KR20140037916A - 환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터 - Google Patents

환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터 Download PDF

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KR20140037916A
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브렛 티. 굿이어
로버트 더블유. 에몬드
윌리암 에이치. 이돈
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뱁콕 앤드 윌콕스 뉴클리어 오퍼레이션즈 그룹, 인크.
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Abstract

전자석은 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층과 다층 전기 코어를 형성하기 위하여 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감싼 도전성 와이어로 구성하며 다층 전기 코일의 인접한 층은 사이에 낀 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격된다. 다층 코일을 전기적으로 통전하면 다층 코일의 내부에 자기장을 발생한다. 일부 실시 예에서, 도전성 와이어는 전기적 절연을 갖지 않는 맨 와이어이다. 일부 실시 예에서 권형층은 세라믹 재질을 포함한다. 일부 실시 예에서 전자석은 다층 전기 코일 내부에 배치된 강자성 코어를 포함한다. 고정자 폴로서 그런 전자석을 채용하는 모터를 또한 개시하였다. 원자로에 사용하기 위한, 그러한 모터를 채용한 제어봉 구동 메커니즘(CRDM)과 냉각수 펌프 실시 예 또한 개시하였다.

Description

환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터{ENVIRONMENTALLY ROBUST ELECTROMAGNETS AND ELECTRIC MOTORS EMPLOYING SAME FOR USE IN NUCLEAR REACTORS}
다음은 전기 기술, 전기 장치의 기술, 전자석 기술, 전기 모터 기술, 원자로 기술 및 그와 관련된 기술에 관한 것이다.
가압 원자로(PWR)는 일차 냉각수로 비등점 이상으로 과열된 물을 포함하는 압력 용기를 사용한다. 심하게, 과냉된 물은 원자로 노심에서 증기 발생기로 에너지를 전달하기 위하여 원자로 노심과 하나 이상의 증기 발생기 사이에서 순환된다. 종래의 설계에서, 증기 발생기는 별도의 요소이며 일차 냉각수는 적절한 고압 유체 도관을 통해 압력 용기와 증기 발생기사이에 연결된다. 통합 PWR 설계에서, 하나 이상의 증기 발생기는 압력 용기 내에 위치된다. 다른 유형의 원자로도 유사하다. 예를 들어, 비등수형 원자로 (BWR)는 (비등점 이상으로) 과열되지 않은 비등 일차 냉각수를 사용한다.
원자로의 압력 용기 내부에 모터가 장착된 요소(motorized components)를 포함하는 것이 유리하다. 예를 들어, 일부 원자로 설계에서 일차 냉각수는 전기 모터- 구동 냉각수 펌프를 이용하여 활발히 순환된다. 펌프는 압력 용기 외부에 위치할 수 있으며 적절한 용기 침투(vessel penetration)를 통과하는 회전 샤프트를 채용함으로써 임펠러와 기계적으로 결합될 수 있다. 그러나, 전체적으로 내부 모터-구동 냉각수 펌프를 사용함으로써 기계적 패스-스루(mechenical pass-through ) 용기 침투를 제거하는 것이 유리하다. 후자의 설계에서는, 전기적 케이블링만을 위하여 작고 기계적으로 움직이지 않는(static) 용기 침투가 사용된다.
모터가 장착된 요소가 유용할 수 있는 또 다른 곳은 제어봉 구동 메카니즘(CRDM) 요소 안이다. 중성자 흡수제를 포함하는 제어봉은 핵반응을 완화하거나 정지시키기 위해 원자로 노심 속으로 부분적으로 또는 전체적으로 삽입된다. 소위 "회색"봉에서, 봉 삽입의 정도는 조절 가능한 반응성 제어를 제공하기 위해 지속적으로 또는 점진적인 방식으로 조정 가능하다. 전통적으로, 제어봉을 동작하는 전기 모터는 압력 용기(전형적으로 PWR 설계에서는 압력 용기의 위 또는 BWR 설계에서는 압력 용기 아래)의 외부에 위치하며 연결 봉은 제어봉과 CRDM 모터를 연결하기 위하여 적절한 용기 침투를 통과한다. 다시, 전기 모터가 압력 용기 내부에 위치하는 완전 내부 CRDM을 사용함으로써 기계적 용기 침투를 제거하는 것이 유리하며, 그래서 오직 전기적 케이블링을 위한 기계적으로 움직이지 않는(static) 용기 침투만이 사용된다.
압력 용기 내부에 전기 모터를 채용하면 고온의 일차 냉각수에 의해 복잡하게 된다. 전기 모터와 그 구성 물질은 고온의 원자로 환경에 대하여 강해야 하며 또한 부식성 화학 물질 및/또는 일차 냉각수에 존재할 수 있는 방사능과 같은 다른 환경 조건에 대해 역시 강해야 한다. 예를 들어, PWR 원자로는 전형적으로 일차 냉각수에 가용성의 반응성 완화 중성자 흡수물질(neutron poison, 중성자 독극물)로 붕산을 사용한다. 또한, 적절한 봉쇄 및 방사성 폐기물 관리 예방책을 취하는 동안 어떠한 유지 보수도 원자로를 폐쇄하고 개방하는 비용이 많이 드는 문제가 뒤따르기 때문에 전기 모터는 신뢰성이 있어야 한다.
다음을 읽는 즉시, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 개선된 이점이 본 명세서에 개시되어 있음이 명백해질 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제는 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함하는 전자석과, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부를 감싸 다층 전기 코일을 만드는 도전성 와이어(electrically conductive wire)로 구성되며, 상기 다층 전기 코일의 인접층은 사이에 끼어있는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격되고, 다층 전기 코일을 전기적으로 통전하면 다층 전기 코일 내부에 자기장을 생성하도록 구성된 원자로 노심에서 강한 전자석을 제공하는데 있다.
본 발명 과제의 해결 수단은 전자석을 포함하는 전기 모터 장치에 있어서, 전자석은; 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 및 다층 전기 코일을 정의하는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감싼 도전성 와이어로 구성되며, 다층 코일의 인접한 겹(층)들은 사이에 낀 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격되고, 여기서, 전기적으로 통전된 다층 전기 코일은 다층 전기 코일 내부에 자기장을 발생하는 환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 전자석을 포함하는 장치에 있어서, 전자석은; 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 및 복수의 이격된 도전성 나선형 권선 층을 포함하는 다층 전기 코일을 포함하며, 각각의 이격된 도전성 나선형 권선 층은 네스트의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 중 하나에 의해 지지되고; 여기서 전기적으로 통전된 다층 전기 코일은 다층 전기 코일 내부에 자기정을 발생시키는 환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 과제의 해결 수단은 (1)서로 이격된 나선형 감싸기의 나선형 턴으로 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감싸 제1 전기 코일 층을 형성하는 단계; (2)제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내에 끼워넣어 네스트를 형성하는 단계; (3) 서로 이격된 나선형 감싸기의 나선형 턴으로 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감싸 다음 전기 코일 층을 형성하는 단계를 포함하며. 여기서, 적어도 두 개의 전기 코일 층을 포함하는 다층 전기 코일은 적어도 동작(1), (2) 및 (3)을 포함하는 공정에 의해 형성하는 환경에 강한 전자석과 원자로에 사용하기 위해 그것을 채용한 전기 모터를 제공하는데 있다.
본 발명은 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함하는 전자석과, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부를 감싸 다층 전기 코일을 만드는 도전성 와이어(electrically conductive wire)로 구성되며, 상기 다층 전기 코일의 인접층은 사이에 끼어있는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격되고, 다층 전기 코일을 전기적으로 통전하면 다층 전기 코일 내부에 자기장을 생성하도록 구성된 원자로 노심에서 강한 전자석을 제공할 수 있는 유리한 효과가 있다.
본 발명은 다양한 구성 요소, 및 구성 요소의 배치, 및 다양한 처리 동작 및 처리 동작의 배열을 형성할 수 있다. 도면은 바람직한 실시 예를 설명하기 위한 목적일 뿐 본 발명을 한정하는 것으로 해석되어서는 아니된다.
도 1은 예시된 가압 원자로(PWR) 원자력 시스템을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2-11은 전자석과 다양한 구성 요소 및 이들의 조립 측면을 보여준다. 이들 중, 도 2는 상면도이고, 도 3 및 5는 측 단면도, 도 4 및 도 6-8은 사시도이며, 도 9는 개략적인 조립 흐름도이다. 도 10은 부분적으로 분해된 사시도이며, 도 11은 부분 섹션에서의 사시도이다.
도 12-14는 고정자 폴로서 도 2-11을 참조하여 설명한 바와 같이 전자석을 사용하는 전기 모터에 대한 다중-폴 고정자의 실시 예를 도시한 것이다. 이들 중, 도 12는 사시도이고, 도 13은 섹션널 사시도이고, 도 14는 단부도(end view)이다.
도 15는 제어봉 구동 메카니즘(CRDM)의 적절한 실시 예와 도 1의 PWR 원자력 시스템의 결합된 제어봉의 측단면을 개략적으로 나타낸 것이며, CRDM은 도 12-14를 참조하여 설명된 다중 폴 고정자를 가진 전기 모터를 포함한다.
도 16은 도 1의 PWR 원자력 시스템의 냉각수 펌프의 적절한 실시 예의 측단면을 개략적으로 나타낸 것이며, 냉각수 펌프는 도 12-14를 참조하여 설명된 다중 폴 고정자를 가진 전기 모터를 포함한다.
본 발명의 한 측면에서, 장치는 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함하는 전자석과, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부를 감싸 다층 전기 코일을 만드는 도전성 와이어(electrically conductive wire)로 구성되며, 상기 다층 전기 코일의 인접층은 사이에 끼어있는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격되어 있다. 다층 전기 코일을 전기적으로 통전하면 다층 전기 코일 내부에 자기장을 생성한다. 그러한 장치의 일부 실시 예에서, 도전성 와이어는 전기 절연을 하지 않은 맨(bare) 도전성 와이어이다. 그러한 장치의 일부 실시 예에서, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 세라믹 물질을 포함한다. 이러한 일부 실시 예에서, 전자석은 상기 다층 전기 코일 내부에 배치된 강자성 코어를 더 포함한다. 이러한 일부 실시 예에서, 장치는 회전자와 고정자를 포함하는 전기 모터를 더 포함하며 상기 전자석은 고정자 폴(pole)을 정의한다. 이러한 일부 실시 예에서, 상기 장치는 상기 모터 및 리드 스크루를 포함하는 제어봉 구동 메카니즘(CRDM)을 더 포함하며, 모터는 리드 스크루를 직선으로 구동하기 위하여 리드 스크루와 동작하도록 연결되고 리드 스크류와 연결된 중성자 흡수 물질을 함유한 제어봉은 원자로 노심 속으로 또는 밖으로 직선으로 구동된다. 이러한 일부 실시 예에서, 상기 장치는 임펠라와 연결 동작하는 상기 모터가 포함된 유체 펌프를 더 포함한다.
본 발명의 다른 측면에서, 장치는 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층과 복수의 이격된 도전성 나선형(헬리컬) 권선층을 포함하는 전자석을 포함하고, 각각의 이격된 도전성 나선형 권선층은 네스트(nest)의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 중 하나에 의하여 지지되며, 여기서 다층 전기 코일을 통전하면 다층 전기 코일 내부에 자기장을 생성한다. 이러한 일부 전자석에서, 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의하여 지지되는 나선형 권선층의 경로를 정의하는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부면에 형성된 그로브(groove)를 포함한다. 이러한 일부 전자석에서, 강자성 전자석 코어는 다층 전기 코일 내부에 배치된다. 일부 이러한 장치는 상기 전자석에 의해 정의된 로터(회전자)와 고정자를 포함하는 전기 모터를 포함한다. 일부 이러한 장치는 일차 냉각수를 포함하는 압력 용기와 압력 용기 내에 배치되어 적어도 300℃의 온도에서 일차 냉각수를 유지하도록 동작하는 원자로 노심과 일차 냉각수에 잠긴 상기 전기 모터를 포함하는 적어도 하나의 전기적기계 구성요소(도시된 예의 방법에 의하여, 일차 냉각수 펌프 또는 제어봉 구동 메카니즘 또는 CRDM)를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에서, 방법은, (1) 제1 전기 코일 층을 형성하기 위해 서로 이격된 나선형 감기의 나선형 턴(turn)을 가진 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감싸는 단계, (2) 네스트 형성을 위해 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내부에 제1 전기 코일 층을 끼워넣는(네스팅하는) 단계, (3)서로 이격된 나선형 감기의 나선형 턴으로 네스트의 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감아 다음 전기 코일 층을 형성하는 단계로 이루어지며, 여기서 적어도 두 개의 전기 코일 층을 포함하는 다층 전기 코일은 적어도 동작 (1), (2) 및 (3)을 포함하는 공정에 의하여 형성되고, 적어도 3 개의 전기 코일 층을 포함하는 다층 전기 코일을 형성하기 위하여 적어도 동작(2) 및 (3)을 한 번 반복해야하는 공정에 의해 형성된다. 일부 이러한 방법 실시 예에서, 다층 전기 코일을 형성한 후, 강자성 코어는 전자석을 형성하기 위해 형성된 다층 전기 코일 내부에 배치된다. 일부 개시된 방법의 실시 예는 원자로 압력 용기 내부에 전자석을 배치하고 적어도 압력 용기의 내부에 300℃ 의 온도를 생성하는 원자로를 동작시키고, 적어도 압력 용기 내부 온도를 300℃로 하여 압력 용기 내부에서 전자석을 동작하는 단계를 더 포함한다.
도 1은 통합 증기 발생기를 포함하는 도시된 가압 경수로(PWR)의 사시 단면도를 나타낸 것이다. 원자로 코어(10)는 도시된 경수로의 경우에 가용성 중성자 흡수 물질로 가용성 붕산과 같은 첨가제를 선택적으로 함유한 물인 일차 냉각수(14)를 포함하는 원통형 압력 용기(12) 내부에 배치된다. PWR은 증기 버블(16)과 액상의 일차 냉각수(14)사이에 도시한 수위(18)를 가진 볼륨(volume)의 상부에 증기 버블(16)을 포함한다. 압력은 전기 히터, 또는 유사한 것 또는 외부 가압기(구성요소 미도시)를 사용하여 증기 버블(16)을 통해 조정된다.
원자로 제어는 원자로 노심(10) 속으로 또는 밖으로 중성자-흡수 제어봉을 제어할 수 있게 삽입하거나 꺼내도록 구성된 제어봉 구동 메카니즘(CRDM) (20)에 의해 제공된다. CRDM(20)은 다수의 유니트로 분할될 수 있으며, 중복 또는 다른 장점을 제공하기 위해 각각 하나 이상의 제어봉을 제어한다. 도시된 CRDM(20)은 오직 전력 및 제어선만 압력 용기 외부로 확장되고, 구동 모터와 다른 구성 요소는 압력 용기 내부에 배치되어 일차 냉각수에 잠기는 내부 시스템이다. 대안으로, 외부 CRDM이 사용될 수 있다.
압력 용기(12)는 일차 냉각수(14)의 바람직한 순환을 정의하도록 구성된다. 도시된 예에서, 순환은 도시된 원통형 압력 용기(12)에 동축으로 배치된 속이 빈 원통형 중앙 라이저(22)에 의해 정의된다. 원자로 노심에 의하여 가열된 일차 냉각수는 내부 CRDM(20)을 통과하는 유체 도관을 통해 상향으로 흐르고 속이 빈 중앙 라이저(22)를 통해 상향으로 흐르고, 속이 빈 중앙 라이저(22)의 상단에서 배출되고, 다이버터(diverter)에 의해 하향으로 전환되며, 원통형 중앙 라이저(22)와 원통형 압력 용기(12)사이로 정의되는 환형(annulus)을 통해서 하향으로 흐르며, 원자로 노심(10)으로 반환되도록 압력 용기(12)의 바닥에서 상향으로 전환된다. 선택적 일차 냉각수 펌프(26)는 일차 냉각수(14)의 순환을 구동하거나 일차 냉각수(14)의 자연 순환을 돕기 위해 제공할 수 있다. 도시된 냉각수 펌프(26)는 완전히 압력 용기(12) 내부에 위치하여 일차 냉각수에 잠겨 있으며, 단지 전력 및 제어선 만이 압력 용기(12)의 외부에 확장된다. 대안으로, 일차 냉각수 순환은 자연 순환에 의존할 수 있다.
압력 용기(12)는 실질적으로 수직으로 적절하게 위치한다. 선택적 스커트(30)는 압력 용기(12)를 지지하도록 또는 뒤집어엎어지는 압력 용기(12)에 비스듬히 기울어지게(bias) 제공될 수 있다. 도시된 스커트(30)는 원자로 노심(10)을 포함하는 압력 용기(12)의 하부가 안전성을 위해 지하의 리세스(recess)에 위치되도록 배치되며, 그것은 냉각수 손실 사고(LOCA) 또는 다른 사고(event)의 경우에 플러딩(flooding)을 용이하게 한다. 핵 원자로의 동작 상태에서, CRDM(20)은 노심(10)에서 핵반응을 시작하기 위하여 원자로 노심(10)으로부터 제어봉을 인출한다(또는 적어도 부분적으로 인출한다).
열원자로에서, 일차 냉각수(14)는 핵반응을 유지하거나 높이기 위하여 높은 에너지의 중성자를 열중성자화하는 중성자 감속재 역할을 한다. 가압 경수로의 동작 상태에서, 일차 냉각수(14)는 비등점 이상으로 과열되고(superheated) 통상적으로는 적어도 300℃ 의 온도이며, 일부 실시 예에서는 적어도 350℃의 온도이다.
BWR 의 경우에, 일차 냉각수가 비등점 이상으로 과열되지는 않지만 비등하고, 비등하는 일차 냉각수는 적어도 300℃ 온도이고, 일부 실시 예에서 적어도 350℃의 온도이다.
증기 발생을 제공하기 위해, 동작하는 원자로 노심(10)에 의해 가열된 일차 냉각수(14)는 증기 발생기에 흐르는 이차 냉각수(전형적으로 경수, 선택적으로 다양한 첨가제를 함유한 물, 용제, 또는 기타 등등)와 열적 소통을 한다. 일부 실시 예에서(도시하지 않은), 증기 발생기는 압력 용기 외부에 있으며, 일차 냉각수를 운반하는 비교적 큰 직경의 용기 침투(vessel penetration, 관통용기)에 의하여 연결된다. 도 1의 도시된 실시 예에서, 그러나, 통합 증기 발생기(32)는 원자로 노심(10)을 포함하는 동일한 압력 용기(12) 내부에 위치한다. 예시된 통합 증기 발생기(32)는 중앙 라이저(22)를 둘러싸는 환형(annulus), 즉, 중앙 라이저의 외부와 압력 용기(12)의 내측 벽사이의 환상의(annular) 공간에 있다. 이차 냉각수는 공급수의 형태로 공급수 주입구를 통해서 환상의 공급수 주입구 플래넘(36)(또는 선택적으로 튜브시트) 속으로 주입되며, 증기 발생기(32)의 하단부 내부로 공급된다. 이차 냉각수는 일반적으로 일치 냉각수가 아래 방향으로 흐르는 인접한 일차 냉각수 흐름 경로 또는 볼륨과 열적 소통하는(그러나 유체 고립으로) (도 1은 증기 발생기의 세부 사항을 표시하지 않는다.) 이차 냉각수 흐름 경로 또는 볼륨에서 증기 발생기(32)통해서 일반적으로 상부 방향으로 상승한다. 증기 발생기의 구성은 다양한 형태를 취할 수 있다. 일부 실시 예에 있어서, 증기 발생기는 일차 냉각수가 일반적으로 하향으로 운송되는 튜브를 포함하는 반면, 이차 냉각수는 튜브의 외부 볼륨에서 일반적으로 상향 흐른다. 선택적으로, 이차 냉각수는 증기 발생기 튜브를 통해 일반적으로 상향으로 흐르는 반면에, 일차 냉각수는 튜브의 외부에서 하향으로 흐른다. 튜브는 곧은 수직 튜브, 경사 수직 튜브, 중앙 라이저(22)를 둘러싸는 나선형 튜브, 기타 등등을 포함 할 수 있다. 그러나 배치되면, 비등점 이상으로(superheated) 일차 냉각수에서 이차 냉각수로 열전달이 일어나며, 그것이 이차 냉각수를 액체 상태에서 기체 상태로 변환시킨다. 일부 실시 예에서, 증기 발생기는 증기 발생기의 하부에 통합 수열기(economizer)를 포함할 수 있다. 일부 실시 예에서, 증기 발생기는 중복성을 제공하기 위해 복수 구성의 증기 발생기를 포함 할 수 있다. 생성된 증기는 환상의 증기 플래넘(40)(또는, 선택적으로, 튜브 시트 속으로)으로 들어가고 그곳에서 하나 이상의 증기 배출구(42)를 빠져 나온다.
증기 (도시된 통합 증기 발생기(32)와 같은 통합 증기 발생기에 의해 발생되든 또는 외부 증기 발생기에 의해 발생되든)는 증기 출력을 사용하여 적절하게 수행되는 실질적으로는 어떠한 목적을 위해서도 사용할 수 있다. 도 1의 예시적인 전기 설비에서, 증기는 전력을 생산하기 위해 전기 발전기(48)를 구동하는 터빈(46)을 구동한다. 터빈(46)의 다운스트림의 증기 응축기(50)는 공급수를 포함하는 이차 냉각수를 재생성하기 위하여 증기를 액상으로 응축한다. 하나 이상의 펌프(52, 53) 또는 하나 이상의 공급수 히터(54, 55) 또는 다른 공급수 컨디션닝 구성요소(예를 들어, 필터, 첨가제를 추가하기 위한 구성요소, 또는 는 등등)는 공급수 주입구로 입력하기 위해 원하는 압력과 온도에서 공급수를 생성한다. 공급수 밸브(56)는 주입구 공급수 유량을 적절하게 제어한다.
내부 CRDM(20) 및 내부 냉각수 펌프(26)는 일차 냉각수(14)에 잠겨 있으며, 일부 실시 예에서 적어도 300℃이며, 일부 실시 예에서, 적어도 350℃인 높은 일차 냉각수 온도에 대해 견고해야 한다. 종래의 절연된 전선은 구성하는 전기 코일의 루프(loop) 사이에 아크 또는 단락에 의해 가속화된 실패로 이어질 수 있는 이러한 온도에서 일반적으로 상대적으로 급격한 품질 저하를 겪는다. 본 출원에는 원자로의 높은 동작 온도에서도 견고한 개선된 전자석 구성요소 및 동일한 전자석을 채용한 모터를 개시한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전자석은 다수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함한다. 용어 "프리스탠딩"은 권형층(former layer)이 그 자체의 무게로 붕괴되지 않고, 또한 도전성 와이어가 여기 개시된 바와 같이 전자석을 형성하기 위해 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감쌀 때 그 형상을 유지할 수 있음을 내포한다. 도 2와 도 3의 예시된 예는 즉, 가장 안쪽의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 또는 제 1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)은 제2 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내에 끼워 넣어지고, 제2 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 (FL2)은 제3 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내부에, 제3 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL3)은 제4 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내부에, 제4 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL4)은 제5 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내부에, 제5 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL5)은 제6 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내부에, 제6 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL6)은 제7 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL7) 내부에 겹겹이 끼워넣어진(nrsted), 7개의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 7-겹(층)) 네스트(Nl)를 나타낸다. 상기 전자석은 전기적으로 활성화될 때 전기 코일 내부에 자기장을 발생하는 다층 전기 코일을 형성하기 위하여 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 도전성 와이어로 감싸 형성한다.
도 4-6을 참조하면, 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)의 외측 주변을 감싼 와이어가 기술되어 있다. 도 4는 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)의 사시도를 보여주며, 도 5는 도 4에 도시된 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)의 섹셔널 단부도(end view)를 보여주며, 도 6은 도 4에 도시된 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)의 사시도를 나타내지만, 그러나 도전성 와이어(W)가 그것의 외부를 감싸고 있다. 임의의 주어진 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 감긴 와이어(W)는 다층 전기 코일층을 정의한다. 해당 겹(층) 내에, 와이어는 나선형 턴(helical turns)이 이웃한 나선형 턴 사이에 전기 아크 또는 단락을 피하기 위해 이격된 나선형 패턴으로 감싼다. 또 다른 방법에서, 나선형 패턴은 전기적 통전의 관심 범위에 대하여 이웃한 나선형 턴에 전기 아크 또는 단락을 효과적으로 방지하도록 선택된 나선 피치(pitch)를 가진다. 아크 또는 단락을 피하기 위해 와이어의 절연에 의존하기 보다는 오히려 이웃한 나선형 턴 사이의 간격에 의존하고 있다. 따라서, 도전성 와이어는 전기적 절연성을 갖지 않은 도전성 맨 와이어가 적절하다(반드시는 아닐지라도). 일부 실시 예에서, 도전성 와이어는 전기 절연성을 갖지 않은 맨(bare) 구리 와이어이다. 일부 실시 예에서, 도전성 와이어는 전기 절연성을 갖지 않은 맨(bare) 은(silver) 와이어이다. 아크 또는 단락을 방지하는데 효과적인 나선형 턴 사이의 최소 간격은 턴의 전압과 전기 코일이 있는 주위의 절연파괴(breakdown) 전압 특성에 대한 지식을 바탕으로 용이하게 확인된다(예를 들어 V/N으로 평가하며, V는 코일의 전압이고 N은 턴의 수). 최소 간격은 또한 나선형 턴의 상세한 형상과 같은 다른 파라메터(parameter)에 의해 영향을 받을 수 있다. 아크 또는 단락을 방지하기 위한 효과적인 최소 간격보다 큰 어떠한 간격도 역시 적합하다.
일부 실시 예에서, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 매끄러운 외부 표면을 가지며, 나선형 턴이 움직여서 이웃한 나선형 턴 사이에 생길　수 있는 아크나 단락을 피하기 위하여 상기 와이어는 마찰력이 나선형 턴을 그들의 초기의 위치에 유지하기에 충분히 촘촘하게 나선형 패턴으로 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위를 감싼다.
그러나, 도 4 및 도 5를 특별히 참조하면, 도시된 실시 예에서 나선형 그루브(GV)는 나선형 권선사이에 원하는 간격의 원하는 나선형 패턴으로 와이어(W)를 유지하기 위하여 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)의 외부 표면에 형성된다. 도 5의 삽입한 그림에서 가장 잘 볼 수 있듯이, 도시된 그루브(GV)는 와이어(W)( 이 실시 예에서, 와이어(W)는 원형 단면을 갖는 것으로 가정한다)를 수용하는 크기로 반구형 프로파일을 갖는다. 그루브(GV)가 상세히 도시되고, 오직 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1)에만 표시되어 있지만, 도시된 실시 예에서 일곱 개의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1-FL7) 각각은 나선형으로 감긴 도전성 와이어(W)의 나선형 패턴을 정의하기 위한 그러한 나선형 그루브를 포함한다.
도전성 와이어(W)의 이웃한 나선형 권선 사이의 나선 피치 또는 간격은 아크 또는 단락이 다층 전기 코일의 층 내에 이웃한 권선 사이에 발생하지 않음을 보장한다. 한편, 네스트(N7L)는 다층 전기 코일의 두개의 인접한 층 사이에 배치된 프리스탠딩 전기적 절연 권형층이 있음을 보장한다. 사이에 끼어있는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 아크 또는 단락을 피하기에 효과적인 재질 및 두께(나선형 그루브(GV)로 인한 임의의 두께 감소를 고려한)이다. 다시, 최소 두께 및 재료는 겹(층)(예를 들어, V/NL, 로 평가할 수 있으며, L은 다층 코일의 겹(층) 수, 즉, 도시된 네스트(N7L)에서 L=7, V는 코일을 가로지르는 전압이다.) 사이의 전압과 사이에 낀 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함하는 재질의 브레이크다운 전압 특징에 대한 지식과 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 두께에 대한 지식을 바탕으로 쉽게 확인된다. 전형적으로, 전압은 설계 파라메터이며, 겹(층)의 수는 생성되는 자기장의 강도와 인가 전압 사양을 바탕으로 설계에서 일찍이 선택되고, 아크와 단락을 피하기 위한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 최소 두께가 평가된다. 아크 또는 단락을 방지하기에 효과적인 최소 두께 보다 큰 어떠한 두께도 또한 적합하다.
이미 알고 있는 바와 같이, 최소 두께 평가에서 나선형 그루브(GV)로 인한 임의의 두께 감소는 고려되어야 한다. 그러나, 그렇게 하는데 있어서, 겹(층)) 사이의 아크 또는 단락을 방지하는데 도움을 주기 위하여 일부 추가적인 "측면(lateral)" 공간을 제공하기 위하여 이웃한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 나선형 그루브를 배치하는 것이 고려된다. 예를 들어, 이웃한 겹(층)의 나선형 패턴을 나선형 피치의 이분의 일로 차감함(offsetting)으로써 추가적인 최근접-이웃과의 공간적 분리는 달성된다.
도시된 7-겹(층) 네스트(N7L)에서 가장 바깥쪽 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 즉, 제7 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 다층 전기 코일의 가장 바깥쪽 층을 형성하기 위하여 그것의 외부에 와이어를 감는다. 이 가장 바깥쪽 코일 층은 오직 하나의 이웃 코일 층, 즉, 그 다음- 안쪽의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL6)의 외부에 감긴 제6 코일 층만을 가진다. 따라서, 더 바깥쪽으로 이웃한 코일 층(존재하지 않기 때문에)에 대하여 바깥쪽으로 아크 또는 단락을 방지하기 위하여 가장 바깥쪽 코일 층의 외측으로 전기 절연층이 필요하지 않다. 그러나, 응용에 따라. 그것이 일부 다른 구성 요소에 접촉하여 전기적 위험을 발생할 수 있기 때문에 가장 바깥쪽 코일 층을 노출시켜 두는 것은 바람직하지 않을 수 있다.
이러한 위험이 발생되는 것을 방지하기 위해, 도시된 예에서(도 2 및 3을 참조하라), 캡핑된(capping) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(CL)은 복수의 겹겹이 끼워넣어진(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 즉, 네스트(N7L) 주위에 배치된다. 이러한 캡 층(CL)의 목적은 가장 바깥쪽 코일 층과의 접촉을 방지하는 것이다.
또한, "나선형 피치" 용어의 사용은 나선형 패턴이 전체 나선형 패턴에 대해서 균일한 나선형 피치를 가질 것을 요구하지는 않는다. 일부 전자석 설계에서 특정 영역에서는 로컬 전기 필드를 증가시키기 위해 더 작은 피치를 및/또는 특정 영역에서는 로컬 전기 필드를 감소시키기 위해 더 큰 피치를 사용하는 것이 유리할 수 있으며, 이러한 변형이 고려된다. 유사한 고려 사항은 프리스탠딩 전기적 절연 권형층이 변동성 두께를 가지는 설계로 이어질 수 있다. 이 경우에, "로컬" 나선형 피치와 "로컬" 두께는 최근접-이웃(내층과 층간 모두) 나선형 권선 사이의 아크 또는 단락을 방지하기에 어디에서나 충분해야한다.
이미 알고 있는 바와 같이, 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 그 자체의 무게로 붕괴되지 않고, 도전성 와이어가 그것의 외부 주위에 감길 때 그 형상을 유지할 수 있는 기계적 특성을 가져야한다, 또한 이미 알고 있는 바와 같이, 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 통전(예를 들어, 최대 적용 전압에 의해 설정된)의 관심 영역에 대한 다층 전기 코일에 전기 아크 또는 단락을 방지하기 위한 절연체의 특성(충분한 두께와 결합하여)을 가져야 한다. 또한, 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 전기적으로 절연되어야 하며, 권형층(former layer)을 통한 전기적 전도는 통전의 관심 영역에 대하여 무시할 수 있을 만큼(예를 들어, 일부 실시 예에서 측정할 수 있는 한계 이하인 권형층에 수용할 수 있는 "누설 전류"로 정의되는) 낮음을 의미한다. 또 다른 재질 제한은 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 재질이 동작 온도(도시된 예의 방법에 의하여, 일부 원자로 응용에서는 적어도 300℃ 일 수 있고, 일부 원자로 응용에서는 적어도 350℃ 일 수 있다.)에서 문제의 품질 저하(degradation)를 피하기 위해 충분히 열저항적(heat resistant)이어야 한다는 것이다. 적합한 세라믹, 금속 또는 기타 선택된 재료에 대하여, 감싸인 권형층은 500℃ 이상의 온도에서 잘 동작해야 한다.
이러한 고려에 기초하여, 다양한 재질은 전기적 절연 권형층으로 사용하기에 적합한 것으로 식별될 수 있다. 일부 실시 예에서, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 세라믹 재질을 포함한다. 일부 실시 예에서, 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 지르코니아 강화된 알루미나(ZTA) 재질을 포함한다. 필요한 기계적, 전기적 및 열적 저항 특성을 가진 다양한 다른 재료 역시 고려된다. 선택적 캡핑(capping) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(CL)은 비록 그것이 다른(하지만 여전히 전기적으로 절연성이고 열 저항적인) 재료로 제조 될 수 있지만, 전기적 절연 권형층과 동일한 재질로 적절하게 만들어진다. 다른 재료로 만들어진 경우, 이러한 일부 실시 예에서, 캡 층(CL)은 프리스탠딩이 아니다.
상기 네스트(N7L)의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1, FL2, FL3, FL4, FL5, FL6, FL7)상의 도전성 와이어(W)의 권선의 패턴은 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위에 도전성 와이어를 감싼 네스트(N7L)의 모든 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 외부 주위를 나선형으로 감싼 와이어 층으로부터 다층 전기 코일 내부의 자기장에 대한 기여가 부가되도록 지향하는 나선형 패턴으로 나선형으로 감싸인 와이어 층을 형성하는 것이다. 일부 실시 예에서, 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 분리된 와이어로 감싸며, 그래서, 예를 들어 7층(겹)-네스트(N7L)의 경우에, 14개의 터미널 와이어(각 겹(층)에 두 개씩)가 있을 수 있고, 이 터미널 와이어들은 외부적으로 상호 연결될 수 있거나 및/또는 다층의 전기 코일 내부에 생성된 자기장을 부가적으로 결합시키기 위해 원하는 극성(polarity)의 전압을 각 겹(층)에 적용하기 위해 전압 소스와 연결될 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 상당한 양의 외부 와이어링과 그에 따른 외부 구성요소를 수반하는 불리함이 있다.
도시된 예에서, 도전성 와이어(W)는 네스트(N7L)의 모든 7겹(층)) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1, FL2, FL3, FL4, FL5, FL6, FL7) 주위에 감긴 단일한 도전성 와이어(W)이다. 이것이 작동하게 하기위하여, 감는 패턴은 일단 한 겹(층))이 감기면 와이어는 편리하게 네스트(N7L)의 다음겹(층))으로 확장되는 추가적인 제한을 만족시켜야 한다.
도 4를 참조하고 도 7 및 도8(제 2, 제 3의 권형층 (FL2, FL3)을 각각 나타내는)을 더 참조하여, 다층 코일 내부에 결합되는 자기장 기여(contribution)를 추가적으로 생성시키기 위하여 네스트(N7L)의 다수의 권형층 위에 단일한 와이어(W)를 계속 감는데 적합한 계속적인 감기 방법을 설명한다. 감기는 도 4, 7 및8에 개략적으로 점선 화살표로 표시된 감는 “점” A, B, C, D, E, F, G, H, I, J을 참조하여 설명한다. 도 4에 도시된 감는 점 A, B는 제1 의 적합한 감기를 설명한다. 이러한 감기는 네스트(N7L)의 제1 전기적 절연 권형층(FL1)의 외부를 제1 종단에서 맞은편 제 2 까지(즉, 도 4에 화살표로 나타낸(H+) 방향으로) 나선형 패턴으로 감음으로써 달성된다. 감는 점(A)은 권형층(FL1)를 감는 동안이고, 반면에 감는 점 B는 제 1 권형층(FL1)이 완전히 감기는 지점이다.
도 6은 완전히 감긴 제1 권형층(FL1)을 나타낸다. 감는 과정의 이 지점에, 실제로 도전성 와이어(W)가 풀리고있는 와이어 스풀(spool)로 가는 아래로 드리워지는 종단(E1) 및 (E2)가 있다. 여기서 상기 설명은 명백히 고정된 권형층(FL1) 주위에 감기고 있는 와이어(W)의 관점인 반면에, 일부 구현에서는 와이어 스풀을 고정 시킨 한편 권형층(FL1)을 회전함으로써 감기(winding)를 실행한다.
특별히 도7을 참조하면, 감기(winding)는 네스트(N7L)의 인접한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL2)의 제2 종단으로 계속되며, 인접한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL2)의 외부에 제2 종단으로부터 제1 종단까지, 즉, 제1 권형층(FL1) 감기의 반대 방향(H+)인 도 7에 개략적으로 나타낸 (H-)방향으로 나선형 패턴으로 감는다. 제2 권형층(FL2) 감기는 제1 권형층(FL1) 감기로부터 제2 권형층(FL2) 감기로의 과도기를 나타내는 감는 점C, D, (H-)방향으로 권형층(FL2) 감기를 나타내는 점(E), 및 제2 권형층(FL2)이 완전히 감기는 "끝" 점(F)에 의해 도7에 개략적으로 표시되어있다. 이 점(F)에서 와이어의 끝(다시, 실제로 와이어가 공급되는 도시되지 않은 와이어 스풀로 계속된다.)은 네스트의 제 1 종단에서 되돌아감을 알아야한다.
도 8을 특별히 참조하면, 와이어 감기는 다음(이 경우에는 제3) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL3)으로 계속된다. 감기는 네스트(N7L)의 인접한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL3)의 외부에 제2 종단으로부터 제1 종단까지 ,즉, 직전 권형층(즉, 제2) (FL2)(참고 도7, 도8) 감기의 반대 방향(H-)인 도 7에 나타낸 (H+)방향으로 나선형 패턴으로 감는다. 제3 권형층(FL3)의 감기는 제2 권형층(FL2) 감기로부터 제3 권형층(FL3) 감기로의 과도기를 나타내는 감는 점G, H, (H+)방향으로 권형층(FL3) 감기를 나타내는 점(I), 및 제3 권형층(FL3)이 완전히 감기는 "끝" 점 (J)에 의해 도8에 개략적으로 표시되어 있다.
이러한 감기 과정은 네스트(N7L)의 모든 7개의 권형층(FL1, FL2, FL3, FL4, FL5, FL6, FL7)이 단일한 와이어(W)에 의해 감싸일 때까지 각각의 이어지는 권형층으로 계속된다.
도 9을 참조하면, 겹겹이 끼워넣는(nesting) 과정은 또한 감기(winding) 동안 수행된다. 따라서, 동작(OP1)에서 도 4와 도 6을 참조하여 설명된 대로 제 1 권형층(FLl)을 감는다. 일단 이 제1 감기 동작(OP1)이 완료되면, 제1 권형층(FL1) (감긴 와이어를 포함하여)은 동작(OP2)에서 다음(즉, 제2) 권형층(FL2) 내부에 끼워넣어진다(nested). 제 2 권형층(그곳에 제1권형층 (FL1)을 끼워넣은 채로)을 도 7을 참조하여 동작(OP3)에서 설명한대로 감는다. 일단 이 제2 감기 동작(OP3)이 완료되면, 제2 권형층(FL1) (감긴 와이어를 포함하고, 제 1 권형층(FL1)을 내부에 끼워넣은 채로)은 동작(OP4)에서 다음(즉, 제3) 권형층(FL3) 내부에 끼워넣어진다(nested). 제3 권형층(FL3)(제2 및 제2 권형층을 내부에 끼워넣은 채로)을 그리고나서 도 8을 참조하여 설명한대로 동작(OP5)에서 감는다. 겹겹이 끼워넣기와 감싸기 동작은 네스트(N7L)의 모든 7개의 권형층(FL1, FL2, FL3, FL4, FL5, FL6, FL7)이 단일한 와이어(W)에 의해 감싸일 때 까지 각각의 이어지는 권형층으로 계속된다.
겹겹이 끼워넣기(nesting) 동작, 예를 들어 도시된 도9의 동작(OP2) 및 동작(OP3)에서, 내부의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 그 다음-외부 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(예를 들어, 네스팅 동작(OP2)에서 권형층(FL2) 내부에 끼워넣어진 권형층(FL1) 유지하기위하여)내에 위치시키고 유지하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있다; 네스팅 동작(OP4)에서 권형층(FL3)내부에 끼워넣어진 권형층(FL2)을 유지하기 위하여; 및 기타 등등. 일부 구현에서, 피팅(fitting)은 압축력 있게 유지될 만큼 충분히 조밀하다. 선택적으로 내부 권형층 주위에 감싸인 와이어는 이러한 압축 피트를 돕기 위한 압축적인 “오-링(O-ring)"타입 커플링으로서 역할을 한다. 다른 구현에서(미도시), 내부 권형층을 그 다음-외부 권형층 내부에 위치시키고 및/또는 유지하기 위하여 매치된 슬롯과 돌출부 또는 그와 유사한 것과 같은 짝을 이루는 요소(mating element)를 포함한다. 접착제 또한 고려된다; 그러나, 생성되는 전자석이 고온에서 또는 다른 극단적인 조건에서 동작하려면 접착제는 고온에서 또는 다른 극단적인 조건에서 효력이 유지되어야 한다. 감싸기/네스팅 과정 동안 네스트를 지지하기위해 프레임 또는 그와 유사한 것을 사용할 것과 최종 겹겹이 끼워넣은(nested) 조립품을　최종 전자석에 함께 안정되게 고정하기 위해 꺽쇠(clamp) 또는 그와 유사한 외부 요소를 채용하는 것 또한 고려된다.
감싸기 동작(OP1)의 끝에서 다음 감싸기 동작(OP3)의 시작으로 가는 것에서처럼, 또는 감싸기 동작(OP3)의 끝에서 다음 감싸기 동작(OP5)의 시작으로 가는 것에서처럼, 또는 등등의 권형층 사이에 와이어 감싸기 과도기(transitioning)에서, 각각의 그러한 트랜지션은 네스트에서 다음 권형층의 약간 더 큰 직경과 맞추기 위해 와이어를 “바깥쪽으로” 움직여야 한다. 선택적으로, 각 권형층(마지막 권형층(FL7)은 제외)“출구”에 와이어를 바깥쪽으로 기울어지게 하는 진입로 구조(ramping structure)를 포함한다 (즉, 제1 권형층의 경우에 감싸는 점(B) 에 가까운; 제2 권형층(FL2)의 경우에는 감싸는 점(F)에 가까운; 제3 권형층(FL3)의 경우에는 감싸는 점(J)에 가까운; 등등). 유사하게, 각 권형층은(제1 권형층(FL1)은 제외) 선택적으로 “입구”에(즉, 제2 권형층(FL2)의 경우에는 감싸는 점(C)에 가까운; 제3 권형층(FL3)의 경우에는 감싸는 점(G)에 가까운; 등등) 해당 겹(층)의 감싸기를 시작하기 위해 권형층 위에 와이어를 수용하는 것을 용이하게 하는 슬롯 또는 다른 구조를 포함한다;
도 10과 11을 참조하면, 도 4와 6-9를 참조하여 설명한 단일-와이어 감싸기 과정의 최종 결과는 권형층 주위를 감싼 와이어를 가진 다층의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 네스트이다. 도 10은 7개의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL1), (FL2), (FL3),(FL4)), (FL5),(FL6), (FL7)을 포함하고, 캡핑 층(CL)에 의해 캡(capped)된 제8의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 포함하는 변형 네스트(N8L)을 도해함으로써 권형층의 수는 설계 파라메터(design parameter)임을 도해하고 있다. 최종 전자석은 가장 바깥쪽 프리스탠딩 전기적 절연 권형층(FL8)을 감싸고 공급 와이어 스풀(미도시)로부터 와이어를 끊은 후 최종 엔드(end) 와이어에 해당하는 제1 엔드(E2′)를 포함한다. 도시된 예에 의해 7개 또는 8개의 권형층을 가진 도시된 예를 나타낸 한편, 겹(층)의 수는 디자인 파라메터이며, L=1( 단일한 겹(층), 캡핑 층이 있거나 혹은 없는 ) 또는 L=2 (두 개의 겹(층), 선택적으로 추가적인 캡핑을 가진)같은 작은 값도 고려됨을 이해해야 한다. 비슷한 방식으로, 겹(층)당 와인딩 수는 각 겹(층)에 대한 디자인 파라메터이며 전체로서의 전자석에 대한 디자인 파라메터이다.
결과적으로 생성되는 전자석은 권형층에 배치되는 코일 층에 의해 정의되는 다층 전기 코일을 포함한다. 전기적으로 통전될 때. 이 다층 전기 코일은 다층 코일 내부에 자기장을 발생시킨다. 도시된 권형층은 내부 캐비티(cavity) 또는 전자석이 물을 기본으로 하는 일차 냉각수(14)에 배치되면 에어-코어(air-core) 자석이 될 수 있는 개구부(opening)를 가진다. 도 10 및 11에 나타낸바와 같이, 내부 캐비티 또는 개구부는 선택적으로 생성된 자기장을 실질적으로 강화하는 강자성 요소(M)로 채워진다. 선택적으로, 강자성 요소(M)는 감싸기가 완료된 후에 삽입될 수 있다 - 대조적으로, 일반적으로 전자석은 강자성의 코어 주위에 직접 와이어를 감쌈으로 형성된다. 세라믹 또는 다른 전기 절연 재질의 권형층은 실질적으로 철, 강철, 또는 다른 강자성의 재질보다 밀도가 낮기 때문에, 고정된 쏘스 와이어 스풀을 채용하는 구현물 제조에서 이것은 감싸기 동안 스풀에 대하여 실질적으로 더 가벼운 무게 요소를 유리하게 회전시킬 수 있게 한다.
개시된 전자석은 전자석이 유용한 어떠한 응용에도 사용될 수 있으며, 개시된 전자석은 고온 환경, 화학적 부식성 환경, 방사능 환경 또는 종래의 와이어 절연이 품질이 저하 되거나 실패할 것 같은 다른 환경에 특히 응용 할 수 있다. 일부 구현에서, 전자석은 구리, 또는 은( 맨 와이어 용), 지르코니아 강화 알루미나(ZTA), 또는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 용으로는 다른 세라믹 재질 및 선택적으로 코어용의 강철 또는 다른 적합한 강자성 재료를 포함한다. 이러한 금속 및 ZTA를 포함하는 많은 세라믹 재질들은 고온, 부식성 화학 물질, 방사능 그리고 다른 극단적인 환경에 매우 내성이 강하다. 따라서, 개시된 전자석은 도 1에 도시된 원자로의 압력용기(12) 내부와 같은 극단적인 환경에 사용하기에 견고하다. 일반적으로 개시된 전자석은 솔레노이드(solenoid) 스위치 또는 솔레노이드-기반의 다른 장치, 전기 모터 또는 전기 모터를 포함하는 다른 장치 또는 기타 등등과 같은 전자석을 이용하는 어떠한 응용에도 사용될 수 있다.
도 12-14를 참조하면, 다중-폴 모터 고정자(ST)(multi-pole motor stator)가 도시되었으며, 각 고정자 폴은 본 발명에 개시된 와이로 감싸인 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 네스트를 포함하는 전자석(EM)에 의해 구현된다. 도시된 다중-폴 모터 고정자(ST)는 9개의 고정자 폴을 포함한다; 그러나, 일반적으로 임의의 개수의 모터 폴을 갖는 고정자는 비슷하게 구성될 수 있다.
도 12-14를 계속 참조하면, 도시된 다중-폴 모터 고정자(ST)는 강자성의 요크(Y)를 포함한다. 도 13의 부분 사시도에 도시된 변형 구현에서, 요크(Y)는 전자석(EM)의 전기 코일 내부에 배치된 통합 강자성 요소(M)을 포함한다. 도 14의 단부도(end view)에 나타낸 변형 구현에서, 전자석 (EM)의 전기 코일 내부에 배치된 강자성요소(M′)는 강자성 요크(Y)의 결합 슬롯 위에 장착하는 다브테일 피팅(dovetail fitting)을 포함한다. 도 14의 후반부 설계는 제조를 다음의 세 파트로 나눌 수 있어서 제조의 입장에서는 유리할 수 있다; (1)저기 코일을 형성하기 위해 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 감싸고 네스팅하기; (2)개별 강자성 코어-기반 전자석을 형성하기 위하여 각 전기 코일 속에 강자성 요소(M′)를 삽입하기; (3)다브테일 장착 피팅을 이용하여 요크(Y) 위에 개별 강자성 코어-기반 전자석 설치하기.
도 12-14에서 알 수 있듯이, 전자석 (EM)을 정의하는 권형층의 네스트는 9개의 전자석(EM)이 함께 가까이 피팅되어 9개의-폴 고정자(ST)를 원주형 배열로 구성할 수 있게 하는 쐐기형상(wedge shape)을 가진다. 도 3, 10 및 11을 다시 보면, 이 쐐기 형상은 연속으로 더 바깥쪽 권형층 (FL1), (FL2), (FL3), (FL4), (FL5), (FL6), (FL7) 및 선택적으로 (FL8)의 (H+)의 방향으로(또는, 여기서 동일하게,(H-)) 높이를 점차로 줄임으로써 적합하게 얻는다. 비슷한 방식으로 적합한 형상의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 사용하여 다른 전자석 형태도 얻을 수 있다. 에를 들어, 원통형 권형층을 사용하여 길게 연장된 원통형 솔레노이드를 형성할 수 있다.
도 15 및 16을 참조하면, 도시된 다중-폴(ST)은 전기 모터를 사용하는 다양한 장치에 사용할 수 있다. 도시된 예로서, 도 15는 도 1의 원자로의 CRDM(20)의 적합한 실시 예를 보여주는 한편, 도 16은 도 1의 원자로의 냉각수 펌프(26)의 적합한 실시 예를 보여준다. 이미 설명한 바와 같이, 장치(20), (26) 모두 일차 냉각수에 잠겨 일부 구현에서는 적어도 300℃, 및 일부 구현에서는 적어도 350℃의 높아진 동작 온도에서 일차 냉각수와 함께 동작한다.
도 15를 특별히 참조하면, 도시된 CRDM(20)에서 고정자(ST)는 회전할 수 있게 그리고 이동할 수 있게 고정된 위치에 장착되고, 리드스크류(72)와 누벼지는 연결(threaded connection)에 의해 결합되는 로터(70)를 회전시킨다. 리드스크류(72)는 적합한 기계적 정지(미도시)에 의해 회전할 수 없게 되지만, 그러나 이동 방향(74)으로 위/아래로 이동할 수있다. 결합된 효과는 다중-폴 고정자(ST)가 로터(70)를 회전시키기 위해 로터와 상호작용할 때, 모터가 리드스크류(72)를 이동 방향(74)을 따라 위 또는 아래로 이동하게 한다는 것이다. 리드스크류(72)의 하향 이동은 로터(70)를 한 방향으로(예를 들어, 시계 방향으로) 회전시킴으로써 달성되고, 반면에 리드스크류(72)의 상향 이동은 로터(70)를 반대 방향(예를 들어, 반시계 방향으로)으로 회전시킴으로써 달성된다. 제어봉(76)(도 15에 가상으로(phantom) 도시)은 중성자 흡수 물질을 포함한다. 제어봉(76)은 직접적 또는 간접적 커플링(coupling,연결기)(78)(도 15에 개략적으로 나타낸)에 의해 리드스크류(72)에 연결된다. 일부 구현에서 직접적 또는 간접적 커플링(78)은 복수의 제어봉이 동일한 리드스크류(72)에 연결되게 할 수 있는 스파이더 또는 다른 커플링 요소 또는 조립품을 통해서이다. 이러한 방법으로, 고정자(ST)와 로터(70)를 포함하는 전기 모터의 동작은 제어봉(76)을 위로 (즉, 원자로 노심(10) 밖으로) 또는 아래로(즉, 원자로 노심(10) 안으로) 구동하는 것이다.
고정자(ST)와 로터(70)를 포함하는 전기 모터는 실질적으로 돌출한 폴 모터, 영구자석, 브러쉬리스 DC 모터, 또는 기타 등등과 같은 임의의 유형의 전기 모터 일 수 있다. 실행된 특정 전기 모터는 고정자 전자석의 수와 배열 및 로터의 유형에 따라 다르다. 원자로 노심(10) 안으로 제어봉(76)을 삽입하는 양을 계속 (또는 계속에 준하게) 조정할 수 있는 회색 제어봉에 대하여, 고정자(ST)와 로터(70)를 포함하는 전기 모터는 이동 방향(74)를 따라 제어봉(76)의 정확한 포지셔닝울 실행하게 하는 스테퍼 모터(stepping motor)로서 적절히 동작한다. 도시되지는 않았지만, 일부 유형의 모터에서 로터는 본 발명에 개시된 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 네스트에 의해 지지되는 다층 전기 코일에 의해 또한 구현될 수 있는 전자석을 포함함을 알아야 한다.
제어봉 시스템은 도시되지 않은 다양한 변형을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현에서 리드스크류(72)와 로터(70) 사이에 누벼진 연결(threaded connection)은 리드스크류(72), 커플링(78)(예를 들어,스파이더) 및 제어봉(78)을 포함하는 조립품이 원자로 노심(10)을 향하여 중력을 받아 신속하게 떨어지게 허용하도록 분리할 수 있는 분리가능한 볼-너트(ball-nut) 형태이다. 그러한 신속한 투하는 원자로 노심(10)의 반응이 신속하게 꺼져야하는 냉각수 손실사고(LOCA), 또는 다른 비상사태 동안 유리하다.
도 16을 특별히 참조하면, 도시된 냉각수 펌프(26)에서 고정자(ST)는 회전할 수 있게 그리고 이동할 수 있게 고정된 위치에 장착되어 로터(80)를 회전시킨다. 로터(80)와 연결된 임펠러(82)는 일차 냉각수 흐름(14F)(도 16에 팬텀으로 그려진 큰 화살표로 개략적으로 나타낸)을 밀어내기 위해 로터(80)와 함께 회전한다. 도 1의 도시된 원자로 예에 나타낸 외부 환형(outer annulus)에 위치한 냉각수 펌프(26)에 대하여, 냉각수 펌프(26)에 의해 밀려난(또는 도움을 받은) 이 하향 냉각수 흐름(14F)은 도 1을 참조하여 본 발명의 도처에 설명된 압력용기(12) 내에 원하는 일차 냉각수의 순환을 촉진한다. 도 16의 펌프 응용에 대하여, 고정자(ST)와 로터(80)를 포함하는 전기 모터는 일반적으로 원하는 양의 일차냉각수 흐름(14F)을 생성하도록 선택된 지속적인 회전율로 임펠러(82)를 구동시키는 지속적으로 동작하는 모터이다.
바람직한 실시 예가 도시되고 설명되었다. 명백히, 앞선 상세한 설명을 읽고 이해하는 즉시 다른 사람들에게 변형과 수정이 발생할 수 있을 것이다. 그러한 모든 수정과 변형 또는 그것에 의한 동등물은 첨부된 청구 항 범위 내에 있는 한 본 발명에 포함되는 것으로 해석해야 한다.

Claims (38)

  1. 전자석(electromagnet)을 포함하는 장치에 있어서,
    전자석은;
    복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 및
    다층 전기 코일을 정의하는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감싼 도전성 와이어로 구성되며, 다층 코일의 인접한 겹(층)들은 사이에 낀 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 이격되고,
    여기서, 전기적으로 통전된 다층 전기 코일은 다층 전기 코일 내부에 자기장을 발생함을 특징으로 하는 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    다층 전기 코일 내부에 배치된 강자성 코어를 더 포함하는 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    강자성 코어는 복수의 겹겹이 끼워넣어진(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층과 도전성 와이어를 포함하는 전자석을 지지하는 지지대를 정의함을 특징으로 하는 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 전기적 절연을 가지지 않은 맨 도전성 와이어임을 특징으로 하는 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 전기적 절연을 가지지 않은 맨 구리 와이어임을 특징으로 하는 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 전기적 절연을 가지지 않은 맨 은 와이어임을 특징으로 하는 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 전기적 통전의 관심 영역에 대하여 이웃한 나선형 턴(turns)에 전기적 아크 또는 단락을 피하기 위해 효과적인 나선형 피치를 가지는 나선형 패턴으로 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감쌈을 특징으로 하는 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 감싸, 네스트의 모든 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 나선형으로 감싼 와이어 층으로부터 다층 전기 코일 내부의 자기장에 대한 기여가 부가되도록 지향하는 나선형 패턴으로 나선형으로 감싼 와이어 층을 형성함을 특징으로 하는 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 주위를 나선형으로 감싼 와이어 층은 네스트의 이웃한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 나선형으로 감싸인 하나 또는 두 개의 와이어층의 나선 축 방향과 반대의 나선 축 방향으로 감쌈을 특징으로 하는 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 전기적 절연 권형층의 외부의 주위로 정의되는 나선형 그루브(groove)를 포함하고, 도전성 와이어는 이격된 나선형 턴(turns)으로 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 외부 주위를 감싸고 나선형 그루브에 의해 유지됨을 특징으로 하는 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    도전성 와이어는 전기적 절연을 가지지 않은 맨 도전성 와이어이고; 및
    각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 맨 도전성 와이어의 이격된 나선형 턴(turns)을 포함하는 나선형 패턴으로 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위를 감싼 맨 도전성 와이어를 유지하는 전기적 절연 권형층의 외부 주위에 정의된 나선형 그루브를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 맨 도전성 와이어의 이격된 나선형 턴(turns)을 포함하는 나선형 패턴으로 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위를 감싼 맨 도전성 와이어를 유지하는 전기적 절연 권형층의 외부 주위에 정의된 나선형 그루브를 포함하고; 및
    상기 도전성 와이어는
    네스트의 제1 외부에 제1 종단에서 반대쪽 제2 종단까지 나선형으로 감싸고,
    네스트의 인접한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 제2 종단으로 계속되고,
    나선형 패턴으로 제2 종단에서 제1 종단까지 인접한 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부를 감쌈을 특징으로 하는 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 세라믹 재질을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 강화된 알루미나 지르코니아(ZTA) 재질을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 전자석은 복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 주위에 배치된 캡핑 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  16. 청구항 1에 있어서,
    로터와 고정자를 포함하는 전기 모터를 더 포함하고;
    여기서 상기 전자석은 고정자의 폴을 정의함을 특징으로 하는 장치.
  17. 청구항 16에 있어서,
    전기 모터의 고정자는 복수의 상기 전자석을 포함하는 다중-폴 고정자임을 특징으로 하는 장치.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 전기 모터의 고정자는 다수의 상기 전자석을 포함하고 복수의 전자석에 상응하는 복수의 강자성 폴을 포함하는 강자성 요크를 더 포함하는 다중-폴 고정자이고, 각각의 강자성 폴은 다중-폴 고정자의 고정자 폴을 정의하는 상응하는 전자석의 다층 전기 코일 내부에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
  19. 청구항 18에 있어서,
    강자성 요크는 다중-폴 고정자의 지지 프레임을 정의하고, 전자석은 강자성 요크의 상응하는 강자성 폴에 장착됨을 특징으로 하는 장치.
  20. 청구항 16에 있어서,
    제어봉 구동 메커니즘(CRDM)은 모터와 리드스크류를 포함하고, 상기 모터는 리드스크류와 연결 동작하여 리드스크류를 직선으로 구동하고 여기서 중성자 흡입물질을 포함하고 있는 제어봉은 리드스크류와 연결되어 원자로 노심 안으로 또는 밖으로 직선으로 구동됨을 특징으로 하는 장치.
  21. 청구항 16에 있어서,
    임펠러와 연결 동작하는 상기 모터를 포함하는 액체 펌프를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  22. 청구항 16에 있어서,
    원자로는 일차 냉각수를 포함하고 있는 압력용기와 압력용기 내에 배치된 원자로 노심을 포함하고 일차 냉각수를 적어도 300℃의 온도에서 유지하도록 동작하며; 및
    제어봉 구동 시스템(CRDM)은 일차 냉각수에 잠겨있고, 중성자 흡입물질(중성자 독극물)을 포함하고 있는 제어봉과 연결되어 동작하는 상기 CRDM은 원자로 노심의 안으로 또는 밖으로 제어봉을 직선으로 구동시킴을 특징으로 하는 장치.
  23. 청구항 16에 있어서,
    원자로는 일차 냉각수를 포함하고 있는 압력용기와 압력용기 내에 배치된 원자로 노심을 포함하고 일차 냉각수를 적어도 300℃의 온도에서 유지하도록 동작하며; 및
    일차 냉각수는 임펠러와 연결되어 동작하는 모터를 포함하고 상기 모터는 일차 냉각수에 잠겨 있고, 압력용기에서 일차냉각수를 순환시키도록 배치되거나 또는 일차 냉각수의 자연 순환을 돕도록 배치됨을 특징으로 하는 장치.
  24. 전자석을 포함하는 장치에 있어서,
    전자석은;
    복수의 겹겹이 끼워넣은(nested) 프리스탠딩 전기적 절연 권형층, 및
    복수의 이격된 도전성 나선형 권선 층을 포함하는 다층 전기 코일을 포함하며, 각각의 이격된 도전성 나선형 권선 층은 네스트의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 중 하나에 의해 지지되고;
    여기서 전기적으로 통전된 다층 전기 코일은 다층 전기 코일 내부에 자기정을 발생시킴을 특징으로 하는 장치.
  25. 청구항 24에 있어서,
    각각의 프리스탠딩 전기적 절연 권형층은 프리스탠딩 전기적 절연 권형층에 의해 지지되는 나선형 권선 층의 경로를 정의하는 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 외부 표면에 형성되는 그루브를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  26. 청구항 24에 있어서,
    전자석은 다층 전기 코일 내에 배치된 강자성 전자석 코어를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 전자석에 의해 정의되는 로터와 고정자를 포함하는 전기 모터를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  28. 청구항 27에 있어서,
    일차 냉각수를 포함하는 압력용기와 압력용기 내에 배치된 원자로 노심을 포함하고; 및
    적어도 300℃의 온도에서 일차 냉각수를 유지하도록 작동하는 원자로를 더 포함함을 특징으로 하는 장치.
  29. 청구항 28에 있어서,
    적어도 하나의 전기기계적 요소는 일차 냉각수 펌프를 포함함을 특징으로 하는 장치.
  30. 청구항 28에 있어서,
    적어도 하나의 전기기계적 요소는 제어봉 구덩 메커니즘(CRDM)을 포함함을 특징으로 하는 장치.
  31. 전자석(electromagnet)을 포함하는 장치 제조 방법에 있어서;
    (1)서로 이격된 나선형 감싸기의 나선형 턴으로 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감싸 제1 전기 코일 층을 형성하는 단계;
    (2)제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층을 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 내에 끼워넣어 네스트를 형성하는 단계;
    (3)서로 이격된 나선형 감싸기의 나선형 턴으로 다음 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 주위에 도전성 와이어를 나선형으로 감싸 다음 전기 코일 층을 형성하는 단계를 포함하며.
    여기서, 적어도 두 개의 전기 코일 층을 포함하는 다층 전기 코일은 적어도 동작(1), (2) 및 (3)을 포함하는 공정에 의해 형성됨을 특징으로 하는 방법.
  32. 청구항 31에 있어서,
    다층 전기 코일은 적어도 적어도 동작(1), (2) 및 (3)을 포함하는 공정에 의해 형성되고, 적어도 세 개의 전기 코일을 포함하는 다층 전기 코일을 형성하기 위하여 동작(2)와 (3)을 적어도 한 번 반복함을 특징으로 하는 방법.
  33. 청구항 32에 있어서,
    다층 전기 코일은 적어도 적어도 동작(1), (2) 및 (3)을 포함하는 공정에 의해 형성되고, 적어도 7 개의 전기 코일을 포함하는 다층 전기 코일을 형성하기 위하여 효과적인 동작(2)와 (3)을 복수로 반복함 더 포함함을 특징으로 하는 방법.
  34. 청구항 32에 있어서,
    다층 전기 코일을 형성한 후, 형성된 다층 전기 코일 내부에 강자성 코어를 배치하여 전자석을 형성함을 특징으로 하는 방법.
  35. 청구항 32에 있어서,
    원자로의 압력용기 내부에 전자석을 배치하고,
    원자로를 동작하여 압력용기 내부에 적어도 300℃의 온도를 발생시키며; 및
    압력용기 내부 온도를 적어도 300℃가 되게 한 채 압력용기 내부에 전자석을 동작시킴을 특징으로 하는 방법.
  36. 청구항 32에 있어서,
    적어도 500℃의 온도를 갖는 환경에서 전자석을 동작시킴을 특징으로 하는 방법.
  37. 청구항 32에 있어서,
    감싸기 동작은 동일한 도전성 와이어를 사용하여 각각의 다음 감싸기 동작은 이전 감싸기 동작이 완료되는 끝 지점에서 시작되고, 여기서 감싸기 동작은 다층 전기 코일이 전기적으로 통전될 때 모든 전기 코일 층이 다층 코일 내의 자기장에 부가적으로 기여한다는 그런 동일한 전기적 의미를 갖는 전기 코일 층을 형성하도록 수행됨을 특징으로 하는 방법.
  38. 청구항 31에 있어서,
    제1 감싸기 동작(1)은 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 제1 종단에서 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층의 제1 프리스탠딩 전기적 절연 권형층 반대편 제2종단까지 진행되고; 및
    제2 감싸기 동작(2)는 제1 감싸기 동작(1)에서 사용된 동일한 도전성 와이어를 사용하여 계속되며 제2 종단에서 제1 종단까지 진행됨을 특징으로 하는 방법.
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