一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)及其上的內(nèi)骨架和外殼體的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)零部件設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)及其上的內(nèi)骨架和外殼體。
【背景技術(shù)】
[0002]反應(yīng)堆是核電站的核心部分，而反應(yīng)堆的控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)(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(yīng)堆的裂變速率，實(shí)現(xiàn)啟動、停止反應(yīng)堆及堆功率的調(diào)節(jié);在事故工況下CRDM還可快速下插控制棒(快速落棒)，使反應(yīng)堆在短時間內(nèi)緊急停堆，以保證安全。實(shí)現(xiàn)這些功能離不開CRDM電磁線圈組件，由于其特殊的工作環(huán)境和功能的至關(guān)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(diǎn)。
[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(dá)到250 °C左右，而反應(yīng)堆冷卻劑的溫度為300°C以上，所以在實(shí)際應(yīng)用中只能強(qiáng)制通風(fēng)對電磁線圈組件進(jìn)行冷卻才能保證CRDM的可靠運(yùn)行，這就使得反應(yīng)堆頂蓋上部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)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(lǐng)域技術(shù)人員做了諸多努力，如申請?zhí)枮?<吧01410500311.4，名稱為:電磁線圈絕緣結(jié)構(gòu)及電磁線圈外殼體及電磁線圈內(nèi)骨架的實(shí)用新型專利申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案，可以提升核電站CRDM電磁線圈組件對高溫的耐受力，但還存在其他不足。針對耐高溫CRDM電磁線圈組件作進(jìn)一步研究，以優(yōu)化CRDM的動作特性并適應(yīng)超高壽命CRDM的新要求，是現(xiàn)有反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動機(jī)構(gòu)改進(jìn)的重要方向。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]針對上述對耐高溫CRDM電磁線圈組件作進(jìn)一步研究，以優(yōu)化CRDM的動作特性并適應(yīng)超高壽命CRDM的新要求，本實(shí)用新型提供了一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)及其上的內(nèi)骨架和外殼體。
[0006]針對上述問題，本實(shí)用新型提供的一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)及其上的內(nèi)骨架和外殼體通過以下技術(shù)要點(diǎn)來達(dá)到目的:一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)，包括均呈筒狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)骨架和外殼體，所述外殼體與內(nèi)骨架之間形成用于容置線圈繞組的環(huán)狀空腔，且內(nèi)骨架位于外殼體的內(nèi)孔內(nèi)；
[0007]所述內(nèi)骨架和外殼體均包括材質(zhì)為金屬的主體部分和設(shè)置于主體部分上的斷流槽，內(nèi)骨架上的斷流槽貫穿內(nèi)骨架的內(nèi)、外壁面及前、后端面，外殼體上的斷流槽貫穿外殼體的內(nèi)、外壁面及前、后端面，內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽均至少為兩條，且內(nèi)骨架上的斷流槽均勻分布于內(nèi)骨架上，外殼體上的斷流槽均勻分布于外殼體上，所述斷流槽中均設(shè)置有絕緣連接條。
[0008]本方案中，內(nèi)骨架和外殼體為金屬的主體部分和開設(shè)在主體部分上的斷流槽組成內(nèi)骨架和外殼體的筒形結(jié)構(gòu)，內(nèi)骨架與外殼體之間的間隙用于安裝線圈繞組，在線圈繞組工作時，內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽用于在內(nèi)骨架和外殼體上將內(nèi)骨架和外殼體切斷，即斷流槽即為開設(shè)于內(nèi)骨架或外殼體上、用于將內(nèi)骨架或外殼體截?cái)嗟牟?，以避免其上產(chǎn)生感應(yīng)渦流。即內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽貫穿內(nèi)骨架或外殼體的內(nèi)、外壁面及前、后端面，內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽均至少為兩條的技術(shù)方案旨在實(shí)現(xiàn):內(nèi)骨架和外殼體各自上的斷流槽有幾條，則將內(nèi)骨架和外殼體的主體部分分割為幾條弧形金屬板，弧形金屬板之間通過絕緣連接條連接，使得內(nèi)骨架和外殼體整體為筒狀結(jié)構(gòu)，這樣以上內(nèi)骨架和外殼體的結(jié)構(gòu)，在不能形成感應(yīng)渦流回路的同時，還便于各自的形狀保持。
[0009]現(xiàn)有核電站CRDM中的電磁線圈，其骨架都為高分子非金屬材料壓注成形的封閉環(huán)型圈。但由于高分子材料的耐高溫性能不佳，使得整個線圈的耐溫等級通常只能達(dá)到250°C左右。為了克服這一弱點(diǎn)，出現(xiàn)了采用金屬骨架的高溫線圈，但其只設(shè)置一條斷流槽的方法對CRDM的動作特性具有一定負(fù)面影響:以此類骨架繞制成的線圈生產(chǎn)的磁場存在一定的不對稱性，導(dǎo)致磁場容易產(chǎn)生不對稱的電磁分力，使得CRDM內(nèi)部運(yùn)動零件在軸向運(yùn)動的同時產(chǎn)生徑向旋轉(zhuǎn)的趨勢，增大了與防轉(zhuǎn)擋塊之間的阻力，長期運(yùn)動后容易出現(xiàn)偏磨、局部過度磨損等現(xiàn)象，從而使得CRDM的運(yùn)動性能變差。
[0010]本方案中，采用內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽均至少為兩條，且內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽均均勻分布于內(nèi)骨架或外殼體上的技術(shù)方案，可使得電磁線圈工作時產(chǎn)生的磁場由內(nèi)骨架或外殼體穿出后完全均勻，達(dá)到削弱或消除CRDM內(nèi)部運(yùn)動零件在軸向運(yùn)動時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的趨勢，從而達(dá)到減輕或避免偏磨、減輕或避免局部過度磨損等技術(shù)效果，達(dá)到提高CRDM運(yùn)動性能的目的。
[0011]更進(jìn)一步的技術(shù)方案為:
[0012]由于內(nèi)骨架作為電磁線圈繞組的固定基體，其在安裝和使用時均只需要作為一個筒體狀的整體結(jié)構(gòu)，作為一種具體的便于內(nèi)骨架制造的內(nèi)骨架技術(shù)方案，所述內(nèi)骨架上的絕緣連接條為灌封或鑲嵌于內(nèi)骨架上斷流槽內(nèi)的絕緣條。
[0013]由于外殼體作為電磁線圈繞組的保護(hù)部件，其應(yīng)該在安裝線圈繞組后，再裝配于電磁線圈繞組的外側(cè)，作為一種便于外殼體安裝的外殼體技術(shù)方案，所述外殼體上各條斷流槽兩側(cè)的外殼體上均設(shè)置有卡槽或卡凸，所述卡槽或卡凸的長度方向均平行于外殼體的軸向方向，卡槽或卡凸均起始于外殼體的端部，所述外殼體上的絕緣連接條為連接外殼體上同一條斷流槽兩側(cè)外殼體上的卡槽或卡凸的絕緣卡條。以上結(jié)構(gòu)中，通過絕緣卡條對對應(yīng)卡槽或卡凸的約束，完成外殼體各部分的組合，而移除上述約束后，外殼體各部分相分離。
[0014]為使得線圈繞組工作時，完全消除磁場在徑向產(chǎn)生不對稱的電磁分力，所述內(nèi)骨架上的斷流槽的數(shù)量與外殼體上的斷流槽的數(shù)量成倍數(shù)關(guān)系，所述倍數(shù)的數(shù)值為正整數(shù)。通過以上對內(nèi)骨架和外殼體上斷流槽的數(shù)量限定，在電磁線圈繞組各徑向方向，不均勻的電磁分力相互抵消，可達(dá)到完全消除因?yàn)殡姶啪€圈產(chǎn)生磁場不對稱引入的偏磨、局部過度磨損、防轉(zhuǎn)擋塊上產(chǎn)生應(yīng)力的情況發(fā)生。
[0015]作為電磁線圈產(chǎn)生完全均勻磁場的技術(shù)方案，所述內(nèi)骨架上的斷流槽的數(shù)量與外殼體上的斷流槽的數(shù)量相等，內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽位置一一對應(yīng)，所述一一對應(yīng)為該內(nèi)骨架上的斷流槽和外殼體上的斷流槽位于電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)的同一徑向方向上。
[0016]作為內(nèi)骨架與外殼體的具體連接形式，所述內(nèi)骨架的兩端均設(shè)置有呈環(huán)狀的外緣，所述外緣的軸線與主體部的軸線共線，外緣的內(nèi)孔與內(nèi)骨架端部相連，內(nèi)骨架上的斷流槽延伸至外緣的端部，所述外殼體的外徑不大于外緣的外徑，外殼體卡設(shè)于兩個外緣之間，且各外緣與對應(yīng)外殼體的端部之間均設(shè)置有絕緣層。以上連接形式中，內(nèi)骨架和外殼體的相對位置可很好的固定，利于電磁線圈長久保持良好的工作性能。
[0017]為盡可能的保護(hù)電磁線圈繞組，所述環(huán)狀空腔為封閉結(jié)構(gòu)。
[0018]為便于加工和制造，所述內(nèi)骨架和外殼體上的斷流槽的長度方向平行于內(nèi)骨架或外殼體的軸向方向。以上結(jié)構(gòu)可通過采用內(nèi)徑不同的金屬筒作為內(nèi)骨架和外殼體的毛坯，通過軸向的準(zhǔn)確切割均勻分成幾等分，切割過程中磨損掉的部分通過絕緣連接條填充，得到本方案所需要的內(nèi)骨架和外殼體。
[0019]本實(shí)用新型還提供了一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)的內(nèi)骨架，所述內(nèi)骨架包括材質(zhì)為金屬的主體部分和設(shè)置于主體部分上的斷流槽，所述斷流槽的長度方向平行于內(nèi)骨架的軸向方向，內(nèi)骨架上的斷流槽貫穿內(nèi)骨架的內(nèi)、外壁面及前、后端面，且內(nèi)骨架上的斷流槽至少為兩條，內(nèi)骨架上的斷流槽均勻分布于內(nèi)骨架上，所述斷流槽中均設(shè)置有絕緣連接條。
[0020]本實(shí)用新型還提供了一種電磁線圈骨架結(jié)構(gòu)的外殼體，所述外殼體包括材質(zhì)為