[发明专利]压水堆核电站绕组无连接点棒位探测器线圈整体绕制方法

说明书

技术领域

本发明属于压水堆核电站领域，具体涉及一种压水堆核电站控制棒棒位探测器线圈整体绕制方法。

背景技术

压水堆核电站的控制棒棒位探测器作为控制棒驱动机构(CRDM)的组成部分，是棒位探测信号的来源。如图1所示，压水堆控制棒处在高温高压的压力壳内，它的位置只能间接地测量，探测棒位的传感器(即棒位探测器)安装在棒位行程套管承压壳的外壁，利用电磁感应原理将棒的机械位移量转换成电量，经过处理后送实际棒位指示器和其它的报警装置，以监视控制棒的实际位置。

棒位探测器采用“差动变压器型”传感器，离散的各个独立线圈编组成六位葛雷码，即每一位码的线圈依次顺向，反向成对联接起来。探测器的葛雷码脉冲信号经整形后如图2所示。

控制棒全行程为2.8m，两个独立线圈之间的中心距离为7cm，线圈宽度为2cm，共有40个独立线圈，加之上下两端各增加一个补偿线圈总共有42个线圈，补偿线圈只绕初级，不绕次级。补偿线圈的作用是补偿差动变压器两端感应电动势的端部效应。

如图3所示，棒位探测器的主要由线圈骨架4、绕在线圈骨架4外的初级线圈5、绕在初级线圈5的次级线圈6、与次级线圈6相连接的线圈引线2、与线圈引线2连接的插座1和套在次级线圈6外的屏蔽套管组件7组成。如图4所示，线圈绕组包括线圈骨架4、绕在线圈骨架4外的初级线圈5、绕在初级线圈5的次级线圈6和与次级线圈6相连接的线圈引线2。

在国产核电机组的棒位探测器中，最初的棒位探测器的主要制造工艺及弱点：(1)分四段绕制，每段中仅初级线圈无连接点绕制，而次级线圈的每个线圈单独绕制，再用线圈接长引接线互相连接(2×40个断点)，加上段与段之间的连接(9×3个断点)和插头与线圈接长引接线的连接(9×1个断点)，因此连接点多，每台棒位探测器高达116个点。(2)插头引接线与线圈接长引接线的断点采用锡焊连接，线圈接长引接线与线圈之间的断点采用银焊连接，两处的耐高温和耐辐射性能都很差，几个燃料循环下来焊点出现了氧化变黑、变脆、轻轻一碰就断的现象。(3)连接点的绝缘处理不彻底，焊接点的小毛刺刺破套管使绝缘下降。(4)连接点的绝缘材料选料不过关，时间长了脆化脱落。

由于制造加工工艺的限制，经过近十年运行后，秦山核电一期棒位探测器出现了严重的绝缘下降和断线现象。断线主要集中在：插头引接线与线圈接长引接线的连接锡焊处和线圈接长引接线与线圈之间的连接银焊处。针对上述原因，秦山核电一期不得不整批更换备件。备件制造中作了如下工艺改进：(1)线圈分四段绕制，每段中的初、次级均为一次绕制完成，然后连接成整体，大大减少了内部的连接点数，连接点减少到36个。(2)插头引接线与线圈接长引接线的连接和线圈接长引接线与线圈之间的连接均采用冷压式，使接头接触电阻小，连接强度加大。以上改进措施虽在某种程度上提高了棒位探测器的可靠性，但要维持到电站寿期，如40年，仍然很难达到。棒位探测器在高温高辐射环境下长期工作，其线圈内部连接点的可靠性和绝缘性仍得不到保证。

但是仅几年的时间秦山核电一期刚更换上去的多台棒位探测器出现了严重的绝缘下降，导致设备不可用。拆开棒位插头发现：插头的引线压接处使用的热缩套管在高温环境中(电站主系统处于热态时)进一步收缩、变薄，加上接线盒较小，盒内引线拥挤，与金属内壁接触得很紧，引起棒位线圈对地绝缘下降。当时立即对插头的引线压接处进行了临时处理，对压接处用聚酰亚胺胶带进行了多层包扎处理，起到了加强绝缘和耐磨的作用。为此检修人员在高温高辐射的环境下抢修了三天，也使电站并网发电推后了三天，给电站造成了大的经济损失。

国内或出口到国外的压水堆核电站的控制棒棒位探测器均采用了相同的加工工艺，随着时间的推移，其线圈内部连接点由于热老化和辐射效应的原因，内部绝缘下降和线圈断线在电站运行期间随时可能会发生，如出口到巴基斯坦的CHASHMA#1机组、秦山核电二期有关机组的棒位探测器均出现过类似的问题，严重威胁电站的安全稳定运行。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压水堆核电站绕组无连接点棒位探测器线圈整体绕制方法，该方法解决了在棒位探测器高温和高辐射的环境下绝缘下降和线圈断线的现象，使其工作寿命高达40年。

实现本发明目的的技术方案：一种压水堆核电站绕组无连接点棒位探测器线圈整体绕制方法，该方法包括以下步骤：

(1)使用数控绕线机将初级线圈一次绕出；

(2)设定数控绕线机的启动圈数和绕线速度，按照A-B-F-E-C-D的相位顺序一次绕出各位次级线圈；