專利名稱：一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，屬于光纖
饋通線技術領域。
背景技術：
光纖饋通線(英文名稱為fiber optic feedthrough)可以和結構完全一致的低 壓電氣貫穿件饋通線(英文名稱為electrical feedthrough) —起安裝到筒形電氣貫穿 件總成裝置(英文名稱為CANISTER)內，并可以實現工作壽期內的更換。經過尺寸協調， 亦可用于快中子堆等其它核反應堆。 利用機械旋鍛或旋壓工藝技術制作的電氣饋通線，安裝到核電站安全殼的筒形貫 穿件總成裝置中，在國內外的許多核反應堆都能長期穩(wěn)定可靠地運行，說明這種特殊的機 械密封技術是成功的。美國CONAX、法國AUXITROL、俄羅斯ELOX都采用了這種工藝方法。但 是，饋通線中若不是用帶絕緣層的金屬電導體而是用易碎的玻璃(石英)纖維去饋通核島 內外的光通路，問題就變得復雜起來。 機械旋鍛或旋壓會產生縮徑密封變形，縮徑密封變形是為了獲得密封材料的應力 預緊狀態(tài)，以便在長期(60年)的正常及事故工況下，由于該應力預緊狀態(tài)的不可逆減退， 不會導致氣體泄漏率超標。然而，玻璃(石英)光纖處于任何形式的應力狀態(tài)下都不是一 件好事，其原因在于玻璃的應力腐蝕敏感特性。在應力狀態(tài)下，光纖表面會產生微彎或弱裂 紋，導致其斷裂從而損害光學性能。由此可見，應力密封和應力損害構成了矛盾雙方。 國外公司圍繞這一矛盾提出了各自的專利，從不同的角度努力，在一定程度上解 決或減輕了它們的對立，但同時也帶來新的問題。在公開號為US4593970和US4687293的專 利中，美國CONAX公司提出了一種較好的方法，即光纖饋通線的中間層用有機彈性塑料(如 PI或PEEK)作為密封材料，而形狀則改成階梯狀，分散了應力同時達到了密封。但這兩份專 利提出的光纖饋通線耐溫僅在25(TC以下，且布線密度有所下降。在公開號為US6061488的 專利中，法國AUXITROL提出了光纖饋通線的中間層用無機陶瓷纖維編織鞘。其優(yōu)點是耐 溫抗輻射，旋鍛應力到光纖上得以減低，但若尺寸不協調，則泄漏率難以達標。俄羅斯ELOX 在公開號為US7399923B2的專利中組合了 PEEK和PSU各自的特點，雖然能滿足嚴重工況和 防火特性，但仍然存在旋鍛應力過大的缺點。

發(fā)明內容本實用新型的目的是提供一種能完全滿足核安全殼貫穿件標準要求的光纖饋通 線。 為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種用于壓水堆核電站安全 殼光路連接的光纖饋通線，包括不銹鋼金屬外套管，其特征在于，在外套管的兩端內填充有 外表面呈階梯狀的圓柱形彈性材料，在圓柱形彈性材料的外側端面上形成有耐火膠層，在 外套管內位于圓柱形彈性材料的前方設有多孔釬焊密封法蘭，至少一根金屬細管穿過圓柱形彈性材料與多孔釬焊密封法蘭相連接，至少一根金屬涂層光纖穿入金屬細管內并穿過多 孔釬焊密封法蘭，在多孔釬焊密封法蘭的左右兩側分別形成有第一釬焊池及第二釬焊池。 進一步，所述圓柱形彈性材料的長度為10 20mm，所述多孔釬焊密封法蘭與所述 圓柱形彈性材料之間的距離為25 50mm。 本實用新型將兩種密封工藝在空間和時間上分離開來，使得光纖最大程度上與應
力相脫離，減輕了光纖在運行中的應力腐蝕敏感性參數，可獲得更長的工作壽期。 本實用新型的優(yōu)點是能夠在高氣壓、高溫及溫度劇變、高濕度、振動沖擊(包括地
震)和累積輻照環(huán)境下長期工作，完全滿足核安全殼貫穿件的標準要求。

圖1為本實用新型提供的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線 的軸側效果圖； 圖2為本實用新型提供的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線 的一端的正面剖視圖。
具體實施方式以下結合實施例來具體說明本實用新型。 實施例 如圖l及圖2所示，為本實用新型提供的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接 的光纖饋通線，包括不銹鋼金屬外套管l，在不銹鋼金屬外套管5中的兩端分別填充有外表 面呈階梯狀的圓柱形熱塑性彈性材料10，圓柱形熱塑性彈性材料10由多個小圓柱形熱塑 性彈性材料6頭尾相連排列組合而成，整個圓柱形熱塑性彈性材料10的長度為15mm，小圓 柱形熱塑性彈性材料6可以是PI、 PEEK、 PSU或其它特種工程塑料或這些材料的組合排布， 在圓柱形熱塑性彈性材料10的端面上開有均布的圓柱孔，數量根據需要從1個孔到最多 14個，在每一孔中穿過一段消除光纖應力的金屬細管8，材料可以是不銹鋼、銅及其合金或 其它金屬及其合金，金屬涂層光纖9穿過金屬細管8，其長度應滿足工程的需求，有可能用 兩端的尾纖或直接與光纖連接器連接，在外套管1內位于圓柱形彈性材料10的前方距離為 45mm處設有多孔釬焊密封法蘭4，金屬細管8穿過圓柱形熱塑性彈性材料10后穿入多孔釬 焊密封法蘭4中，用與光纖的金屬涂層材料及金屬細管材料適配的填充焊料，采用相關的 釬焊工藝實施焊接密封從而在多孔釬焊密封法蘭4的兩側分別形成第一釬焊池2及第二釬 焊池3，在不銹鋼金屬外套管1兩端的圓柱形熱塑性彈性材料10的孔中，灌入耐火膠并固 化，形成耐火膠層7。作為最終的手段，將整根不銹鋼金屬外套管5進入旋鍛或旋壓設備中， 實施產生彈性應力的密封過程。加工完成后，通過氣體監(jiān)測孔1對饋通線進行規(guī)定的氦氣 漏泄率測定。 金屬細管8的端部與金屬涂層光纖9極易受到意外彎曲產生不利影響，宜在外面 套有薄層熱縮管，以消除彎曲應力。為了滿足嚴重事故和防火性能的需求，在不銹鋼金屬外 套管5、耐火膠層7、金屬細管8、金屬涂層光纖9和圓柱形熱塑性彈性材料10的外面套上金 屬編織軟套管。
權利要求一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，包括不銹鋼金屬外套管(1)，其特征在于，在外套管(1)的兩端內填充有外表面呈階梯狀的圓柱形彈性材料(10)，在圓柱形彈性材料(10)的外側端面上形成有耐火膠層(7)，在外套管(1)內位于圓柱形彈性材料(10)的前方設有多孔釬焊密封法蘭(4)，至少一根金屬細管(8)穿過圓柱形彈性材料(10)與多孔釬焊密封法蘭(4)相連接，至少一根金屬涂層光纖(9)穿入金屬細管(8)內并穿過多孔釬焊密封法蘭(4)，在多孔釬焊密封法蘭(4)的左右兩側分別形成有第一釬焊池(2)及第二釬焊池(3)。
2. 如權利要求1所述的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，其特征 在于，在所述金屬細管(8)的端部及所述金屬涂層光纖(9)外套有薄層熱縮管。
3. 如權利要求1所述的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，其特征 在于，在所述不銹鋼金屬外套管(5)、耐火膠層(7)、金屬細管(8)、金屬涂層光纖(9)和圓柱 形熱塑性彈性材料(10)的外面套有金屬編織軟套管。
4. 如權利要求1所述的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，其特征 在于，所述圓柱形彈性材料(10)的長度為10 20mm，所述多孔釬焊密封法蘭(4)與所述圓 柱形彈性材料(10)之間的距離為25 50mm。
5. 如權利要求1所述的一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，其特征 在于，所述多孔釬焊密封法蘭(4)中孔的數量與所述金屬細管(8)的個數相等。
專利摘要本實用新型涉及一種用于壓水堆核電站安全殼光路連接的光纖饋通線，包括不銹鋼金屬外套管，其特征在于，在外套管的兩端內填充有外表面呈階梯狀的圓柱形彈性材料，在圓柱形彈性材料的外側端面上形成有耐火膠層，在外套管內位于圓柱形彈性材料的前方設有多孔釬焊密封法蘭，至少一根金屬細管穿過圓柱形彈性材料與多孔釬焊密封法蘭相連接，至少一根金屬涂層光纖穿入金屬細管內并穿過多孔釬焊密封法蘭，在多孔釬焊密封法蘭的左右兩側分別形成有第一釬焊池及第二釬焊池。本實用新型的優(yōu)點是能夠在高氣壓、高溫及溫度劇變、高濕度、振動沖擊(包括地震)和累積輻照環(huán)境下長期工作，完全滿足核安全殼貫穿件的標準要求。
文檔編號G02B6/44GK201489167SQ20092020765
公開日2010年5月26日 申請日期2009年8月11日 優(yōu)先權日2009年8月11日
發(fā)明者余高偉, 孫敏捷, 池豪, 黃定忠 申請人:上海發(fā)電設備成套設計研究院;上海科達機電控制有限公司