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.
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.