專利名稱：一種無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于壓水堆核電站領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法。
背景技術(shù)：
壓水堆核電站的控制棒棒位探測(cè)器作為控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(CRDM)的組成部分，是棒位探測(cè)信號(hào)的來(lái)源。如圖1所示，壓水堆控制棒處在高溫高壓的壓力殼內(nèi)，它的位置只能間接地測(cè)量，探測(cè)棒位的傳感器(即棒位探測(cè)器)安裝在棒位行程套管承壓殼的外壁，利用電磁感應(yīng)原理將棒的機(jī)械位移量轉(zhuǎn)換成電量，經(jīng)過(guò)處理后送實(shí)際棒位指示器和其它的報(bào)警裝置，以監(jiān)視控制棒的實(shí)際位置。棒位探測(cè)器采用“差動(dòng)變壓器型”傳感器，離散的各個(gè)獨(dú)立線圈編組成六位葛雷碼，即每一位碼的線圈依次順向，反向成對(duì)聯(lián)接起來(lái)。探測(cè)器的葛雷碼脈沖信號(hào)經(jīng)整形后如圖2所示。控制棒全行程為2. 8m，兩個(gè)獨(dú)立線圈之間的中心距離為7cm，線圈寬度為2 cm，共有40個(gè)獨(dú)立線圈，加之上下兩端各增加一個(gè)補(bǔ)償線圈總共有42個(gè)線圈，補(bǔ)償線圈只繞初級(jí)，不繞次級(jí)。補(bǔ)償線圈的作用是補(bǔ)償差動(dòng)變壓器兩端感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的端部效應(yīng)。如圖3所示，棒位探測(cè)器的主要由線圈骨架4、繞在線圈骨架4外的初級(jí)線圈5、繞在初級(jí)線圈5的次級(jí)線圈6，與次級(jí)線圈6相連接的線圈引線2、與線圈引線2連接的插座 1和套在次級(jí)線圈6外的屏蔽套管組件7組成。如圖4所示，線圈繞組包括線圈骨架4、繞在線圈骨架4外的初級(jí)線圈5、繞在初級(jí)線圈5的次級(jí)線圈6和與次級(jí)線圈6相連接的線圈引線2。在國(guó)產(chǎn)核電機(jī)組的棒位探測(cè)器中，最初的棒位探測(cè)器的主要制造工藝及弱點(diǎn)(1) 分四段繞制，每段中僅初級(jí)線圈無(wú)連接點(diǎn)繞制，而次級(jí)線圈的每個(gè)線圈單獨(dú)繞制，再用線圈接長(zhǎng)引接線互相連接(2X40個(gè)斷點(diǎn))，加上段與段之間的連接(9X3個(gè)斷點(diǎn))和插頭與線圈接長(zhǎng)引接線的連接(9X1個(gè)斷點(diǎn))，因此連接點(diǎn)多，每臺(tái)棒位探測(cè)器高達(dá)116個(gè)點(diǎn)。(2)插頭引接線與線圈接長(zhǎng)引接線的斷點(diǎn)采用錫焊連接，線圈接長(zhǎng)引接線與線圈之間的斷點(diǎn)采用銀焊連接，兩處的耐高溫和耐輻射性能都很差，幾個(gè)燃料循環(huán)下來(lái)焊點(diǎn)出現(xiàn)了氧化變黑、變脆、輕輕一碰就斷的現(xiàn)象。( 連接點(diǎn)的絕緣處理不徹底，焊接點(diǎn)的小毛刺刺破套管使絕緣下降。(4)連接點(diǎn)的絕緣材料選料不過(guò)關(guān)，時(shí)間長(zhǎng)了脆化脫落。由于制造加工工藝的限制，經(jīng)過(guò)近十年運(yùn)行后，秦山核電一期棒位探測(cè)器出現(xiàn)了嚴(yán)重的絕緣下降和斷線現(xiàn)象。斷線主要集中在插頭引接線與線圈接長(zhǎng)引接線的連接錫焊處和線圈接長(zhǎng)引接線與線圈之間的連接銀焊處。針對(duì)上述原因，秦山核電一期不得不整批更換備件。備件制造中作了如下工藝改進(jìn)(1)線圈分四段繞制，每段中的初、次級(jí)均為一次繞制完成，然后連接成整體，大大減少了內(nèi)部的連接點(diǎn)數(shù)，連接點(diǎn)減少到36個(gè)。( 插頭引接線與線圈接長(zhǎng)引接線的連接和線圈接長(zhǎng)引接線與線圈之間的連接均采用冷壓式，使接頭接觸電阻小，連接強(qiáng)度加大。以上改進(jìn)措施雖在某種程度上提高了棒位探測(cè)器的可靠性， 但要維持到電站壽期，如40年，仍然很難達(dá)到。棒位探測(cè)器在高溫高輻射環(huán)境下長(zhǎng)期工作，其線圈內(nèi)部連接點(diǎn)的可靠性和絕緣性仍得不到保證。但是僅幾年的時(shí)間秦山核電 期剛更換上去的多臺(tái)棒位探測(cè)器出現(xiàn)了嚴(yán)重的絕緣下降，導(dǎo)致設(shè)備不可用。拆開(kāi)棒位插頭發(fā)現(xiàn)插頭的引線壓接處使用的熱縮套管在高溫環(huán)境中(電站主系統(tǒng)處于熱態(tài)時(shí))進(jìn)一步收縮、變薄，加上接線盒較小，盒內(nèi)引線擁擠，與金屬內(nèi)壁接觸得很緊，引起棒位線圈對(duì)地絕緣下降。當(dāng)時(shí)立即對(duì)插頭的引線壓接處進(jìn)行了臨時(shí)處理，對(duì)壓接處用聚酰亞胺膠帶進(jìn)行了多層包扎處理，起到了加強(qiáng)絕緣和耐磨的作用。為此檢修人員在高溫高輻射的環(huán)境下?lián)屝蘖巳欤彩闺娬静⒕W(wǎng)發(fā)電推后了三天，給電站造成了大的經(jīng)濟(jì)損失。國(guó)內(nèi)或出口到國(guó)外的壓水堆核電站的控制棒棒位探測(cè)器均采用了相同的加工工藝，隨著時(shí)間的推移，其線圈內(nèi)部連接點(diǎn)由于熱老化和輻射效應(yīng)的原因，內(nèi)部絕緣下降和線圈斷線在電站運(yùn)行期間隨時(shí)可能會(huì)發(fā)生，如出口到巴基斯坦的CHASHMA#1機(jī)組、秦山核電二期有關(guān)機(jī)組的棒位探測(cè)器均出現(xiàn)過(guò)類似的問(wèn)題，嚴(yán)重威脅電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種壓水堆核電站繞組無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法解決了在棒位探測(cè)器高溫和高輻射的環(huán)境下絕緣下降和線圈斷線的現(xiàn)象，使其工作壽命高達(dá)40年。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案一種壓水堆核電站繞組無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法包括以下步驟
(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；
(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線速度，按照A-B-F -E-C -D的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；
(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；
(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；
(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩次真空浸
漆；
所述的步驟( 還可以按照A-B -E-F -C -D的相位順序依次纏繞次級(jí)線圈。所述的數(shù)控繞線機(jī)為XFR-IC可編程自動(dòng)繞線機(jī)。所述的數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)優(yōu)選設(shè)為4圈，繞線轉(zhuǎn)速優(yōu)選設(shè)為5 5r/min。所述的步驟(3)和步驟(5)中的兩次真空浸漆工藝的步驟為①白坯預(yù)烘，溫度 WOoC、時(shí)間0. 5小時(shí)；②一次浸漆，溫度65 700C和時(shí)間0. 2小時(shí)；③滴漆烘干，溫度 155 - 165 aC、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度65 70°C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度 155 165 0C、時(shí)間3小時(shí)。本發(fā)明的有益技術(shù)效果在于為保證繞制的各槽圈數(shù)及總?cè)?shù)的正確性，尤其是<2位巾0. 31mm的漆包線30000圈無(wú)斷點(diǎn)這一要求非常關(guān)鍵，設(shè)定了數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)(逐步由慢到快的圈數(shù))及合適的轉(zhuǎn)速，達(dá)到了整個(gè)棒位探測(cè)器的無(wú)斷點(diǎn)繞制。控制棒棒位探測(cè)器線圈采用整體繞制法，克服了原來(lái)連接點(diǎn)多達(dá)36個(gè)點(diǎn)的弱點(diǎn)；同時(shí)，線圈選用耐高溫抗輻照材料，對(duì)探測(cè)器線圈及探測(cè)器整體采用二次真空浸漆絕緣處理，使得控制棒棒位探測(cè)器的耐熱等級(jí)超過(guò)200aC，輻照累積劑量為1.9X106Gy，比原來(lái)棒位探測(cè)器要求允許的累計(jì)輻射劑量2X105Gy高出一個(gè)數(shù)量級(jí)；線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線均為銅材， 在同種材料間進(jìn)行電阻熔化焊焊接，使連接更可靠，克服了原來(lái)連接點(diǎn)采用銀焊，時(shí)間長(zhǎng)了導(dǎo)致氧化變黑、變脆的缺點(diǎn)；插頭連接處共有三層熱縮套管保護(hù)，密封性好(抗氧化)、強(qiáng)度高、耐輻照、耐高溫。徹底解決了在棒位探測(cè)器高溫和高輻射的環(huán)境下線圈斷線和絕緣下降的現(xiàn)象，使其工作壽命超過(guò)40年，保證壓水堆核電站的長(zhǎng)期安全穩(wěn)定運(yùn)行。


圖1為壓水堆核電站控制棒棒位探測(cè)原理圖； 圖2為六位葛雷碼波形圖3為棒位探測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為線圈組件結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為棒位探測(cè)器整體繞制示意圖。圖中1.插座；2.線圈引線；3.彈簧；4.線圈骨架；5.初級(jí)線圈；6.次級(jí)線圈； 7.屏蔽套管組件；8.數(shù)控繞線機(jī)；9.專用繞線工裝。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖5所示，將棒位探測(cè)器套裝在數(shù)控繞線機(jī)8的專用繞線工裝9外。棒位探測(cè)器全長(zhǎng)有3米，線圈繞組按功能分為初級(jí)線圈與次級(jí)線圈兩部分。初級(jí)線圈有1個(gè)繞組、次級(jí)線圈一共有6個(gè)相位繞組。線圈材料為聚酰亞胺漆包線。初級(jí)線圈線徑為巾1. 25mm,有40個(gè)初級(jí)線槽，每個(gè)線槽繞線39圈，另外加上兩個(gè)補(bǔ)償線圈線槽，每個(gè)補(bǔ)償線圈線槽繞線68圈，共42個(gè)線槽，繞線1696圈。如圖2所示，次級(jí)線圈分A、B、C、D、 E、F六個(gè)相位繞組，線徑均為巾0. 31mm，每個(gè)繞組對(duì)應(yīng)的槽位個(gè)數(shù)分別為20、10、5、3、1、1， 共40個(gè)線槽，每個(gè)線槽繞線1500圈，其中最困難的是A位線圈，有20槽共繞30000圈。實(shí)施例1
一種壓水堆核電站繞組無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法包括以下步
驟
(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；數(shù)控繞線機(jī)為XFR-IC可編程自動(dòng)繞線機(jī)， 該數(shù)控繞線機(jī)能夠自動(dòng)計(jì)數(shù)
器，以保證繞制線圈圈數(shù)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速，按照A-B-F-E-C-D或者A-B-E-F-C-D 的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；
設(shè)定了數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速繞線機(jī)起動(dòng)圈數(shù)(由靜止到正常轉(zhuǎn)速) 盡量多，優(yōu)選設(shè)為4圈；繞線轉(zhuǎn)速也盡量低，優(yōu)選設(shè)為5 Sr/min ο
(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；兩次真空浸漆工藝的步驟為
①白坯預(yù)烘，溫度WOoC、時(shí)間0. 5小時(shí)；②一次浸漆，溫度65°C和時(shí)間0. 2小時(shí)；③滴漆烘干，溫度1 55 °C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度65 °C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度 1 55°C、時(shí)間3小時(shí)。(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；
(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩真空浸漆；
5兩次真空浸漆工藝的步驟為
①白坯預(yù)烘，溫度1000C、時(shí)間0.5小時(shí)；②一次浸漆，溫度65°C和時(shí)間0. 2小時(shí)；③滴漆烘干，溫度155°C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度65 aC、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度 155 0C、時(shí)間3小時(shí)。實(shí)施例2
一種壓水堆核電站繞組無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法包括以下步
驟
(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；
數(shù)控繞線機(jī)為XFR-IC可編程自動(dòng)繞線機(jī)，該數(shù)控繞線機(jī)能夠自動(dòng)計(jì)數(shù)器，以保證繞制線圈圈數(shù)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速，按照A-B-F-E-C-D或者A-B -E-F -C -D的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；
設(shè)定了數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速繞線機(jī)起動(dòng)圈數(shù)(由靜、止到正常轉(zhuǎn)速)盡量多，優(yōu)選設(shè)為4圈；繞線轉(zhuǎn)速也盡量低，優(yōu)選設(shè)為5 5r/mino
(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；兩次真空浸漆工藝的步驟為①白坯預(yù)烘，溫度100°C、時(shí)間0. 5小時(shí)；②一次浸漆，溫度67. 5。C和時(shí)間0. 2 小時(shí)；⑧滴漆烘干，溫度160°C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度67. 5°C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度160。C、時(shí)間3小時(shí)。(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；
(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩次真空浸漆；兩次真空浸漆工藝的步驟為
②白坯預(yù)烘，溫度100°C、時(shí)間0.5小時(shí)；②一次浸漆，溫度67. 5°C和時(shí)間0. 2小時(shí)；⑧ 滴漆烘干，溫度160°C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度67. 5
°C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度160°C、時(shí)間3小時(shí)。實(shí)施例3
一種壓水堆核電站繞組無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法包括以下步驟
(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；
數(shù)控繞線機(jī)為XFR-IC可編程自動(dòng)繞線機(jī)，該數(shù)控繞線機(jī)能夠自動(dòng)計(jì)數(shù)器，以保證繞制線圈圈數(shù)計(jì)數(shù)準(zhǔn)確。(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速，按照A-B-F-E-C-D或者A-B-E-F -C-D的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；
設(shè)定了數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線轉(zhuǎn)速繞線機(jī)起動(dòng)圈數(shù) < 由靜止到正常轉(zhuǎn)速)盡量多，優(yōu)選設(shè)為4圈；繞線轉(zhuǎn)速也盡量低，優(yōu)選設(shè)為55 r/min。(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；兩次真空浸漆工藝的步驟為
①白坯預(yù)烘，溫度100°c、時(shí)間0. 5小時(shí)；②一次浸漆，溫度70°C和時(shí)間0. 2小時(shí)；③滴漆烘干，溫度165°C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度70°C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度 165°C、時(shí)間3小時(shí)。
(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；
(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩次真空浸漆；兩次真空浸漆工藝的步驟為
①白坯預(yù)烘，溫度100°C、時(shí)間0. 5小時(shí)；②一次浸漆，溫度70°C和時(shí)間 0. 2小時(shí)；③滴漆烘干，溫度1 65°C、時(shí)間3小時(shí)；④二次浸漆，溫度70°C、時(shí)間0. 2小時(shí)；⑤滴漆烘干，溫度165°C、時(shí)間3小時(shí)。插頭1連接處的絕緣材料選用德國(guó)瑞倪公司生產(chǎn)的耐輻照、耐高溫?zé)峥s套管，縮
封三層。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線速度，次級(jí)線圈分A、B、C、D、E、F六個(gè)相位繞組， 按照A-B -F-E-C-D的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩次真空浸漆。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，其特征在于 所述的步驟(2)還可以按照A-B-E-F-C-D的相位順序依次纏繞次級(jí)線圈；所述的數(shù)控繞線機(jī)為XFR-IC可編程自動(dòng)繞線機(jī)；所述的數(shù)控繞線機(jī)合適的啟動(dòng)圈數(shù)優(yōu)選設(shè)為4圈，繞線轉(zhuǎn)速優(yōu)選設(shè)為55 r/min。
全文摘要
發(fā)明屬于壓水堆核電站領(lǐng)域，具體公開(kāi)一種無(wú)連接點(diǎn)棒位探測(cè)器線圈整體繞制方法，該方法包括以下步驟(1)使用數(shù)控繞線機(jī)將初級(jí)線圈一次繞出；(2)設(shè)定數(shù)控繞線機(jī)的啟動(dòng)圈數(shù)和繞線速度，按照A-B-F-E—C-D或者A-B-E-F-C-D的相位順序一次繞出各位次級(jí)線圈；(3)采用整體兩次真空浸漆工藝將棒位探測(cè)器線圈繞組整體浸漆；(4)將線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間進(jìn)行電阻熔化焊焊接；(5)套上有機(jī)硅套管后，對(duì)線圈繞組與線圈接長(zhǎng)引接線之間的連接點(diǎn)進(jìn)行兩次真空浸漆。本發(fā)明的方法解決了在棒位探測(cè)器高溫和高輻射的環(huán)境下絕緣下降和線圈斷線的現(xiàn)象，使其工作壽命高達(dá)40年。
文檔編號(hào)H01F41/06GK102479613SQ20101055436
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
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