本发明专利技术公开了一种核动力堆光纤贯穿件及其制备方法和使用方法，包括金属外壳、外侧金属端板、玻璃封装和内侧金属端板；外侧金属端板与金属外壳外侧开口焊接；内侧金属端板与金属外壳内侧开口焊接；外侧金属端板内部开设多个孔洞，用于容纳外侧铠装光缆的穿过；外侧金属端板内表面开设多个圆形凹槽，用于容纳玻璃封装；玻璃封装设置于金属外壳内部且位于外侧金属端板内侧，用于容纳裸光纤；硅基灌封材料充满由玻璃灌封内侧、内侧金属端板内表面以及金属外壳构成的内部空间，用于容纳内侧铠装光缆；内侧金属端板内部开设多个孔洞，用于内侧铠装光缆穿出。本发明专利技术实现了光纤中传递的光学信号在保持安全壳密封性能的同时顺利穿过核动力堆安全壳。动力堆安全壳。动力堆安全壳。
【技术实现步骤摘要】
一种核动力堆光纤贯穿件及其制备方法和使用方法
[0001]本专利技术属于核动力堆
，具体涉及一种核动力堆光纤贯穿件及其制备方法和使用方法。
技术介绍
[0002]在传统的核动力堆中，采用电气贯穿件将安全壳内(堆舱内)的电信号传输到安全壳外(堆舱外)，该电气贯穿件设备在电气上执行电气连接的功能，在机械上执行安全壳(堆舱)的密封功能，也即是说保持安全壳(堆舱)密封性能的同时完成电信号的电气连接。该电气贯穿件信号容量有限，体积较为庞大。以压水堆核电厂为例，该电气贯穿件结构为一个直径40cm左右、长度2m(与安全壳(堆舱)的厚度有关)的圆柱形，在该结构中共能传递40个左右的信号，而且由于这些电信号难以实现信号复用，因此在现有核动力堆中，电气贯穿件所占用的体积较为庞大。以华龙一号核电厂为例，单机组共设置了XX个电气贯穿件，数量和体积十分可观。
[0003]随着光纤传感技术的蓬勃发展，借助于光纤传感的体积微小、耐事故能力强、天然绝缘、不惧电磁干扰等特点，其在核动力堆中有非常广阔的应用前景。为了实现安全壳内(堆舱内)光纤传感设备的光学信号引出安全壳(堆舱)，需要使用光纤贯穿件，在保持安全壳(堆舱)密封性能的同时实现光学信号传递功能，则亟需解决如下具体问题：
[0004](1)由于光纤体积微小，光纤纤芯加包层只有几百μm的直径，即使加上铠装保护层也只有数个mm的直径，因此需要考虑如何实现小体积线缆的密封问题。
[0005](2)由于在小尺寸光纤贯穿件中可容纳较多的光纤，因此需要考虑如何实现抗振动等机械保护问题。
[0006](3)在施工现场，光纤贯穿件与现场光纤的连接需要易于操作。
技术实现思路
[0007]为了解决光纤中传递的光学信号在保持安全壳(堆舱)密封性能的同时顺利穿过核动力堆安全壳(堆舱)的问题，本专利技术提供了一种核动力堆光纤贯穿件。本专利技术通过裸光纤和玻璃灌封的形式实现了微小光纤在光纤贯穿件中的可靠密封，通过硅基灌封材料为光纤贯穿件内部的光缆提供了密封，从而为光缆在光纤贯穿件内部抵御振动冲击提供了良好的机械保护，通过铠装光缆与现场传输光缆之间熔接加金属管保护的的方式可较好的解决光纤贯穿件与现场光缆的可靠连接问题。
[0008]本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]一种核动力堆光纤贯穿件，包括金属外壳、外侧金属端板、玻璃封装和内侧金属端板；
[0010]所述外侧金属端板通过外侧角焊缝与所述金属外壳外侧开口焊接实现密封；所述内侧金属端板通过内侧角焊缝与所述金属外壳内侧开口焊接实现密封；
[0011]所述外侧金属端板内部开设多个孔洞，用于容纳外侧铠装光缆的穿过；所述外侧
金属端板内表面开设多个圆形凹槽，用于容纳玻璃封装；
[0012]所述玻璃封装设置于所述金属外壳内部且位于所述外侧金属端板内侧；所述玻璃封装用于容纳裸光纤；
[0013]硅基灌封材料充满由所述玻璃灌封内侧、内侧金属端板内表面以及所述金属外壳构成的内部空间，所述硅基灌封材料用于容纳内侧铠装光缆；
[0014]所述内侧金属端板内部开设多个孔洞，用于所述内侧铠装光缆穿出。
[0015]优选的，本专利技术的金属外壳由内侧金属外壳和外侧金属外壳构成；
[0016]所述内侧金属外壳和所述外侧金属外壳均为圆筒状结构；
[0017]所述内侧金属外壳可通过内侧角焊缝和所述安全壳内壁连接，所述外侧金属外壳可通过外侧角焊缝和所述安全壳外壁连接；
[0018]所述内侧金属外壳和所述外侧金属外壳通过V型坡口焊接构成所述金属外壳。
[0019]优选的，本专利技术的外侧铠装光缆、所述裸光纤以及所述内侧铠装光缆为一体式结构；
[0020]所述外侧铠装光缆从所述光纤贯穿件外侧延伸到所述外侧金属端板内表面，所述裸光纤从所述外侧金属端板内表面凹槽底部延伸到所述玻璃灌封内表面，所述内侧铠装光缆从所述玻璃封装内表面延伸到所述光纤贯穿件内侧。
[0021]优选的，本专利技术的内侧金属外壳上开设灌封口；
[0022]所述灌封口用于所述硅基灌封材料的流入。
[0023]优选的，本专利技术的灌封口为矩形或椭圆形。
[0024]优选的，本专利技术的外侧铠装光缆在所述安全壳外侧采用熔接后金属外壳保护的方式与所述安全壳外侧的传输光缆连接；
[0025]所述内侧铠装光缆在所述安全壳内侧采用熔接后金属外壳保护的方式与所述安全壳内侧的传输光缆连接。
[0026]第二方面，本专利技术提出了如上所述的一种核动力堆光纤贯穿件的制备方法，其特征在于，包括：
[0027]步骤1，制备外侧铠装光缆、裸光纤和内侧铠装光缆的一体化结构；
[0028]步骤2，将树根按照步骤1制备完成的铠装光缆依次从光纤贯穿件的外侧穿过外侧金属端板预设的孔洞，使得裸光纤的外侧端部与外侧金属端板内表面的凹槽底部齐平；
[0029]步骤3，将按步骤2制备完成的外侧金属端板置于外侧金属外壳内部，并通过外侧角焊缝实现二者之间的焊接；
[0030]步骤4，在外侧金属端板内侧完成玻璃灌封的制备；
[0031]步骤5，通过V型坡口完成外侧金属外壳和内侧金属外壳之间的焊接，形成完整的金属外壳；
[0032]步骤6，将内侧铠装光缆依次从内侧金属端板的内侧穿过内侧金属端板预设的孔洞，之后将内侧金属端板置于内侧金属外壳内部，内侧铠装光缆从内侧金属端板的内表面拉直；
[0033]步骤7，通过内侧角焊缝完成内侧金属端板和内侧金属外壳之间的焊接；
[0034]步骤8，从内侧金属外壳上的灌封口灌入硅基灌封材料，直至灌满外侧金属外壳和内侧金属外壳的空间，并完成硅基灌封材料的凝固。
[0035]优选的，本专利技术的步骤4制备的玻璃灌封的厚度不超过外侧金属外壳的内端面。
[0036]第三方面，本专利技术还提出了如上所述的一种核动力堆光纤贯穿件的使用方法，包括：
[0037]步骤1，将光纤贯穿件安装于安全壳壁上，并采用焊接的方式实现密封；
[0038]步骤2，在光纤贯穿件外侧设置外侧连接箱，外侧连接箱内部设置外侧连接骨架，将外侧铠装光缆与安全壳外的传输光缆连接点设置于外侧连接骨架上；
[0039]步骤3，在光纤贯穿件内侧设置内侧连接箱，内侧连接箱内部设置内侧连接骨架，将内侧铠装光缆与安全壳内的传输光缆连接点设置于内侧连接骨架上。
[0040]优选的，本专利技术的步骤1中，通过外侧角焊缝实现光纤贯穿件与安全壳外壁的焊接，通过内侧角焊缝实现光纤贯穿件与安全壳内壁的焊接。
[0041]本专利技术具有如下的优点和有益效果：
[0042]本专利技术提出的光纤贯穿件，相较于传统的电气贯穿件，在相同信号容量的前提下，体积十分微小；并且由于光纤传感器的光学信号可以通过耦合和串联(如准分布式传感器)、以及分布式传感器(如基于拉曼散射的分布式温度光纤传感器和基于瑞利散射的分布式振动光纤传感器)，因此单个光纤贯穿件的信号容量相较于传统的电气贯穿件有很大提升。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，包括金属外壳、外侧金属端板(2)、玻璃封装(3)和内侧金属端板(11)；所述外侧金属端板(2)通过外侧角焊缝(5)与所述金属外壳外侧开口焊接实现密封；所述内侧金属端板(11)通过内侧角焊缝(13)与所述金属外壳内侧开口焊接实现密封；所述外侧金属端板(2)内部开设多个孔洞，用于容纳外侧铠装光缆(4)的穿过；所述外侧金属端板(2)内表面开设多个圆形凹槽，用于容纳玻璃封装(3)；所述玻璃封装(3)设置于所述金属外壳内部且位于所述外侧金属端板(2)内侧；所述玻璃封装(3)用于容纳裸光纤(6)；硅基灌封材料(7)充满由所述玻璃灌封(3)内侧、内侧金属端板(11)内表面以及所述金属外壳构成的内部空间，所述硅基灌封材料(7)用于容纳内侧铠装光缆(12)；所述内侧金属端板(11)内部开设多个孔洞，用于所述内侧铠装光缆(12)穿出。2.根据权利要求1所述的一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，所述金属外壳由内侧金属外壳(1)和外侧金属外壳(10)构成；所述内侧金属外壳(1)和所述外侧金属外壳(10)均为圆筒状结构；所述内侧金属外壳(1)可通过内侧角焊缝(12)和所述安全壳内壁连接，所述外侧金属外壳(10)可通过外侧角焊缝(5)和所述安全壳外壁连接；所述内侧金属外壳(1)和所述外侧金属外壳(10)通过V型坡口(9)焊接构成所述金属外壳。3.根据权利要求1所述的一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，所述外侧铠装光缆(4)、所述裸光纤(6)以及所述内侧铠装光缆(12)为一体式结构；所述外侧铠装光缆(4)从所述光纤贯穿件外侧延伸到所述外侧金属端板(2)内表面，所述裸光纤(6)从所述外侧金属端板(2)内表面凹槽底部延伸到所述玻璃灌封(3)内表面，所述内侧铠装光缆(12)从所述玻璃封装(3)内表面延伸到所述光纤贯穿件内侧。4.根据权利要求2所述的一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，所述内侧金属外壳(1)上开设灌封口(8)；所述灌封口(8)用于所述硅基灌封材料(7)的流入。5.根据权利要求4所述的一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，所述灌封口(8)为矩形或椭圆形。6.根据权利要求1所述的一种核动力堆光纤贯穿件，其特征在于，所述外侧铠装光缆(4)在所述安全壳外侧采用熔接后金属外壳保护的方式与所述安全壳外侧的传输光缆连接；所述内侧铠装光缆(12)...
【专利技术属性】
技术研发人员：何鹏，何正熙，朱加良，徐思捷，向美琼，徐涛，叶宇衡，秦越，陈静，李小芬，李红霞，吴茜，朱毖微，青先国，吕鑫，吕新知，张吉斌，郑嵩华，王雪梅，邓志光，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：
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