[发明专利]一种控制棒驱动机构的电磁线圈冷却装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于核反应堆控制棒领域，具体涉及一种控制棒驱动机构的电 磁线圈冷却装置及方法。

背景技术

控制棒是采用热中子强吸收材料、用来控制反应性的可移动部件。通 过调节其插入堆芯的深度，可简便、快捷地实施启动、停堆和功率调整。

控制棒驱动机构是实验堆重要安全部件之一，是带动控制棒组件在堆 芯内上下移动或保持在某一高度的部件。有磁阻电机驱动机构、磁力提升 驱动机构和水力传动机构等几种形式，都具有全密封、快速落棒可靠等特 点。控制棒驱动机构中的电磁线圈通电后产生磁力带动密封套筒内衔铁组 件由步进电机驱动完成上下运动。目前电磁线圈使用的冷却方式为静态油 冷，在线圈套筒内充入α防火油，依靠α防火油将线圈通电时产生的热量 传出，α防火油在线圈套筒中处于静止状态，热量完全依靠自然传导，在 稳定运行后达到平衡温度100℃左右，该温度下长期运行会缩短线圈寿命、 影响驱动机构系统刚度。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种控制棒驱动机 构的电磁线圈冷却装置及方法。该装置及方法能够将电磁线圈产生的热量 通过α防火油动态循环带出线圈，降低电磁线圈稳定运行时最高平衡温度。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：

一种控制棒驱动机构的电磁线圈冷却装置，其特征在于：该装置包括 油冷线圈组件，与油冷线圈组件一端连接的换热器，及与换热器连接的磁 力泵，磁力泵的另一端与油冷线圈组件的另一端连接，构成油冷却回路。

进一步，所述油冷线圈组件包括线圈套筒和线圈骨架，线圈骨架置于 内侧，铜线绕制于线圈骨架之上构成线圈，线圈套筒套于线圈外侧，作为 线圈的保护套。

进一步，所述线圈骨架内侧设有流道，冷却油由骨架端头的流道入口 流入骨架内侧，然后从另一端头流出将热量带出，每一个线圈组件都有单 独的流道，从一端流入另一端流出后，进入油冷却回路然后进入换热器进 行冷却。

进一步，所述油冷线圈组件中的流道与油冷却回路通过波纹管连接， 波纹管可随所述油冷线圈组件上下运动。

进一步，在所述换热器与磁力泵之间还串联有稳压油罐。

进一步，所述油冷却回路上设有阀门。

进一步，所述油冷却回路上设有温度传感器、流量传感器和压力传感 器。

进一步，所述的油冷线圈组件为三个，每个油冷线圈组件包括两组线 圈。

进一步，所述换热器为风冷换热器。

进一步，该装置还设有可编程逻辑控制器，用于油冷却回路在运行时 对回路流量、压力、各个线圈温度、冷却器前后温度、温差、稳压油罐液 位、压力参数进行实时监测。

一种采用所述的控制棒驱动机构的电磁线圈冷却装置的控制棒驱动机 构的电磁线圈冷却方法，包括以下步骤：

先将电磁线圈产生的热量通过α防火油动态循环带出线圈，再将热α 防火油经过换热器进行冷却，经冷却后的α防火油由磁力泵打入电磁线圈 内，形成循环的油冷却回路。

进一步，在所述的油冷却回路运行时，对油冷却回路中的流量、压力、 各个线圈温度、冷却器前后温度、温差、稳压油罐液位、压力进行实时监 测，各监测点将采集到的实时数据上传至可编程逻辑控制器对系统状态进 行监测。

本发明的效果在于：采用本发明所述的装置及方法，将电磁线圈产生 的热量通过α防火油动态循环带出线圈，在循环回路中热α防火油经过风 冷换热器冷却，经冷却后的α防火油由磁力泵打入电磁线圈内，形成强迫 循环，从而快速高效地将电磁线圈工作产生的热量带出线圈套筒冷却线圈， 以延长线圈使用寿命和保证驱动机构系统刚度。

附图说明

图1是本发明具体实施方式中所述装置的示意图；

图2是采用图1所示装置的一组线圈组件中冷却油走向示意图；

图3是本发明具体实施方式中的线圈组件的内部结构及流道设计示意 图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述。

如图1所示，一种控制棒驱动机构的电磁线圈冷却装置，该装置包括 油冷线圈组件，与油冷线圈组件一端连接的换热器，及与换热器连接的磁 力泵，磁力泵的另一端与油冷线圈组件的另一端连接，构成油冷却回路。