一种耐高温电磁线圈骨架结构及其上的内骨架体和外壳体的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及反应堆控制棒驱动机构零部件设备领域，特别是涉及一种耐高温电磁线圈骨架结构及其上的内骨架体和外壳体。
【背景技术】
[0002]反应堆是核电站的核心部分，而反应堆的控制棒驱动机构(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CRDM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CRDM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CRDM电磁线圈必须具有耐温等级高、绝缘性能好、耐辐照、耐潮湿、抗震等特点。
[0003]长期以来，核电站CRDM电磁线圈组件的耐温等级最高只能达到250°C左右，而反应堆冷却剂的温度为300°C以上，所以在实际应用中只能强制通风对电磁线圈组件进行冷却才能保证CRDM的可靠运行，这就使得反应堆顶盖上部结构复杂化。
[0004]现有技术中为了使核电站CRDM电磁线圈组件对高温具有更好的耐受能力，本领域技术人员做了诸多努力，如本人的申请号为:CN201410500311.4，名称为: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的发明专利申请提供的技术方案，即能很好的解决现有技术中关于核电站CRDM电磁线圈组件对高温耐受力不足的问题。提出一种更为简单的电磁线圈骨架结构，是现有反应堆控制棒驱动机构结构优化课题中亟待解决的问题。
【实用新型内容】
[0005]针对上述核电站CRDM电磁线圈组件的耐温等级最高只能达到250°C左右，而反应堆冷却剂的温度为300°C以上，所以在实际应用中只能强制通风对电磁线圈组件进行冷却才能保证CRDM的可靠运行，这就使得反应堆顶盖上部结构复杂化，提出一种更为简单的电磁线圈骨架结构，是现有反应堆控制棒驱动机构结构优化课题中亟待解决的问题，本实用新型提供了一种耐高温电磁线圈骨架结构及其上的内骨架体和外壳体。
[0006]针对上述问题，本实用新型提供的一种耐高温电磁线圈骨架结构及其上的内骨架体和外壳体通过以下技术要点来达到目的:一种耐高温电磁线圈骨架结构，包括内骨架体和外壳体，所述外壳体的两端与内骨架体的两端相连，外壳体与内骨架体之间形成用于容置线圈绕组的空腔，且线圈绕组缠绕于内骨架体的外侧，所述内骨架体和外壳体为在20°C时电阻率不低于I Ω_2/ηι的金属。
[0007]长久以来，制约CRDM电磁线圈耐温等级提高的主要因素在于线圈骨架的材料和结构。现有的CRDM电磁线圈骨架大都采用玻璃纤维增强聚醚醚酮(PEEK)等高分子材料，在250°C高温下就会逐步软化失效。
[0008]具体的，以上20°C时电阻率不低于I QmmVm的金属指代的是:在20°C的温度下，长度为lm，截面积为I平方毫米的电阻值不小于I欧姆的金属，现有技术的金属材料中，满足以上要求的金属多为合金。这样，采用为金属材质的内骨架体和外壳体，替代现有为非金属材料的内骨架体和外壳体，不仅具有更好的机械强度，同时，以上金属相较于采用的非金属材料，还具有更好的耐腐蚀、抗氧化性，以上的金属也可工作在500°C及以上的温度环境中。故本实用新型采用了金属类材料构成电磁线圈骨架结构，根本上解决了线圈骨架结构在高温下软化失效的问题，可以大幅提升电磁线圈的耐高温性能。
[0009]同时以上为金属的内骨架体和外壳体，相较于本公司的申请号为:CN201410500311.4提供的技术方案，其具有更简单的结构，这样，本实用新型中提供的骨架结构，不仅制造加工工艺简单、同时较少的零部件装配关系可使得本骨架结构具有更低的故障率，利于保证反应堆控制棒驱动机构的正常运行。
[0010]但是金属材料制成的电磁线圈骨架在工作时会产生感生涡流，为了减小涡流对电磁线圈性能的影响，本实用新型对以上金属材料就行了进一步限定:本实用新型对采用满足电阻率要求的金属制作骨架结构，可以有效避免或减轻产生的涡流对线圈绕组的影响，保证CRDM电磁线圈正常工作。这样，采用这种骨架结构的耐高温电磁线圈如果使用在反应堆CRDM上，可以使得现有CRDM上所需的风冷装置被取消，使反应堆顶盖上部结构能够被简化。
[0011]作为以上耐高温电磁线圈骨架结构进一步的技术方案:
[0012]为提高电磁线圈的绝缘性能和整体强度，所述线圈绕组与外壳体之间还设置有灌封绝缘层。
[0013]作为一种具体的灌封绝缘层实现方案，所述灌封绝缘层为由绝缘漆、石英砂经真空浇注后并经过高温固化得到的筒状结构。
[0014]为提高电磁线圈的对地绝缘性能，所述内骨架体与线圈绕组之间还设置有对地绝缘层。
[0015]作为一种具体的对地绝缘层实现方案，所述对地绝缘层为耐高温绝缘层，所述耐高温绝缘层为云母绝缘材料、陶瓷绝缘材料、有机娃绝缘材料中的一种或几种。
[0016]作为一种具体的内骨架体和外壳体结构形式，所述内骨架体包括呈筒状的主体部，所述主体部的两端还设置有呈环状的外缘，所述外缘的轴线与主体部的轴线共线，所述夕卜壳体呈筒状，外壳体的两端分别与不同的外缘相连，且外壳体与外缘的连接方式为焊接、压接、铆接、粘结中的一种或几种。以上结构形式的内骨架体和外壳体结制造容易，连接时和连接后两者的相对位置便于保持，同时得到的空腔与现有线圈绕组外形匹配。优选若通过粘接相连，以上外缘的外径与外壳体的外径相等。若通过压接相连，外缘上设置宽度略小于外壳体壁厚的环形槽，以上环形槽的内径与外壳体的内径相等。若采用焊接，外缘的外径略大于外壳体的外径，以为焊缝预留位置。若采用铆接，在外壳体的端部设置折弯段或在外缘上设置折弯段。
[0017]所述空腔为密封腔。以上空腔为密封腔的结构设置，不仅可使电磁线圈的耐高温性能提高，而且由形成的封闭腔可以很好地保护线圈绕组及绝缘灌封层，明显提高了电磁线圈绝缘系统的整体强度，既可增强电磁线圈抗潮湿、抗震动的能力，又能长期有效地保持电磁线圈在高温下的完整性，消除了耐高温绝缘漆失效后绝缘灌封层结构散失的可能性，可以大幅度提高电磁线圈的耐温性能及使用寿命。
[0018]作为以上满足要求的金属的具体可选方案，所述金属为镍铬铁合金、铁铬铝合金、镍铬合金、康铜中的任意一种，作为本领域技术人员，以上金属不局限于以上公开的几种合金材料。
[0019]同时，基于上述对骨架结构的发明思路，本实用新型提供了一种电磁线圈的内骨架体，所述内骨架体为在20°C时电阻率不低于I Ω_2/ηι的金属。
[0020]同时，基于上述对骨架结构的发明思路，本实用新型提供了一种电磁线圈的外壳体，所述外壳体为在20°C时电阻率不低于I Ω_2/ηι的金属。
[0021]本实用新型具有以下有益效果:
[0022]1、本骨架结构中，采用为金属材质的内骨架体和外壳体，替代现有为非金属材料的内骨架体和外壳体，不仅具有更好的机械强度，同时，以上金属相较于采用的非金属材料，还具有更好的耐腐蚀、抗氧化性，以上的金属也可工作在500°C及以上的温度环境中。故本实用新型采用了金属类材料构成电磁线圈骨架结构，根本上解决了线圈骨架结构在高温下软化失效的问题，可以大幅提升电磁线圈的耐高温性能。
[0023]2、同时以上为金属的内骨架体和外壳体，相较于本公司的申请号为:CN201410500311.4提供的技术方案，其具有更简单的结构，这样，本实用新型中提供的骨架结构，不仅制造加工工艺简单、同时较少的零部件装配关系可使得本骨架结构具有更低的故障率，利于保证反应堆控制棒驱动机构的正常运行。
[0024]3、采用这种骨架结构的耐高温电磁线圈如果使用在反应堆CRDM上，可以使得现有CRDM上所需的风冷装置被取消，使反应堆顶盖上部结构能够被简化。
【附图说明】
[0025]图1是本实用新型所述的一种耐高温电磁线圈骨架结构一个具体实施例的结构剖视图；
[0026]图2是本实用新型所述的一种耐高温电磁线圈骨架结构一个具体实施例中，内骨架体的结构示意图；
[0027]图3是本实用新型所述的一种耐高温电磁线圈骨架结构一个具体实施例中，外壳体的结构示意图。
[0028]图中的标号分别代表:1、内骨架体，2、外壳体，3、线圈绕组，4、灌封绝缘层，5、对地绝缘层。
【具体实施方式】
[0029]下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型的结构不仅限于以下实施例。