[发明专利]电磁线圈绝缘结构及电磁线圈外包壳体及电磁线圈内骨架

说明书

技术领域

本发明涉及反应堆控制领域，尤其涉及用于压水反应堆控制棒驱动机构的电磁线圈。

背景技术

反应堆是核电站的核心部分，而安装在反应堆压力壳顶盖上的控制棒驱动机构可以提升、下插或保持控制棒在堆芯中的位置，用以控制反应堆的裂变速率，实现启动、停止反应堆及堆功率的调节；在事故工况下控制棒驱动机构还可快速下插控制棒（快速落棒），使反应堆在短时间内紧急停堆，以保证安全。实现这些功能离不开控制棒驱动机构电磁线圈组件，由于其特殊的工作环境和功能的至关重要，所以要求电磁线圈必须具有安全、可靠、工作温度高、绝缘性能好、耐辐照等特点。

长期以来，核电站控制棒驱动机构电磁线圈组件的耐温等级最高只能达到250℃左右，而反应堆冷却剂的温度为300℃以上，所以在实际应用中只能以风冷等方法对控制棒驱动机构的电磁线圈组件进行冷却，导致了核反应堆顶盖结构复杂化。

发明内容

本发明的目的即在于克服现有核电站控制棒驱动机构电磁线圈组件耐高温能力不足的问题，提供一种耐高温的电磁线圈绝缘结构及电磁线圈外包壳体及内骨架。这种绝缘结构中的外包壳体，是用以提高线圈绝缘结构的整体强度，不仅可增强电磁线圈抗潮湿、抗震动的能力，还能长期有效地保持电磁线圈在高温下的完整性，防止耐高温绝缘浸渍漆和石英砂逐渐散失而导致绝缘结构破坏，可明显提高电磁线圈的耐温性能及使用寿命。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

电磁线圈绝缘结构，包括外包壳体、内骨架、线圈绕组和灌封绝缘层，线圈绕组缠绕在内骨架上；外包壳体的一端与内骨架的一个端部外沿连接，外包壳体的另一端与内骨架不连接，灌封绝缘层设置于线圈绕组与外包壳体之间，其特征在于：外包壳体由金属构成，外包壳体上开设贯穿外包壳体上端和下端的间隙，间隙由绝缘连接卡条连接固定；内骨架由金属构成，内骨架上开设有贯穿内骨架上端和下端的间隙；还包括嵌入间隙中的绝缘条。

进一步的，所述绝缘连接卡条由陶瓷构成；所述绝缘条由陶瓷或云母构成。

进一步的，所述外包壳体和所述内骨架由非导磁不锈钢构成。

进一步的，所述内骨架的内外表面设置有耐高温绝缘层，耐高温绝缘层可以由云母或有机硅绝缘材料构成。

电磁线圈的外包壳体，外包壳体由金属构成，外包壳体上开设有贯穿外包壳体上端和下端的间隙，间隙由绝缘连接卡条连接固定。

进一步的，所述绝缘连接卡条由陶瓷构成。

进一步的，所述外包壳体由非导磁不锈钢构成。

    电磁线圈内骨架，内骨架由金属构成，内骨架上开设有贯穿内骨架上端和下端的间隙；还包括嵌入间隙中的绝缘条。

进一步的，所述绝缘条由陶瓷或云母构成。

进一步的，所述内骨架由非导磁不锈钢构成；内骨架的表面设置有绝缘层，绝缘层由耐高温绝缘材料构成。

本发明的优点和有益效果：

当前，核电站反应堆上只能以风冷方法对控制棒驱动机构的电磁线圈组件进行冷却，使得反应堆顶盖结构复杂化。为了简化堆顶结构，本发明提供一种耐高温性能高的电磁线圈绝缘结构。本发明采用金属材料构成线圈的外包壳体和内骨架，根本上解决以往非金属材料线圈骨架在高温下软化变形、易破裂等难题。采用本发明，电磁线圈的使用寿命、耐高温性能及整体强度可以得到大幅度提高，同时其抗震性能、耐潮湿性能大幅度提高。使用这种绝缘结构的电磁线圈如果运用在反应堆控制棒驱动机构上，可以在接近400℃高温环境中，在无风冷的条件下长期工作，可以使得通常控制棒驱动机构所需的附加冷却装置被取消，以简化堆顶结构。但是金属的电磁线圈外包壳体与内骨架在工作时会产生有害涡流，为了阻断涡流，在外包壳体与内骨架上均设置有割断间隙，并在该间隙中嵌入耐高温的绝缘条及绝缘连接卡条，从而避免涡流形成回路，保证电磁线圈正常工作。

目前采用风冷装置的控制棒驱动机构电磁线圈，在200℃以下环境中工作可以满足60年寿命要求。但是电磁线圈如果直接在接近400℃的环境中工作，其寿命将极大幅度地缩减，甚至由于绝缘结构的破坏而在数天内迅速失效。本发明较好地解决了这一问题，使控制棒驱动机构电磁线圈能够在高温下具有很长的工作寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对描述本发明实施例中所需要用到的附图作简单说明。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域的技术人员来讲，在不付出创造性劳动的情况下，还可以根据下面的附图，得到其它附图。

图1为电磁线圈外包壳体的结构示意图；

图2为电磁线圈内骨架的结构示意图；