CN109360705A - 控制棒驱动机构及其电磁线圈 - Google Patents

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吴和北
李跃忠
赵毛毛
张飞
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Abstract

本发明公开了一种电磁线圈，包括绕组线，绕制有多匝和多层，每层绕组线间设置有层间绝缘层，并在层间绝缘层上涂刷有第一绝缘漆，形成绕组线、层间绝缘层和第一绝缘漆包绕的线圈形式，绕组线的两端分别作为进线和引出线；引接线，与绕组线的进线和引出线固定连接，形成线圈本体，并在线圈本体内浇注有第二绝缘漆将绕组线之间的缝隙进行填充；以及表面绝缘层，绕包在整个电磁线圈的外部。相对于现有技术，本发明电磁线圈运行安全、可靠性高、具有良好的耐温性能。此外，本发明还提供了一种控制棒驱动机构。

Description

控制棒驱动机构及其电磁线圈
技术领域
本发明属于核电领域，更具体地说，本发明涉及一种控制棒驱动机构及其电磁线圈。
背景技术
核反应堆的控制棒组件布置在堆芯内，并穿插在燃料组件中，通过核电站控制棒驱动机构(CRDM)的步跃提升和下插动作，带动控制棒组件在燃料组件中进行精确的定位，以实现反应堆的启动、功率调节、正常和事故停堆。
目前，大多数压水堆核电站采用的都是磁力提升式控制棒驱动机构。控制棒驱动机构主要由耐压壳部件、钩爪部件、线圈部件、驱动杆部件和棒位探测器部件等组成。其中线圈部件为CRDM的运行提供动力，通过对线圈部件按照一定的时序通断电而产生特定的电磁场，驱动钩爪部件按照指定顺序钩入和打开，从而带动驱动杆部件及与其相连的控制棒组件上下运动、保持或落棒。线圈部件套装在耐压壳部件外部，通常由电磁线圈、磁轭等零件组成。耐压壳作为承压部件，其内部是高温高压的一回路冷却剂水。
CRDM运行时，电磁线圈因自身存在电阻而发热，同时耐压壳内部高温的一回路冷却剂水的热量也会传递给电磁线圈，造成线圈发热。
现有技术中，大多数压水堆核电站CRDM的电磁线圈耐温等级只能到达200，必须采取强制通风冷却，避免温度过高导致电磁线圈烧毁，影响CRDM和核电站的正常运行。一旦强制通风冷却系统发生故障，CRDM电磁线圈的温度会迅速升高，若在30分钟内无法恢复冷却通风，CRDM将断电，控制棒组件会在重力作用下落棒停堆，严重影响核电站的安全运行。
有鉴于此，确有必要提供一种运行安全、可靠性高、具有良好耐温性能的控制棒驱动机构及其电磁线圈。
发明内容
本发明的发明目的在于：克服现有技术的不足，提供一种运行安全、可靠性高、具有良好耐温性能的控制棒驱动机构及其电磁线圈。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电磁线圈，包括：
绕组线，绕制有多匝和多层，每层绕组线间设置有层间绝缘层，并在层间绝缘层上涂刷有第一绝缘漆，形成绕组线、层间绝缘层和第一绝缘漆包绕的线圈形式，绕组线的两端分别作为进线和引出线；
引接线，与绕组线的进线和引出线固定连接，形成线圈本体，并在线圈本体内浇注有第二绝缘漆将绕组线之间的缝隙进行填充；以及
表面绝缘层，绕包在整个电磁线圈的外部。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述电磁线圈为无骨架结构。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述绕组线和引接线采用玻璃丝或云母带绕包导体后涂覆耐高温绝缘漆的结构。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述层间绝缘层和表面绝缘层为云母纸或云母带。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述电磁线圈通过烘焙固化而成。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述绕组线和引接线通过焊接或压接的方式连接。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述第二绝缘漆在真空下浇注，所述线圈本体通过第二绝缘漆浸渍。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述表面绝缘层的外侧表面涂刷有第三绝缘漆。
作为本发明电磁线圈的一种改进，所述第一绝缘漆、第二绝缘漆和第三绝缘漆为环氧改性有机硅树脂组成的有机-无机复合体系材料。
为了实现上述目的，本发明还提供了一种控制棒驱动机构，包括线圈部件，线圈部件设置有电磁线圈，所述电磁线圈为上述所述的电磁线圈。
相对于现有技术，本发明具有以下技术效果：
1)采用无骨架电磁线圈，提高了线圈部件的整体耐温性能；
2)通过设置耐高温、耐辐照的层间绝缘层、绝缘漆和表面绝缘层，提高了电磁线圈的整体耐温等级，所得电磁线圈耐温等级能够达到250以上。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明，其中：
图1为本发明电磁线圈的结构示意图。
图2为本发明电磁线圈A-A剖视图。
图3为本发明控制棒驱动机构的结构示意图。
附图标记：
10-绕组线；100-进线；102-引出线；12-层间绝缘层；14-引接线；16-表面绝缘层；01-控制棒驱动机构；001-棒位探测器部；002-耐压壳部件；003-钩爪部件；004-线圈部件；005-驱动杆部件。
具体实施方式
为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
请参阅图1和图2所示，本发明电磁线圈包括：
绕组线10，绕制有多匝和多层，每层绕组线10间设置有层间绝缘层12，并在层间绝缘层12上涂刷有第一绝缘漆(图未示出)，形成绕组线10、层间绝缘层12和第一绝缘漆包绕的线圈形式，绕组线10的两端分别作为进线100和引出线102；
引接线14，与绕组线10的进线100和引出线102固定连接，形成线圈本体，并在线圈本体内浇注有第二绝缘漆(图未示出)将绕组线10之间的缝隙进行填充；以及
表面绝缘层16，绕包在整个电磁线圈的外部。
绕组线10绕制有多匝和多层，绕线时以芯棒工装作为骨架的支撑作用，绕组线10按规定的层数和匝数绕在绕线机芯棒上，绕线时保持恒定的拉力，使绕线均匀。绕组线10采用玻璃丝或云母带绕包导体后涂覆耐高温绝缘漆的结构，导体一般为铜导体，每层绕组线10间包绕有层间绝缘层12，层间绝缘层12为云母纸或云母带，根据需要包绕有一层或多层，主要用于结构上区分和支撑各层绕组线10，同时在各层绕组线10之间提供绝缘作用。层间绝缘层12上涂刷有第一绝缘漆(图未示出)，第一绝缘漆为耐高温绝缘漆，主要为环氧改性有机硅树脂组成的有机-无机复合体系材料，用于高温绝缘作用，使绕组线10能够在较高温度下使用，同时起粘结作用，将相邻的绕组线10和层间绝缘层12进行粘结，当包饶有多层云母纸或云母带时，每层云母纸或云母带上都涂刷有第一绝缘漆，用于填充间隙，第一绝缘漆的厚度根据需要进行调整。待绕线完成后将芯棒移走，同时，绕组线10的一端(绕线后的最内层端)作为进线100，另一端(绕线后的最外层端)作为引出线102。
引接线14与绕组线10结构相同，采用玻璃丝或云母带绕包导体后涂覆耐高温绝缘漆的结构，导体一般为铜导体，引接线14设置有两根，分别与绕组线10的进线100和引出线102通过焊接或压接的方式连接。
引接线14与绕组线10的进线100和引出线102连接后，形成线圈本体，线圈本体内的多匝和多层绕组线10在绕线过程中存在有间隙，绕组线10与层间绝缘层12之间也有可能存在有间隙，需对存在的间隙进行填充，提高耐高温性能和结构强度，因此，需在真空压力浇注第二绝缘漆(图未示出)，在浇注第二绝缘漆时以芯棒工装(图未示出)代替骨架的支撑作用，浇注后并浸渍在第二绝缘漆中一段时间，将线圈本体内的间隙进行填充，并将相邻的多匝和多层绕组线10进行粘结，进一步提高线圈的结构强度和耐高温性能。第二绝缘漆与第一绝缘漆为同一种材料的绝缘漆，主要为环氧改性有机硅树脂组成的有机-无机复合体系材料。
浸渍第二绝缘漆后，对线圈包扎表面绝缘层16，表面绝缘层16绕包在整个电磁线圈的外部，主要从引出线102位置开始进行绕包，根据需要绕包一层或多层，用于保护外层绕组线10，并为外层绕组线10提供表面绝缘作用。进一步地，为了提高填充表面绝缘层16的间隙，并提高绝缘性能，可用刷子或滚筒在表面绝缘层16上均匀涂刷第三绝缘漆(图未示出)。最后将整个线圈结构放入烘箱，进行烘焙固化，形成无骨架的整体电磁线圈结构。
表面绝缘层16与层间绝缘层12的材料相同，为云母纸或云母带，第三绝缘漆与第一绝缘漆和第二绝缘漆的材料相同，为耐高温绝缘漆，主要为环氧改性有机硅树脂组成的有机-无机复合体系材料。
请参阅图3所示，本发明还提供了一种控制棒驱动机构01，控制棒驱动机构01设置有棒位探测器部件001、耐压壳部件002、钩爪部件003、线圈部件004和驱动杆部件005，线圈部件004包括以上描述的电磁线圈。
其中，控制棒驱动机构01中探测器部件001、耐压壳部件002、钩爪部件003、驱动杆部件005的结构和安装方式与现有技术相同，线圈部件004中的其他辅助部件也与现有技术中的结构和安装方式相同，这部分内容属于本领域技术人员公知的技术，在此不做重复介绍，不同之处在于线圈部件004中的电磁线圈为以上描述的电磁线圈。
相对于现有技术，本发明具有以下技术效果：
1)采用无骨架电磁线圈，提高了线圈部件的整体耐温性能；
2)通过设置耐高温、耐辐照的层间绝缘层、绝缘漆和表面绝缘层，提高了电磁线圈的整体耐温等级，所得电磁线圈耐温等级能够达到250以上。
根据上述原理，本发明还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电磁线圈，其特征在于，包括：
绕组线，绕制有多匝和多层，每层绕组线间设置有层间绝缘层，并在层间绝缘层上涂刷有第一绝缘漆，形成绕组线、层间绝缘层和第一绝缘漆包绕的线圈形式，绕组线的两端分别作为进线和引出线；
引接线，与绕组线的进线和引出线固定连接，形成线圈本体，并在线圈本体内浇注有第二绝缘漆将绕组线之间的缝隙进行填充；以及
表面绝缘层，绕包在整个电磁线圈的外部。
2.根据权利要求1所述的电磁线圈，其特征在于，所述电磁线圈为无骨架结构。
3.根据权利要求2所述的电磁线圈，其特征在于，所述绕组线和引接线采用玻璃丝或云母带绕包导体后涂覆耐高温绝缘漆的结构。
4.根据权利要求3所述的电磁线圈，其特征在于，所述层间绝缘层和表面绝缘层为云母纸或云母带。
5.根据权利要求2所述的电磁线圈，其特征在于，所述电磁线圈通过烘焙固化而成。
6.根据权利要求3所述的电磁线圈，其特征在于，所述绕组线和引接线通过焊接或压接的方式连接。
7.根据权利要求1所述的电磁线圈，其特征在于，所述第二绝缘漆在真空下浇注，所述线圈本体通过第二绝缘漆浸渍。
8.根据权利要求1所述的电磁线圈，其特征在于，所述表面绝缘层的外侧表面涂刷有第三绝缘漆。
9.根据权利要求8所述的电磁线圈，其特征在于，所述第一绝缘漆、第二绝缘漆和第三绝缘漆为环氧改性有机硅树脂组成的有机-无机复合体系材料。
10.一种控制棒驱动机构，包括线圈部件，线圈部件设置有电磁线圈，其特征在于，所述电磁线圈为权利要求1～9任一项所述的电磁线圈。
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