一種耐高溫電磁線圈骨架結構及其上的內骨架體和外殼體的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及反應堆控制棒驅動機構零部件設備領域，特別是涉及一種耐高溫電磁線圈骨架結構及其上的內骨架體和外殼體。
【背景技術】
[0002]反應堆是核電站的核心部分，而反應堆的控制棒驅動機構(CRDM)可以提升、下插或保持控制棒在堆芯中的位置，用以控制反應堆的裂變速率，實現啟動、停止反應堆及堆功率的調節；在事故工況下CRDM還可快速下插控制棒(快速落棒)，使反應堆在短時間內緊急停堆，以保證安全。實現這些功能離不開CRDM電磁線圈組件，由于其特殊的工作環境和功能的至關重要，所以要求CRDM電磁線圈必須具有耐溫等級高、絕緣性能好、耐輻照、耐潮濕、抗震等特點。
[0003]長期以來，核電站CRDM電磁線圈組件的耐溫等級最高只能達到250°C左右，而反應堆冷卻劑的溫度為300°C以上，所以在實際應用中只能強制通風對電磁線圈組件進行冷卻才能保證CRDM的可靠運行，這就使得反應堆頂蓋上部結構復雜化。
[0004]現有技術中為了使核電站CRDM電磁線圈組件對高溫具有更好的耐受能力，本領域技術人員做了諸多努力，如本人的申請號為:CN201410500311.4，名稱為:電磁線圈絕緣結構及電磁線圈外包殼體及電磁線圈內骨架的發明專利申請提供的技術方案，即能很好的解決現有技術中關于核電站CRDM電磁線圈組件對高溫耐受力不足的問題。提出一種更為簡單的電磁線圈骨架結構，是現有反應堆控制棒驅動機構結構優化課題中亟待解決的問題。
【實用新型內容】
[0005]針對上述核電站CRDM電磁線圈組件的耐溫等級最高只能達到250°C左右，而反應堆冷卻劑的溫度為300°C以上，所以在實際應用中只能強制通風對電磁線圈組件進行冷卻才能保證CRDM的可靠運行，這就使得反應堆頂蓋上部結構復雜化，提出一種更為簡單的電磁線圈骨架結構，是現有反應堆控制棒驅動機構結構優化課題中亟待解決的問題，本實用新型提供了一種耐高溫電磁線圈骨架結構及其上的內骨架體和外殼體。
[0006]針對上述問題，本實用新型提供的一種耐高溫電磁線圈骨架結構及其上的內骨架體和外殼體通過以下技術要點來達到目的:一種耐高溫電磁線圈骨架結構，包括內骨架體和外殼體，所述外殼體的兩端與內骨架體的兩端相連，外殼體與內骨架體之間形成用于容置線圈繞組的空腔，且線圈繞組纏繞于內骨架體的外側，所述內骨架體和外殼體為在20°C時電阻率不低于I Ω_2/ηι的金屬。
[0007]長久以來，制約CRDM電磁線圈耐溫等級提高的主要因素在于線圈骨架的材料和結構。現有的CRDM電磁線圈骨架大都采用玻璃纖維增強聚醚醚酮(PEEK)等高分子材料，在250°C高溫下就會逐步軟化失效。
[0008]具體的，以上20°C時電阻率不低于I QmmVm的金屬指代的是:在20°C的溫度下，長度為lm，截面積為I平方毫米的電阻值不小于I歐姆的金屬，現有技術的金屬材料中，滿足以上要求的金屬多為合金。這樣，采用為金屬材質的內骨架體和外殼體，替代現有為非金屬材料的內骨架體和外殼體，不僅具有更好的機械強度，同時，以上金屬相較于采用的非金屬材料，還具有更好的耐腐蝕、抗氧化性，以上的金屬也可工作在500°C及以上的溫度環境中。故本實用新型采用了金屬類材料構成電磁線圈骨架結構，根本上解決了線圈骨架結構在高溫下軟化失效的問題，可以大幅提升電磁線圈的耐高溫性能。
[0009]同時以上為金屬的內骨架體和外殼體，相較于本公司的申請號為:CN201410500311.4提供的技術方案，其具有更簡單的結構，這樣，本實用新型中提供的骨架結構，不僅制造加工工藝簡單、同時較少的零部件裝配關系可使得本骨架結構具有更低的故障率，利于保證反應堆控制棒驅動機構的正常運行。
[0010]但是金屬材料制成的電磁線圈骨架在工作時會產生感生渦流，為了減小渦流對電磁線圈性能的影響，本實用新型對以上金屬材料就行了進一步限定:本實用新型對采用滿足電阻率要求的金屬制作骨架結構，可以有效避免或減輕產生的渦流對線圈繞組的影響，保證CRDM電磁線圈正常工作。這樣，采用這種骨架結構的耐高溫電磁線圈如果使用在反應堆CRDM上，可以使得現有CRDM上所需的風冷裝置被取消，使反應堆頂蓋上部結構能夠被簡化。
[0011]作為以上耐高溫電磁線圈骨架結構進一步的技術方案:
[0012]為提高電磁線圈的絕緣性能和整體強度，所述線圈繞組與外殼體之間還設置有灌封絕緣層。
[0013]作為一種具體的灌封絕緣層實現方案，所述灌封絕緣層為由絕緣漆、石英砂經真空澆注后并經過高溫固化得到的筒狀結構。
[0014]為提高電磁線圈的對地絕緣性能，所述內骨架體與線圈繞組之間還設置有對地絕緣層。
[0015]作為一種具體的對地絕緣層實現方案，所述對地絕緣層為耐高溫絕緣層，所述耐高溫絕緣層為云母絕緣材料、陶瓷絕緣材料、有機娃絕緣材料中的一種或幾種。
[0016]作為一種具體的內骨架體和外殼體結構形式，所述內骨架體包括呈筒狀的主體部，所述主體部的兩端還設置有呈環狀的外緣，所述外緣的軸線與主體部的軸線共線，所述夕卜殼體呈筒狀，外殼體的兩端分別與不同的外緣相連，且外殼體與外緣的連接方式為焊接、壓接、鉚接、粘結中的一種或幾種。以上結構形式的內骨架體和外殼體結制造容易，連接時和連接后兩者的相對位置便于保持，同時得到的空腔與現有線圈繞組外形匹配。優選若通過粘接相連，以上外緣的外徑與外殼體的外徑相等。若通過壓接相連，外緣上設置寬度略小于外殼體壁厚的環形槽，以上環形槽的內徑與外殼體的內徑相等。若采用焊接，外緣的外徑略大于外殼體的外徑，以為焊縫預留位置。若采用鉚接，在外殼體的端部設置折彎段或在外緣上設置折彎段。
[0017]所述空腔為密封腔。以上空腔為密封腔的結構設置，不僅可使電磁線圈的耐高溫性能提高，而且由形成的封閉腔可以很好地保護線圈繞組及絕緣灌封層，明顯提高了電磁線圈絕緣系統的整體強度，既可增強電磁線圈抗潮濕、抗震動的能力，又能長期有效地保持電磁線圈在高溫下的完整性，消除了耐高溫絕緣漆失效后絕緣灌封層結構散失的可能性，可以大幅度提高電磁線圈的耐溫性能及使用壽命。
[0018]作為以上滿足要求的金屬的具體可選方案，所述金屬為鎳鉻鐵合金、鐵鉻鋁合金、鎳鉻合金、康銅中的任意一種，作為本領域技術人員，以上金屬不局限于以上公開的幾種合金材料。
[0019]同時，基于上述對骨架結構的發明思路，本實用新型提供了一種電磁線圈的內骨架體，所述內骨架體為在20°C時電阻率不低于I Ω_2/ηι的金屬。
[0020]同時，基于上述對骨架結構的發明思路，本實用新型提供了一種電磁線圈的外殼體，所述外殼體為在20°C時電阻率不低于I Ω_2/ηι的金屬。
[0021]本實用新型具有以下有益效果:
[0022]1、本骨架結構中，采用為金屬材質的內骨架體和外殼體，替代現有為非金屬材料的內骨架體和外殼體，不僅具有更好的機械強度，同時，以上金屬相較于采用的非金屬材料，還具有更好的耐腐蝕、抗氧化性，以上的金屬也可工作在500°C及以上的溫度環境中。故本實用新型采用了金屬類材料構成電磁線圈骨架結構，根本上解決了線圈骨架結構在高溫下軟化失效的問題，可以大幅提升電磁線圈的耐高溫性能。
[0023]2、同時以上為金屬的內骨架體和外殼體，相較于本公司的申請號為:CN201410500311.4提供的技術方案，其具有更簡單的結構，這樣，本實用新型中提供的骨架結構，不僅制造加工工藝簡單、同時較少的零部件裝配關系可使得本骨架結構具有更低的故障率，利于保證反應堆控制棒驅動機構的正常運行。
[0024]3、采用這種骨架結構的耐高溫電磁線圈如果使用在反應堆CRDM上，可以使得現有CRDM上所需的風冷裝置被取消，使反應堆頂蓋上部結構能夠被簡化。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型所述的一種耐高溫電磁線圈骨架結構一個具體實施例的結構剖視圖；
[0026]圖2是本實用新型所述的一種耐高溫電磁線圈骨架結構一個具體實施例中，內骨架體的結構示意圖；
[0027]圖3是本實用新型所述的一種耐高溫電磁線圈骨架結構一個具體實施例中，外殼體的結構示意圖。
[0028]圖中的標號分別代表:1、內骨架體，2、外殼體，3、線圈繞組，4、灌封絕緣層，5、對地絕緣層。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，但是本實用新型的結構不僅限于以下實施例。