[发明专利]一种输送超高温液态金属的圆柱线性感应电磁泵

说明书

本发明公开了一种输送超高温液态金属的圆柱线性感应电磁泵，属于泵技术领域。通过向电磁泵内部通入强制换热气体的管道以降低电磁泵内部铁磁材料的温度；在强制换热管道内、外表面均设置黑体涂层材料，增大辐射率；在支架与外部定子之间设置隔热垫圈避免直接接触高温支架。能显著降低电磁泵内、外定子的温度，防止铁磁材料高温退磁。由于电磁泵内部设置有换热通道进、出口，将输送液态金属的通道进、出口设计为竖直安置，并在电磁段进、出口设计导流通道，使液态介质均匀流入、流出电磁段。本发明能够显著提高输送液态金属的温度，对以液态金属为传热介质的能源转化、储能等系统效率提升具有重要意义。

技术领域

本发明属于泵技术领域，特别涉及一种输送超高温液态金属的圆柱线性感应电磁泵。

背景技术

圆柱线性感应电磁泵(Annular Linear Induction Pump,ALIP)依靠结构简单、无运动部件、无需机械维修、安全可靠性高、生命周期长等特点，被作为当今世界以液态金属为冷却剂的各类核能装置循环泵的首选。其线圈绕组外接三相交变电流，交变电流会激励产生行波磁场，行波磁场进而会使液态金属产生感应电流，感应电流与行波磁场的相互作用会产生沿泵体轴向的洛伦兹力从而推动流体沿泵轴向流动。传统电磁泵输送的液态金属温度一般低于500摄氏度，然而，随着各类核能装置的不同应用需求，当输送的液态金属温度大于1000摄氏度时，对其内部部件散热提出了更高的挑战，电磁泵的主要部件承受着来自输送介质的导热和部件自产热的双重作用。若部件温度过高，就会对电磁泵线圈的导电性以及内外定子工作的励磁效果产生影响，从而严重影响电磁泵运行的效率和寿命。因此需要及时地控制各部件内部的温度分布，具有非常重要的理论意义和工程应用价值。

国内实用新型专利CN 217183061U“一种用于电磁泵的通风散热结构”，通过设置风罩和通风管来包覆线圈，通过将冷却空气强制引至高温的绕组线圈，有效降低线圈温度；实用新型专利CN 112803712 A“液态金属电磁泵”通过设置环形导热件，每个所述环形导热件设置在一个容置槽中，以提高热量在所述内部铁芯与所述壳体之间的传导效率；发明专利CN115001236A“液态金属电磁泵”针对于输送低温介质，将外部线圈配置成将热量直接地或者通过热传递介质间接地传递至所述泵沟压力管道。发明专利CN112311195 B“一种具有轴向导叶的圆柱式线性感应电磁泵”，在电磁泵的流道中布置轴向导叶，起到稳流作用，提高了大流量泵偏工况运行下的流动稳定性。发明专利CN 115276367 A“一种输送超高温液态金属的圆柱式线性感应电磁泵”通过加入散热棒、翅片增强向外部环境辐射散热，有效控制电磁泵内定子温度。进出口弯头周向设置了导流板，优化流场，为电磁泵高效稳定运行提供更强有力的保证。以上专利均对电磁泵流动、散热方面提出了一些改进和创新的措施，但实用新型专利所述电磁泵主要应用于通过传导降温或者针对于外定子进行降温，并未提及针对于内定子内部温度的调控方法，并且增加风管，使得泵体结构复杂，加工制造较为困难，并且以这种增加通风孔极有可能使得线圈产生的磁感应强度不足，从而影响泵体本身产生的压力。发明专利只是通过散热棒翅片等时将热量通过低温介质传递出去，然而受到ALIP两端圆形辐射散热面积的限制，在输送超高温流体时并不能达到预期的散热效果。

本发明专利针对一种输送超高温液态金属的ALIP设计，针对内定子内部增加涂有黑体涂层材料的强制对流通气流道，增大对流、辐射换热；在支架与外部定子之间设置隔热垫圈避免直接接触高温支架，降低热传导。从而为一种输送超高温介质的ALIP的设计制造提供更有价值的方案。

发明内容

本发明的目的是解决输送超高温液态金属的ALIP的散热问题，为此提供了一种具有强制对流换热管道的圆柱式线性感应电磁泵，本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种输送超高温液态金属的圆柱线性感应电磁泵，包括液态金属进口弯头、支架、隔热垫圈、外部定子、线圈绕组、隔热层、液态金属出口弯头、定位套筒、强制换热管道、定位卡环、内部定子、流道、进口稳流导板、出口稳流导板、托架、换热内管壁、换热外管壁、肋板、线圈绕组卡环、流道管壁、流道稳流导板。