоит из оболочки, выполненной из коррозионно-жаростойких материалов, заполненной минеральной изоляцией, и токопроводящего проводника, расположенного внутри оболочки коаксиально. Токопроводящий проводник выполнен комбинированным: в «горячих» зонах имеет высокое удельное электрическое сопротивление, а в «холодных» зонах проводник выполнен из биметалла, где внутренний слой биметалла является продолжением токопроводящего проводника «горячей» зоны и имеет высокое удельное сопротивление, а внешний - низкое удельное электрическое сопротивление.
В «холодных» и в «горячих» зонах токопроводящий проводник имеет различный диаметр.
Создается резкая разница диаметров токопроводящего проводника на «холодных» и «горячих» зонах, т.е. переход между зонами выполнен ступенчатым. При этом достигается наилучший результат по сравнению с кабелями, изготовленными по первому и по второму вариантам.
Наружный диаметр кабеля остается неизменным по всей длине.
Количество «холодных» и «горячих» зон и их размеры, а также температура в этих зонах определяется исходя из технических требований эксплуатации.
«Холодные» и «горячие» зоны чередуются в установленном заказчиком порядке, в зависимости от задачи, поставленной перед изготовителем кабеля.
Токоведущие выводы кабельного изделия выполняются «холодными».
Используемые материалы для создания «холодных» и «горячих» зон кабеля выбираются в зависимости от рабочих температур.
Пример выполнения
Нагревостойкий кабель с чередованием «холодных» и «горячих» зон изготовлен длиной 15,2 м, с сохранением наружного диаметра кабельного изделия в пределах 1,5 мм.
2
3
Изоляция выполнена из MgO или AlO. «Горячий участок» токопроводящего проводника кабеля выполнен из нихрома (Х20Н80-Н), а «холодный участок» токопроводящего проводника выполнен:
- из внутреннего слоя - из нихрома, проводника с более высоким удельным электрическим сопротивлением,
- и внешнего слоя, имеющего более низкое удельное электрическое сопротивление, - с использованием меди или сплава 204.
Диаметр внутреннего проводника составляет 0,3 мм, а диаметр проводника по верхнему слою - 0,6 мм.
По первому, второму и третьему вариантам нагревостойкий кабель может быть трансформирован и выполнен U-образно с совмещением симметрично расположенных «холодных» и «горячих» зон.