CN104455436B - 一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构，包括环状的绝缘垫片，绝缘垫片的端面向内凹陷形成台阶，在台阶上从外向内依次套装有与绝缘垫片同轴的石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片。本发明在绝缘垫片的两个端面设置一圈台阶，在台阶内侧的小圆面上一次套装石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片，通过不同材料的组合和配合，使得复合型的密封结构可以适用于高温的条件，满足超临界实验的要求。

Description

一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构
技术领域
本发明涉及压水堆热工试验研究领域，具体是一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构。
背景技术
超临界条件即是温度、压力超过其临界点的状态，超过临界点压力后工质在温度升高的过程中不会出现相变，对于水而言，其对应的临界点压力为22.064MPa，临界点温度为374℃。超临界状态属于高温高压状态，以水为工质的超临界火力发电厂由于其***热效率高而得到了广泛的应用，以超临界水为工质的核反应堆也是未来核反应堆技术发展的重要方向。在开展以超临界水为工质的热工水力特性试验研究时往往需要采用电加热的方式来模拟核释热或化石燃料的燃烧热，由于在超临界条件下工质温度和压力都很高，所以这类热工试验研究中直接电加热元件与其他部件的绝缘密封问题是最关键的技术。虽然目前针对现有压水堆的热工参数范围已经开展了很多的试验研究工作，并且已经具备了相对成熟的绝缘密封技术，但是现有的相关绝缘密封结构和材料并不能满足超临界水热工水力试验研究的更高热工参数条件要求。
发明内容
本发明的目的在于提供应用于一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构，解决目前的密封结构不能用于超临界条件下热工实验的目的。
本发明的目的通过下述技术方案实现：
一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈，包括环状的绝缘垫片，绝缘垫片的端面向内凹陷形成台阶，在台阶上从外向内依次套装有与绝缘垫片同轴的石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片。本发明的电绝缘密封圈是对现有的密封圈做出的改进，现有的密封圈为一体结构，采用同一种材质制成圆环状的结构，而申请人发现这样的密封圈存在密封性能不好的问题，特别是在温度差异巨大的核反应堆热工实验研究领域，为了解决这个通用的问题，申请人对现有的密封圈做出了改进，首先是在绝缘垫片的两个端面设置一圈台阶，在台阶内侧的小圆面上一次套装石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片，通过不同材料的组合和配合，使得复合型的密封结构可以适用于高温的条件，满足超临界实验的要求。
所述的绝缘垫片内设置有环状的空腔流道，在绝缘垫片上设置有与该空腔流道连通的进出水管。为了提高密封圈适用的环境温度，通过在绝缘垫片内设置空腔流道的方式，然后在绝缘垫片上安装进出水管的方式，使用时，将进出水管连接至冷却***，使得绝缘垫片局部冷却降温，从而降低了绝缘密封面的温度，解决了现有绝缘密封材料使用温度达不到超临界条件要求的技术难题。
所述空腔流道的横截面包括两个圆形区域、以及连接两个圆形区域的条状区域。申请人发现，空腔流道的界面形状实际上是影响了换热效率的，经过多年的理论研究和实验，申请人发明了一种适用于超临界水密封的水冷流道，其包括两个圆形通道，两个圆形通道之间采用宽度小于圆形通道直径的条状通道连通，如此，增加了换热面积，而且这样的冷却液空腔流道中冷却水的流向、流速较为稳定，换热效果较好。
一种适用于超临界条件下的电绝缘密封结构，包括带电侧法兰、不带电侧法兰，带电侧法兰与不带电侧法兰通过紧固螺栓与紧固螺母的配合连接，在所述的带电侧法兰、不带电侧法兰之间安装有电绝缘密封圈。安装时，将导电棒穿过不带电侧法兰，通过在带电侧法兰、不带电侧法兰之间安装密封圈，使得两侧绝缘的同时，达到密封的目的，避免超临界水的泄露，同时利用冷却***对密封圈进行冷却局部降温，可以提高绝缘密封圈的使用环境温度，提高其实用性。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1本发明一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、在绝缘垫片的两个端面设置一圈台阶，在台阶内侧的小圆面上一次套装石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片，通过不同材料的组合和配合，使得复合型的密封结构可以适用于高温的条件，满足超临界实验的要求；
2本发明一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈，通过在绝缘垫片内设置空腔流道的方式，然后在绝缘垫片上安装进出水管的方式，使用时，将进出水管连接至冷却***，使得绝缘垫片局部冷却降温，从而降低了绝缘密封面的温度，解决了现有绝缘密封材料使用温度达不到超临界条件要求的技术难题；
3本发明一种适用于超临界条件下的电绝缘密结构，通过在带电侧法兰、不带电侧法兰之间安装密封圈，使得两侧绝缘的同时，达到密封的目的，避免超临界水的泄露，同时利用冷却***对密封圈进行冷却局部降温，可以提高绝缘密封圈的使用环境温度，提高其实用性。
附图说明
图1为本发明绝缘密封圈的半剖结构示意图；
图2为本发明电绝缘密结构的安装示意图。
附图中标记及相应的零部件名称：
1—绝缘垫片，2—石棉橡胶板垫片，3—聚四氟乙烯垫片，4—空腔流道，5—紧固螺栓，6—紧固螺母，7—带电侧法兰，8—进出水管，9—不带电侧法兰，10—导电棒。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1至2所示的结构示意图，本发明一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈、及结构，加工方法如下：首先加工出绝缘垫片，采用两块相同的结构焊接而成，每一块都加工有两个半圆形凹槽构成的空腔流道4，并在对称的两个方向引出，用于安装进出水管8，在焊接完成之后，在圆环形绝缘垫片1的两侧加工出锯齿状沟槽结构，用于安装石棉橡胶板垫片2和聚四氟乙烯垫片3；在安装时，将与石棉橡胶板垫片2和聚四氟乙烯垫片3接触的法兰部件上加工有与绝缘垫板上相似的沟槽结构；电绝缘密封结构的安装示意图如图2所示，带电侧法兰7与导电棒10直接相连，电绝缘密封结构将带电侧法兰7与不带电侧法兰9进行隔离，实现了带电侧和非带电侧的绝缘，通过紧固螺栓5与紧固螺母6，可以对两片法兰进行紧固，实现密封。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种适用于超临界条件下的电绝缘密封圈，其特征在于：包括环状的绝缘垫片（1），绝缘垫片（1）的端面向内凹陷形成台阶，在台阶上从外向内依次套装有与绝缘垫片（1）同轴的石棉橡胶板垫片（2）、聚四氟乙烯垫片（3），所述的绝缘垫片（1）内设置有环状的空腔流道（4），在绝缘垫片（1）上设置有与该空腔流道（4）连通的进出水管（5），所述空腔流道（4）的横截面包括两个圆形通道、以及连接两个圆形通道的条状通道，两个圆形通道之间采用宽度小于圆形通道直径的条状通道连通。
2.一种适用于超临界条件下的电绝缘密封结构，包括带电侧法兰（7）、不带电侧法兰（9），带电侧法兰（7）与不带电侧法兰（9）通过紧固螺栓（5）与紧固螺母（6）的配合连接，其特征在于：在所述的带电侧法兰（7）、不带电侧法兰（9）之间安装有权利要求1所述的电绝缘密封圈。
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