DE2743093A1

DE2743093A1 - Elektrische durchfuehrungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2743093A1
Application number: DE19772743093
Authority: DE
Inventors: Norman Gerald Luria; Robert Merle Schuster
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1976-09-27
Filing date: 1977-09-24
Publication date: 1978-03-30
Also published as: FR2365903B1; JPS618400B2; ES462652A1; JPS5364196A; SE7710811L; IT1087532B; US4107456A; FR2365903A1

Description

Elektrische Durchführungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine elektrische Durchführungsvorrichtung zur Herstellung einer gegen Dämpfe und Gasdruck abgedichteten Durchführung für einen Leiter durch die beiden freistehenden Wände eines Sicherheitsbehälters für einen Kernreaktor, die sich relativ zueinander bewegen können infolge eines Erdbebens oder einer thermischen Ausdehnung der Wände und des Leiters.

Bei den meisten Bauformen von Kernreaktoren ist der Reaktorkern in einem aus Stahl bestehenden Reaktorbehülter enthalten. Der Reaktorbehälter befindet sich in einem Sicherheitsgebäude oder Sicherheitsbehälter, der als Druckgefäß konstruiert ist und aus Wänden aus Beton und Stahl aufgebaut ist. Der Sicherheitsbehälter ergibt eine biologische Abschirmung und wird gegen Druck abgedichtet zur Ver-

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hinderung des Austretens von Dämpfen, Flüssigkeiten und anderen Reaktormaterialien, wenn in dem primären System ein Leck auftritt. Für den Betrieb des Reaktors ist es erforderlich, eine Anzahl von elektrischen Leitern,einschließlich Kraftleitungen und Steuersignalleitungen, durch die Wände des Sicherheitsbehälters hindurch zu führen.

Bei einer Bauform des Sicherheitsbehälters werden zwei freistehende Wände verwendet, davon eine Wand aus Beton und eine Wand aus Stahl, und umgeben den Kernreaktor. Die innere Wand wird normalerweise als Wand des Sicherheitsbehälters bezeichnet und die äussere Wand wird Abschirmwand bezeichnet. Die Wand des Sicherheitsbehälters oder der Sicherheitshülle und die Abschirmwand sind allgemein durch einen ringförmigen Raum mit variabler Breite voneinander getrennt. Die durch den Sicherheitsbehälter zu fuhrenden Leitungen werden an den Wänden des Sicherheitsbehälters in Durchfuhrungsvorrichtungen befestigt, die in Durchführungsstutzen befestigt sind, die während des Baus des Sicherheitsbehälters in seine Wände eingebaut werden. Die freistehenden Wände des Sicherheitsbehälters werden sich unabhängig voneinander bewegen, wenn sie durch ein Erdbebenereignis oder durch eine Temperaturänderung zwischen den Wänden oder zwischen den Wänden und dem Leiter bewegt werden. Diese Bewegung kann eine Beschädigung an dem Leiter oder an der Durchfuhrungsvorrichtung bewirken, und hierdurch könnten dann Dämpfe und andere Reaktormaterialien im Falle eines Lecks in dem primären System austreten.

Ein weiteres Problem bei der Installation von elektrischen Durchführungen in einem Sicherheitsbehälter mit zwei beabstandeten, freistehenden Wänden besteht darin, dass die in jede Wand eingebauten Durchfuhrungsstutzen nicht genau zueinander ausgerichtet sein können. Bei Leitern fUr niedrige Leistung oder bei Signalleitern ist dies kein ernsthaftes Problem wegen der Flexibilität dieser Leiter. Bei Leitungen fUr mittlere und hohe Leistungen, welche relativ starr sind, bewirkt jedoch eine Fehlausrichtung der Durchführungsstutzen eine unerwünschte Belastung der Leiter oder ihrer Schutzhülle, wenn sie unter Kraftanwendung in ein Paar von nicht untereinander ausge-

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richteten Durchführungsstutzen eingeführt werden.

Es wurden eine Vielzahl von elektrischen Durchführungsvorrichtungen vorgeschlagen und benutzt. Ihre Nachteile bestehen darin, daß sie relativ kostspielig und kompliziert sind, während der Lebensdauer der Reaktoranlage eine unerwünschte Wartungstätigkeit benötigen, und weiterhin einen unzulässig hohen Zeitaufwand für die kostspielige Montage auf der Baustelle und eine unzulässig hohe Montagezeit benötigen. Einige vorbekannte elektrische Durchführungsvorrichtungen enthielten Vorkehrungen, um eine Beschädigung an der elektrischen Durchführungsvorrichtung infolge der relativ langsamen und allmählichen Bewegung bei einer thermischen Expansion oder Wärmedehnung der Leiter auf ein Minimum zu reduzieren. Diese vorbekannten elektrischen Durchführungsvorrichtungen waren jedoch alle konstruiert zur Durchführung durch eine einzige Wand, und daher ist im Stand der Technik keine Lösung bekannt für das Problem der Kompensation der relativ rasch ablaufenden und heftigen Relativbewegung von zwei freistehenden Wänden infolge eines Erdbebenereignisses.

Zusammengefasst, werden diese und weitere Aufgaben der Erfindung in einer Ausführungsform der Erfindung dadurch gelöst, dass eine elektrische Durchfürhungsvorrichtung zur Durchführung mindestens eines Leiters durch die beiden freistehenden Wände eines Sicherheitsbehälters vorgesehen wird, welche eine erste Teilvorrichtung der Durchführung besitzt, die an der ersten Wand befestigt und abgedichtet ist, und eine zweite Teilvorrichtung, die in gleitendem oder rollendem Kontakt mit der zweiten Wand ist und an dieser abgedichtet ist. Die erste Teivorrichtung der Durchführung ist in einem ersten rohrförmigen Durchführungsstutzen befestigt, welcher in der ersten Wand beim Bau der Wand abgedichtet befestigt wird. Die erste Teilvorrichtung der Durchführung enthält ein erstes Kopfstück, das an einem Ende des ersten Durchführungsstutzens abgedichtet angebracht ist, wobei dieses erste Kopfstück mindestens eine erste öffnung mit mindestens einem ersten Modul in dieser öffnung besitzt. Die zweite Teilvorrichtung der Durchführung ist in einem zweiten rohrförmigen

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Durchfuhrungsstutzen befestigt, welcher während des Baus der Wand in der zweiten Wand abgedichtet angebracht wird. Die zweite Teilvorrichtung der Durchfuhrung enthält ein zweites Kopfstück, das an einem Ende des zweiten Durchführungsstutzens befestigt ist, und dieses zweite Kopfstück enthält mindestens eine zweite öffnung und mindestens ein in dieser öffnung abgedichtet angebrachtes zweites Modul. Das erste und zweite Modul ist ein länglicher rohrförmiger Körper und besitzt jeweils eine oder mehrere durch diese geführte elektrische Leiter, wobei ein Zwischenraum zwischen dem Leiter und dem rohrförmigen Körper mit einem Epoxydharz ausgefüllt ist, um eine Abdichtung gegen Dämpfe und gegen Gasdruck zwischen dem Leiter und dem rohrförmigen Körper zu erhalten. Die zweite Teilvorrichtung der Durchführung enthält Mittel zur Erzeugung einer relativen Bewegung in Form einer Gleitbewegung oder Rollbewegung zwischen dem Leiter und dem zweiten Durchführungsstutzen, und dies gestattet die ungehinderte Reaktionsbewegung des Leiters bei relativen Bewegungen zwischen der ersten und der zweiten Wand, die durch ein Erdbebenereignis oder durch Temperaturänderungen zwischen den Wänden oder dem Leiter und den Wänden entstehen. Die Mittel zur Erzielung einer Relativbewegung zwischen dem Leiter und dem zweiten Durchführungsstutzen dienen auch noch zur Reduzierung der Schwierigkeiten bei der Montage auf ein Minimum, welche sich aus unvermeidlichen Fehlausrichtungen zwischen den Wänden und/oder den Durchfuhrungsstutzen ergeben.

In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die öffnung in dem zweiten Kopfstück eine zylindrische Bohrung zur Aufnahme des zweiten Moduls. Eine Anzahl von federnden (elastischen) O-Ringen sind in Ringnuten in dem zweiten Modul befestigt und werden zwischen dem zweiten Modul und der Innenwandung der zylindrischen Bohrung des zweiten Kopfstückes zusammen gepresst, um eine Gleitdichtung des Typs zu erhalten, wie sie bei einem Kolben und Kolbenring vorliegt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Moduls in dem zweiten Kopfstück abgedichtet und das zweite Kopfstück ist mit

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dem zweiten Durchführungsstutzen mit Hilfe eines flexiblen Faltenbalgs abgedichtet verbunden. Eine Anzahl von Rollen sind auf dem zweiten Modul befestigt und kommen in Kontakt mit der Innenwandung des zweiten Durchführungsstutzens und dabei ergeben die Rollen zusammen mit einem flexiblen Faltenbalg eine flexible rollende Abdichtung zwischen dem Leiter und dem zweiten Durchführungsstutzen.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung der Reaktionsbewegung einer elektrischen Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung bei einer Relativbewegung der beiden Wände des Sicherheitsbehälters.

Die Figur 3 zeigt eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung.

Die Figur 4 zeigt eine vergrösserte Schnittansicht einer gleitenden Dichtung in der Ausführungsform der Erfindung nach Figur 3.

Die Figur 5 ist eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Figur 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der Figur 5.

Die Figur 7 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Erfindung mit einer Gleitdichtung ähnlich der Dichtung in Figur 5 und 6, welche jedoch eine grössere Zahl von Leitern mit einem kleineren Durchmesser aufnimmt.

Die Figur 8 ist eine Schnittansicht einer alternativen Ausführungsform zur Befestigung der Teilvorrichtungen der Durchführung an den Wänden des Sicherheitsbehälters, sodass sie einer Druckprüfung auf

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Dichtigkeit unterzogen werden können.

Die Figur 9 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung.

Die Figur 10 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 10 - 10 der Ausfuhrungsform der Erfindung nach Figur 9.

Die Figur 11 zeigt eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Die Figur 12 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 12 - 12 der Ausführungsform nach Figur 11.

Die Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer elektrischen Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung. Ein Teil eines Sicherheitsbehälters ist abgebildet und enthält zwei freistehende Wände 1 und 2. Die Wand 1 ist aus Stahlblech mit einer Dicke von etwa 9 mm bis etwa 25 mm (3/8 bis 1 Zoll ) hergestellt und wird normalerweise als Sicherheitsbehälter oder Sicherheitshülle bezeichnet.Die Behälterwand 1 ist so ausgelegt, dass sie einen Druck von etwa 1 kg/cm bei einem Leck in dem primären System hält. Die Wand 2 ist aus Stahlbeton hergestellt mit einer normalen Dicke von etwa 90 cm ( 3 Fuss ) und wird normalerweise als Abschirmungswand bezeichnet. Die Abschirmungswand 2 ist ausgelegt auf einen Druck von etwa 0,6 cm Wassersäule ( 1/4 Zoll Wassersäule ) im Falle eines Lecks in dem primären System. Die Wände 1 und 2 sind durch einen Ringraum 3 mit variabler Breite voneinander getrennt, wobei diese Breite gewöhnlich etwa 1,5 m beträgt ( 5 Fuss). Gemäß der Erfindung ist ein Leiter 4, welcher durch die Wand 1 des Sicherheitsbehälters und durch die Wand 2 der Abschirmung gefuhrt ist, an der Wand 1 des Sicherheitsbehälters abgedichtet befestigt in einer ersten Teilvorrichtung 5 der Durchfuhrung und ist in gleitendem oder rollendem Kontakt und abgedichtet in der Abschirmungswand 2 in einer zweiten Teilvorrichtung 6 der Durchfuhrung. Die zweite Teilvor-

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richtung 6 der Durchführung enthält Mittel zur Aufnahme einer relativen Bewegung zwischen dem Leiter 4 und der Abschirmungswand 2, die hier schematisch durch Rollen oder Walzen 7 oder dergleichen dargestellt sind, die im Eingriff mit der Abschirmungswand 2 sind und die ungehinderte Reaktion des Leiters auf relative Bewegungen zwischen den Wänden oder den Wänden und dem Leiter gestatten.

Die Figur 2 zeigt die Reaktion der Durchführungsvorrichtung auf eine relative Bewegung zwischen den Wänden 1 und 2 oder den Wänden und dem Leiter 4. Die Bewegung der Wände relativ zueinander oder zu dem Leiter kann während eines Erdbebenereignisses oder infolge von Temperaturdifferenzen zwischen den Wänden 1 und 2 oder zwischen den Wänden und dem Leiter 4 auftreten. Die elektrische Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung soll hauptsächlich die Probleme bei der relativ raschen und heftigen relativen Bewegung der Wände 1 und 2 lösen, wie sie bei einem Erdbebenereignis auftritt. Die Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung reduziert jedoch auch die Schwierigkeiten bei der Montage und löst die Probleme bei einer relativ langsamen Relativbewegung zwischen den Wänden und dem Leiter, wie sie durch eine thermische Ausdehnung der Wände und des Leiters entstehen. Die Relativbewegungen zwischen den Wänden oder zwischen den Wänden und dem Leiter können auf orthogonale Verschiebungen zurückgeführt werden, wie sie durch die horizontalen und vertikalen Pfeile 8 und 9 dargestellt sind.

Die Bewegung in der horizontalen Richtung ist durch den Pfeil 8 dargestellt und wird durch die relative Bewegung des Leiters 4 zur Abschirmungswand 2 aufgenommen. Die Spannungsbelastung des Leiters oder irgendeines Teils der Durchführungsvorrichtung infolge einer horizontalen Bewegung wird dadurch auf die geringe Kraft reduziert, welche zur Überwindung der Reibung in der Gleitdichtung oder Rolldichtung erforderlich ist, wie sie durch die zweite Teilvorrichtung der Durchführung gebildet ist.

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Die Bewegung in einer Richtung senkrecht zu dem Leiter, beispielsweise die durch den Pfeil 9 dargestellte vertikale Bewegungsrichtung, wird aufgenommen durch das Gleiten oder Rollen des Leiters 4 relativ zur Abschirmungswand 2 und durch ein geringes Drehmoment, wie es durch den Pfeil 10 dargestellt ist. Das Moment 10 wird über die Länge des Leiters 4 in dem Ringraum 3 verteilt und ergibt die abgebildete Ausbiegung des Leiters. Die Zugbelastung auf den Leiter oder auf irgendeinem Teil der Durchführungsvorrichtung infolge einer Bewegung senkrecht zum Leiter wird auf diese Weise auf die geringe und unbedeutende Kraft reduziert, welche zur Überwindung der Reibung in der Gleitdichtung oder Rolldichtung benötigt wird, die durch die zweite Teilvorrichtung 6 der Durchführung erhalten wird, und auf die Kraft zur Überwindung des geringen und unbedeutenden Momentes 10.

Durch die Reduzierung der Kräfte auf den Leiter auf geringe und unbedeutende Werte gestattet die elektrische Durchführungsvorrichtung als Ausführungsform der Erfindung die ungehinderte Reaktion des Leiters auf Relativbewegungen zwischen den beiden freistehenden Wänden des Sicherheitsbehälters oder zwischen den Wänden und dem Leiter infolge von Erdbebenereignissen oder von thermischen Spannungen.

Die erste und die zweite Teilvorrichtung der Durchführung werden auf einen vorgegebenen Durchmesser der Durchführung und auf eine vorgegebene Breite des Ringraums 3 vorgefertigt. Die Bauverfahren ergeben Schwankungen in der Breite des Ringraums 3 und in der Lage der ersten und der zweiten Teilvorrichtung der Durchführung, und diese Breitenänderungen haben zu Schwierigkeiten bei der Montage von vorbekannten Durchführungen geführt. Bei sehr dünnen flexiblen Kabeln können diese Probleme auf einfache Weise auf ein Minimum reduziert werden, indem eine Uberschusslänge des Kabels vorgesehen wird, das sich über den Ringraum 3 erstreckt. Bei grösseren, steifen Kabeln besteht jedoch das unvermeidliche Ergebnis von unvermeidbaren eingebauten Fehlausrichtungen in einer anfänglichen Spannungsbelastung des Leiters, welcher den Ringraum 3 überbrückt, und hierdurch ergeben sich schäd-

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liehe Wirkungen auf den Leiter, die Leiterisolation und auf die Abdichtungen an den beiden Teilvorrichtungen einer Durchführung. Bei einer Durchführungsvorrichtung gemäß der Erfindung können die Schwankungen in der Breite des Ringraums 3 und/oder Fehlausrichtungen zwischen der Lage der ersten Teilvorrichtung 5 der Durchführung und der zweiten Teilvorrichtung 6 der Durchführung auf die durch die Pfeile 8 und 9 dargestellte horizontale und vertikale Verschiebung und auf das geringe Moment gemäß dem Pfeil 10 reduziert werden. Irgendwelche Kräfte auf den Leiter 4 oder die Durchführungsvorrichtung infolge von unvermeidbaren Fehlausrichtungen der Teilvorrichtungen der Durchführung oder der Wände des Sicherheitsbehälters werden dadurch auf den Wert der niedrigen und unbedeutenden Kräfte reduziert, wie sie zur Überwindung der Reibung in der Gleitdichtung oder Rolldichtung oder zur Überwindung eines geringen und unbedeutenden Momentes benötigt werden, das über die Länge des den Ringraum 3 überbrückenden Leiters 4 verteilt wird. Auf diese Weise wird durch eine elektrische Durchführungsvorrichtung gemäß der Erfindung die Schwierigkeit der Montage einer elektrischen Durchführung in starkem Masse verringert, wenn der Ringraum 3 eine veränderliche Breite besitzt und die Teilvorrichtungen 5 und 6 in den Wänden des Ringraums unvermeidbare Fehlausrichtungen besitzen.

Die Figur 3 zeigt eine ausführlich dargestellte Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform der Erfindung nach Figur 3 ist besonders geeignet für Kabel mit mittlerer oder niedriger Spannung. Kabel mit mittlerer Spannung führen dabei eine Spannung von weniger als 5 000 Volt durch die Durchfuhrungsvorrichtung. Die Durchführungsvorrichtung nach Figur 3 nimmt mindestens einen Leiter oder Kabel mit einer Dicke von bis zu No4/ OAWG (entspricht etwa einem Durchmesser von 5,19 mm ) oder mindestens ein Bündel von dünnen Kabeln auf. Die elektrische Durchfuhrungsvorrichtung gemäß der Erfindung besteht allgemein aus einer ersten Teilvorrichtung 15 der Durchfuhrung, die an der Wand 1 des Sicherheitsbehälters befestigt und abgedichtet ist, und aus einer zweiten Teilvorrichtung 16 der Durchführung in gleitendem, abgedichteten Kontakt mit der Abschirmungs-

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wand 2. Die erste Teilvorrichtung 15 der Durchführung ist in einem Durchfuhrungsstutzen 17 angebracht, der während des ursprünglichen Baus der Wand in die Wand 1 des Sicherheitsbehälters eingebaut wird. Der Durchführungsstutzen 17 kann mit der Wand 1 verschweißt werden oder mit der Wand 1 mit einer Anzahl von Schrauben verschraubt sein, welche durch einen auf dem Durchführungsstutzen vorgesehenen Flansch hindurch geführt werden. Ein typischer Durchführungsstutzen 17 wird aus einem Stahlrohr mit einem Durchmesser von etwa 20 - 45 cm ( 8 bis 18 Zoll ) und einer Länge bis etwa 3,6 m ( 12 Fuss ) hergestellt in Abhängigkeit von der Dicke der Wand, durch welche die Durchführung geführt werden soll. Die erste Teilvorrichtung 15 der Durchführung enthält auch noch ein Kopfstück 18, das durch Schweißen oder Verschrauben mit einem Ende des Durchführungsstutzens 17 verbunden ist. Das Kopfstück 18 enthält eine Anzahl von Moduls 19, die entweder durch Verschweißen oder durch Verschrauben in öffnungen in dem Kopfstück befestigt sind. Die zweite Teilvorrichtung 16 der Durchfuhrung ist in einem zweiten Durchfuhrungsstutzen 20 entweder durch Schweißstellen oder durch Schrauben angebracht und enthält ein zweites Kopfstück 21 mit einer Anzahl von zweiten Moduls 22, die in öffnungen 23 in dem Kopfstück 21 gleitend und abgedichtet befestigt sind. Die öffnungen 23 enthalten hier kurze RohrstUcke 24, die durch das Kopfstück 21 hindurchfuhren und mit diesem verschweißt sind, sodass man eine zylindrische Bohrung zur Aufnahme der zweiten Moduls 22 erhält. In den Fällen, in denen das Kopfstück 21 aus einem dickeren Material hergestellt ist, können die RohrstUcke weggelassen werden und die öffnungen in dem Material dienen dann als zylindrische Bohrungen zur Aufnahme der zweiten Moduls.

Die ersten Moduls 19 und die zweiten Moduls 22 besitzen einen ähnlichen Aufbau und sind am besten ersichtlich aus der Figur A, welche eine vergrösserte Schnittansicht eines Moduls 22 zeigt. Die Moduls und 22 bestehen beide aus einem länglichen RohrstUck 25 mit Mindestens einem durchgeführten elektrischen Leiter 26. Eine Einrichtung zur Schaffung einer Abdichtung gegen Dämpfe und Gasdruck zwischen dem rohrförmigen Teil 25 und dem Leiter 26 bestehend aus einem Epoxyd-

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harz 27, das einen Ringraum zwischen dem Leiter 26 und dem rohrförmigen Teil 25 ausfüllt. Ein geeignetes Verfahren zum Aufbau der ersten und zweiten Moduls wird im einzelnen beschrieben in der US-Patentschrift 3,781,453.

Die Moduls 22 enthalten noch eine Anzahl von Ringnuten 28 mit darin eingesetzten O-Ringen 29. Die O-Ringe 29 werden zwischen dem zweiten Modul 22 und dem Innendurchmesser der Zylinderbohrungen zusammengedrückt und ergeben dabei eine Gleitdichtung in der Art eines Kolbenrings zwischen dem zweiten Modul 22 und dem Kopfstück Auf diese Weise ist eine ungehinderte Reaktion des Leiters 26 auf eine Relativbewegung der Wände 1 und 2 oder auf eine Bewegung der Wände relativ zum Leiter 26 möglich.

Die Moduls 22 ragen aus beiden Enden der Öffnung 23 heraus und enthalten noch Ringnuten 30 und 31 an den entgegengesetzten Enden des Moduls 22 und ausserhalb der Öffnung 23. Sprengringe 32 und 33 sind in Ringnuten 30 und31 befestigt und wirken als Anschläge und halten die Moduls 22 in den Öffnungen 23 fest.

Die Figur 3 zeigt, dass ein Paar von Moduls 19 und 22 zusammenwirken können zur Durchführung eines einzigen grossen Leiters durch entsprechende Öffnungen in ersten und zweiten Kopfstücken der Durchführungsvorrichtung. Die Moduls 19 und 22 können auch noch zusammenwirken zur Durchführung einer Anzahl von kleineren Leitern 35 und 36 durch die entsprechenden öffnungen des ersten und zweiten Kopfstückes der Durchführungsvorrichtung. Es wird dabei ein Epoxydharz verwendet, um die Leiter in den länglichen rohrförmigen Teilen der Moduls 19 und 22 abgedichtet zu befestigen, wenn eine Anzahl von Leitern durch jedes Modul geführt wird.

Die Figuren 5 und 6 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Die dort abgebildete Ausführungsform ist besonders geeignet für mittlere und hohe Spannungen und abgeschirmte oder nicht abgeschirmte Kabel mit einer Grosse bis zu 2,9 cm Außendurchmesser (1000 MCM).

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In Figur 5 ist die erste Durchführungsteilvorrichtung 45 in einem Durchführungsstutzen befestigt, welcher in der vorstehend beschriebenen Weise in der Wand 1 des Sicherheitsbehälters befestigt ist. Die Bauteile, die den Bauteilen in der ersten Teilvorrichtung der Durchführung nach Figur 3 entsprechen, sind in Figur 5 mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet. In Figur 5 ist eine Anordnung zum Aufbau einer Rolldichtung in der zweiten Teilvorrichtung der Durchführung vorgesehen. Die in Figur 5 dargestellte Rolldichtung ist besonders geeignet für die Herstellung einer elektrischen Durchführung für Leiter mit grossem Durchmesser und zur Leitung von mittleren und hohen Spannungen durch die Durchführungsvorrichtung.

Gemäß der Ausführungsform nach Figur 5 ist eine zweite Teilvorrichtung 46 der Durchführung vorgesehen und ist abgedichtet und in rollendem Eingriff mit der Wand 2 der Abschirmung. Die zweite Teilvorrichtung der Durchführung enthält einen zweiten Durchführungsstutzen 47, der in der Wand 2 der Abschirmung während des Baus der Wand angebracht wird. In der vorliegenden Ausführungsform ist es erwünscht, dass sich der Durchfuhrungsstutzen 47 durch die Abschirmungswand 2 hindurch erstreckt und eine Stahlauskleidung für die zweite Teilvorrichtung der Durchführung ergibt, auf welcher diese abrollen kann. Ein zweites Kopfstück 48 ist abgedichtet an dem Durchfuhrungsstutzen 47 befestigt mit Hilfe eines flexiblen Faltenbalgs 49. Ein Ende 50 des flexiblen Faltenbalgs 49 ist an dem Kopfstück 48 durch geeignete Mittel abgedichtet, beispielsweise durch einen Spannring. Das entgegengesetzte Ende 51 des flexiblen Faltenbalgs 49 ist abgedichtet an einem Flansch an einem Ende des Durchführungsstutzens 47 oder an der Oberfläche der Wand 2 des Sicherheitsbehälters in geeigneter Weise befestigt, beispielsweise durch einen Spannring 53 und eine Anzahl von Schrauben. Ein geeignetes Material für den Faltenbalg 49 ist Nylon, das mit Gummi oder irgendeinem anderen synthetischen Polymer getränkt ist, beispielsweise dem unter dem Handelsnamen Hypalon bekannten Material. Eine Anzahl von zweiten Moduls 55 sind in öffnungen in dem Kopfstück 48 eingeschweisst oder angeschraubt. Die zweiten Moduls 55 enthalten eine Anzahl von Rollen oder Walzen 56,

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die in Kontakt mit dem Innendurchmesser des zweiten Durchführungsstutzens 47 sind. Der flexible Faltenbalg 49 und die Rollen 56 ergeben eine Rolldichtung mit der Abschirmungswand 2 und diese gestattet die ungehinderte Reaktionsbewegung der durch die Moduls geführten Leiter bei Relativbewegungen zwischen den Wänden 1 und und zwischen den Wänden und den Leitern 59.

Die ersten und zweiten Moduls in der Ausführungsform der Erfindung nach den Figuren 5 und 6 sind ähnlich den in den Figuren 3 und 4 abgebildeten Moduls. Jedes der ersten und zweiten Moduls umfasst ein längliches rohrförmiges Stück 58 mit einem oder mehreren hindurchgeführten Leitern 59, wobei in einem Ringraum 60 zwischen dem hohlen Teil 58 und dem Leiter 59 ein Epoxydharz vorhanden ist.

Die Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 ist gedacht zur Aufnahme von drei Kabeln. In einigen Fällen kann es erwünscht sein, eine grössere Zahl von kleineren Kabeln durch Durchführungsstutzen mit dem gleichen Durchmesser hindurchzuführen. Die Figur 7 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsform nach den Figuren 5 und 6 zur Aufnahme von sechs Kabeln. Im allgemeinen ist die Zahl der Moduls, die von einer gegebenen Durchführungsvorrichtung aufgenommen werden kann, abhängig vom Durchmesser der Kopfstücke und von der Grosse der Spannung und der Stromstärke in den Leitern.

Die Figuren 5 und 6 zeigen besonders anschaulich eine Anordnung zur Aufnahme einer Anzahl von Hochspannungskabeln. HochspannungskabAl sind abgeschirmte Kraftleitungen, die eine Spannung von mehr als 5 000 Volt durch die Durchführungsvorrichtung leiten. Insbesondere zeigt die Figur 6 drei Moduls 55 für Hochspannungskabel, die auf dem Kopfstück 48 so befestigt sind, dass ihre Mittellinien auf einem Kreis liegen, der konzentrisch zur Mittelachse des Durchführungsstutzens 47 ist. Die Moduls 55 sind durch Tragplatten 68 miteinander verbunden, welche an den Moduls 55 angeschweisst sind. Die Tragplatten 68 tragen dabei noc h Rollen 56, die im Kontakt mit der Innenwandung des Durchführuncjsstutzens sind.

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Die Figur 7 zeigt einen Durchführungsstutzen 75 mit dem gleichen Durchmesser wie der Stutzen 47 nach Figur 6. Er ist jedoch eingerichtet zur Aufnahme von mehreren Kabeln mit mittlerer Spannung. Kabel fUr mittlere Spannung sind Kraftkabel ohne Abschirmung, die eine Spannung von weniger als 5 000 Volt durch die Durchführungsvorrichtung fuhren. Gemäss der Darstellung in Figur 7 kann der Stutzen mit dem gleichen Durchmesser eine grössere Zahl von Moduls fUr Kabel mit mittlerer Spannung aufnehmen als die in Figur 6 dargestellte Durchfuhrungsvorrichtung fUr Hochspannungskabel. Die Moduls 76 sind so angeordnet, dass ihre Mitten auf einem Kreis liegen, der konzentrisch zur Mittelachse des Durchfuhrungsstutzens ist. Tragplatten 77 sind jeweils an einem Paar von Moduls 76 für Kabel mit mittlerer Spannung angeschweisst. An jeder Tragplatte ist eine Anzahl von Rollen 78 befestigt, die im Kontakt mit der Innenwand des DurchfUhrungsstutzens 75 sind.

Die Figur 8 zeigt eine alternative Anordnung zur Befestigung der ersten und zweiten Moduls an den Kopfstücken der ersten bzw. zweiten Teilvorrichtung der Durchführung. Die Befestigungsanordnung naoh Figur 8 enthält ein Kopfstück 80, das mit Schrauben an einem hohlen Durchfuhrungsstutzen 81 befestigt ist. Das Kopfstück 80 enthält eine Anzahl von öffnungen mit mehreren darin befestigten Moduls Die Moduls 83 enthalten in diesem Fall Flansche 84, die in geeigneter Weise an dem Kopfstück 80 befestigt sind, beispielsweise durch Schrauben oder Klammern. Das Kopfstück 80 enthält Durchlässe 85 zur Durchfuhrung einer Druckprüfung an der Abdichtung zwischen den Moduls 83 und dem Kopfstück 80. Diese Anordnung zur Befestigung der Moduls 83 an dem Kopfstück 80 ist besonders zweckmässig in den Fällen, in denen eine Demontage oder ein Austausch der Moduls in der Durchführungsvorrichtung erwUnscht ist. Dieses Verfahren zur Befestigung der Moduls 83 an dem Kopfstück einer Teilvorrichtung einer Durchführung ist anwendbar auf die Moduls der ersten oder zweiten Teilvorrichtung der Durchführung und wird ausführlich beschrieben in der US-Patentschrift 3,781,453.

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Die Figuren 9 und 10 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung mit Laufrollen oder Schwenkrollen (caster) die mit Kugeln ausgestattet sind. Die Ausführungsfoarm der Erfindung nach den Figuren 9 und 10 ist ausgelegt auf die Durchführung von 6 Moduls 91 für Kraftkabel mit mittlerer Spannung. Die erste Teilvorrichtung 92 der Durchführung ist an der Wand 1 des Sicherheitsbehälters in der zuvor beschriebenen Weise befestigt. Die zweite Teilvorrichtung 93 der Durchführung ist ähnlich aufgebaut wie die zweite Teilvorrichtung der Durchführung nach Figur 5. Die Ausnahme besteht darin, dass eine Anzahl von Laufrollen oder Laufstücken (caster) 94 mit Kugeln ausgestattet und in Kontakt mit der Innnenwandung des zweiten Durchführungsstutzens sind anstelle der Rollen nach Figur 5. Eine Anzahl von in Längsrichtung verlaufenden Kanälen 95 sind an die Innenwand des zweiten Durchführungsstutzens angeschweisst und ergeben die Laufrinnen für die mit Kugeln ausgestatteten Laufstücke 94. Dabei kann noch eine Anzahl von Kabelhalterungen 96 axial beabstandet entlang der Leiterstücke vorgesehen sein, welche den Ringspalt zwischen der Wand des Sicherheitsbehälters und der Abschirmwand überbrücken. Die Halterungen 96 sind nur mit den Leitern verbunden und dienen zur Aufrechterhaltung des Abstandes zwischen den Leitern in dem Ringspalt zwischen der Sicherheitsbehälterwand und der Abschirmungswand. Die Moduls für Kabel mit mittlerer Spannung gemäss den Figuren 9 und 10 sind ähnlich aufgebaut wie die zuvor beschriebenen Moduls aus länglichen rohrförmigen Stücken 97 und besitzen einen durchgeführten Leiter 98 und ein Epoxydharz 99 zur Abdichtung in dem Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Stück und dem Leiter.

Die Figuren 11 und 12 zeigen eine Durchführung für abgeschirmte Hochspannungskabel unter Verwendung von Laufstücken (casters), die mit Kugeln ausgestattet sind. Die erste Teilvorrichtung 100 der Durchführung ist in der Wand des Sicherheitsbehälters gemäss der vorstehenden Beschreibung befestigt. Die zweite Teilvorrichtung der Durchführung verwendet Laufstücke 102 mit Kugeln und in Längsrichtung angeordnete Kanäle oder Laufrinnen 103 ähnlich den Kanälen, wie sie in der Ausführungsform nach Figur 9 verwendet werden.

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Die Durchführungsvorrichtung für Hochspannung nimmt drei Moduls 104 für Hochspannungskabel auf, welche in einer kreisförmigen Anordnung konzentrisch zu den Durchführungsstutzen angeordnet sind. Die Moduls 104 für Hochspannungskabel sind durch Tragteile 105 miteinander verbunden, auf denen eine Anzahl von Laufstücken 102 mit Kugeln befestigt sind. Die Moduls für Hochspannungskabel unterscheiden sich von den zuvor beschriebenen Moduls dadurch, dass ein Ende der Moduls, nämlich das Ende 106 des Moduls 107, mit einer Kupplung 108 ausgestattet ist, die an einem flexiblen Abschirmrohr 109 aus Metall angeschweisst und druckdicht befestigt ist. Das flexible Metallrohr oder der flexible Metallschlauch 109 überspannt die Breite des Ringspalts zur Druckabdichtung und Abschirmung der über den Ringraum verlaufenden Länge des Leiters. Der Zwischenraum zwischen dem Leiter und dem flexiblen Metallschlauch 109 kann unter Druck gesetzt werden zur Druckprüfung der Abdichtung des ersten und zweiten Moduls der ersten und zweiten Teilvorrichtung der Durchführung. Die durch die Moduls für Hochspannungskabel geführten Leiter 110 enden in Buchsen 111 und 112 mit einem Gewindestück 115 bzw. 116 an deren Ende, sodass dort Kabelverbinder angeschlossen werden können.

Die Hochspannungsmoduls der Figuren 11 und 12 entsprechen typischerweise dem Modul 107 und bestehen aus einem länglichen rohrförmigen Gehäuse 117, das an einem Ende 118 mit einem Haltering oder Befestig-· ungsring 119 der Buchse 111 verschweisst ist. Die Buchse 111 ist in geeigneter Weise mit dem Leiter 110 verbunden, beispielsweise durch eine Bördelverbindung, welche in einem zweiten länglichen rohrförmigen leitenden Teil 120 eingekapselt ist. Das rohrförmige leitende Teil enthält die Verbindung zwischen der Buchse 111 und dem Leiter 110 und ist zur Einkapselung mit einem Epoxydharz oder einem isolierenden synthetischen Gummi ausgefüllt. Die Moduls für Hochspannungskabel sind in Kopfstücken der ersten und zweiten Teilvorrichtung fUr die Durchführung durch Schrauben oder Bolzen gemäss der vorstehenden Beschreibung befestigt.

Durch den Aufbau mit Moduls fUr die vorstehend beschriebenen einzelnen

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Ausführungsformen wird die Zeit für Fertigungsarbeiten an der Baustelle und die Montagezeit stark reduziert. Während des Baus des Sicherheitsbehälters werden erste und zweite Durchführungsstutzen für die Wand des Sicherheitsbehälters (Sicherheitshülle) bzw. die Wand der Abschirmung in die Wände eingebaut. Die Durchführungsvorrichtung mit der ersten und zweiten Teilvorrichtung der Durchführung für die Wand des Sicherheitsbehälters bzw. für die Wand der Abschirmung kann vollständig für vorbestimmte Durchführungsstutzen vorgefertigt werden mit einem vorgegebenen Abstand zwischen den Stutzen und kann an Ort und Stelle durch einfaches Einschweissen oder Anschrauben der beiden Teilvorrichtungen an benachbarten Durchführungsstutzen schnell montiert werden. Bei den hier beschriebenen Durchführungsvorrichtungen sind zwei in Serie angeordnete Dichtungen vorgesehen, welche während der Gesamtlebensdauer der Anlage nur eine geringe oder keine Wartung erfordern, und sie können noch Vorkehrungen zur Überwachung der Dichtungen während der Lebensdauer der Anlage enthalten.

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Claims

( 1. !Elektrische Durchführungsvorrichtung in einem Sicherheitsbehälter (Sicherheitshülle) mit einer ersten und zweiten beabstandeten Wand, wobei diese Wände eine Relativbewegung gegeneinander besitzen und die Durchführungsvorrichtung die Durchführung mindestens eines elektrischen Leiters durch den Sicherheitsbehälter bei Aufrechterhaltung der Abdichtung des Sicherheitsbehälters gegen Dämpfe und Gasdruck gestattet, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchführungsvorrichtung eine erste Teilvorrichtung (15) der Durchfuhrung besitzt, welche an der genannten ersten Wand (1) abgedichtet befestigt ist und umfasst:

einen ersten rohrförmigen DurchfUhrungsstutzen (17), der abgedichtet in der ersten Wand (1) befestigt ist, ein an diesem

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ORIGINAL INSPECTED

ersten Stutzen (17) abgedichtet befestigtes erstes Kopfstück (18) mit mindestens einer ersten öffnung, wobei mindestens ein erstes Modul (19) abgedichtet in dieser ersten öffnung in dem ersten

Kopfstück (18) angebracht ist, und ■ "

eine zweite Teilvorrichtung (16) der Durchführung in gleitendem Eingriff und abgedichtet mit der zweiten Wand (2) vorgesehen ist und umfasst:

einen zweiten rohrförmigen Durchführungsstutzen (20), der abgedichtet in der zweiten Wand (2) befestigt ist, ein an einem Ende dieses zweiten Stutzens (20) abgedichtet angebrachtes zweites Kopfstück (21), das mindestens eine zweite öffnung (23) besitzt, wobei in dieser zweiten öffnung (23) noch mindestens ein zweites Modul (22) abgedichtet enthalten ist, und noch das erste Modul (19) und das zweite Modul (22) jeweils ein rohrförmiges Stück (25) enthalten, mindestens ein elektrischer Leiter (26) durch dieses Stück (25) durchgeführt ist und noch Vorrichtungen für eine Abdichtung gegen Dämpfe und Gasdruck zwischen dem rohrförmigen Stück (25) und dem Leiter (26) vorgesehen sind, wobei die zweite Teilvorrichtung (16) der Durchführung noch Vorrichtungen zur Aufnahme einer Relativbewegung zwischen dem Leiter (26) und der zweiten Wand (2) enthält und eine ungehinderte Reaktion des Leiters auf Relativbewegungen zwischen der ersten und zweiten Wand (1,2) gestattet.
2. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Abdichtung gegen Dämpfe und Gasdruck zwischen dem rohrförmigen Stück (25) und dem Leiter (26) ein Epoxydharz (27) umfassen, das einen Ringraum zwischen dem rohrförmigen Stück (25) und dem Leiter(26) ausfüllt.
3. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (22) mit einer Anzahl von Ringnuten (28) um seinen öusseren Umfang ausgestattet ist und eine Anzahl von federnden Dichtungsringen (29) in den Ringnuten (28) in dem zweiten Modul (22) angebracht sind, wobei

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diese Dichtungsringe (29) zwischen dem zweiten Modul (22) und der Innenwandung der zweiten öffnung (23) zsammengepresst sind und eine Gleitdichtung des Kolbenringtyps bilden zur Aufnahme einer Relativbewegung zwischen dem zweiten Modul (22) und der zweiten Wand (2).
4. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtungen zur Aufnahme der Relativbewegung zwischen dem Leiter und der zweiten Wand (2) umfassen:

einen flexiblen Faltenbalg (49) zur Abdichtung des zweiten Kopfstücks (48) an einem Ende des zweiten Durchführungsstutzens (47), und eine Anzahl von Rollen (56), die an dem zweiten Modul (55) befestigt und in Kontakt mit der Innenwandung des zweiten Durchführungsstutzens sind.
5. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Aufnahme einer Relativbewegung zwischen dem Leiter (98) und der zweiten Wand (2) umfasst:

einen Faltenbalg (49) zur Abdichtung des zweiten Kopfstücks (48) an einem Ende des zweiten Durchführungsstutzens (47) und eine Anzahl von mit Kugeln ausgestatteten Laufstücken (94), welche mit dem zweiten Modul (91) verbunden sind und in Kontakt mit der Innenwandung des zweiten Durchfuhrungsstutzens (47) sind.
6. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach Anspruch 3-5, dadurch gekennzeichnet, dass die federnden Dichtungsringe (29) O-Ringe sind, welche in den Ringnuten (28) zwischen dem zweiten Modul (22, 55, 91) und der zweiten Öffnung (23) zusammengepresst angeordnet sind.
7. Elektrische Durchführungsvorrichtung nach den Ansprüchen 3-6, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Modul (22, 55, 91) sich über die beiden Enden der zweiten öffnung (23) hinaus erstreckt

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und noch Ringnuten (3O)(31) an entgegengesetzten Enden des zweiten Moduls ausserhalb der zweiten Öffnung enthält, wobei in diesen Ringnuten (30,31) Sprengringe (32, 33) befestigt sind als Anschläge zur Halterung des zweiten Moduls (22) in der zweiten Öffnung (23).
8. Elektrische Durchfuhrungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie noch eine Anzahl von länglichen Kanälen (Laufrinnen) (95) enthält, welche in Längsrichtung verlaufend an der Innenwandung des zweiten Durchfuhrungsstutzens (47) befestigt sind und Laufrinnen fUr die mit Kugeln ausgestatteten Laufstücke (94) bilden.
9. Elektrische Durchfuhrungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von zweiten Moduls (91) vorgesehen und kreisförmig angeordnet sind, wobei Paare dieser zweiten Moduls in der kreisförmigen Anordnung durch Halterungsplatten miteinander verbunden sind, an denen jeweils eine Anzahl der mit Kugeln ausgestatteten Laufstücke (94) befestigt sind.
10. Elektrische Durchfuhrungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl der zweiten Moduls in einer kreisförmigen Anordnung vorgesehen sind und diese zweiten Moduls durch Tragplatten (Halterungen) miteinander verbunden sind, auf denen jeweils eine Anzahl der mit Kugeln ausgestatteten Laufstücke (94) befestigt sind.
11. Elektrische Durchfuhrungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie noch eine flexible, rohrförmige Abschirmung (109) enthält, welche das Längenstück des Leiters zwischen der ersten und zweiten Wand (1, 2) umschliesst, wobei diese flexible, rohrförmige Abschirmung (109) an dem ersten und zweiten Modul (104, 107) abgedichtet ist zur Druckprüfung und Lecküberwachung an diesen ersten und zweiten Moduls.

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