[發(fā)明專利]用于反應(yīng)堆的耐高溫棒位探測器線圈組件

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510062066.8
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104599804B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 喻杰
• 申請（專利權(quán)）人: 喻杰
• 主分類號: H01F5/00
• 分類號: H01F5/00;G21C7/00
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙)51220
• 代理人: 劉哲源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種反應(yīng)堆控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體是指用于反應(yīng)堆的耐高溫棒位探測器線圈組件。

背景技術(shù)

壓水反應(yīng)堆的控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（CRDM）可以提升、下插或保持控制棒在堆芯中的位置，是控制反應(yīng)堆的裂變速率，實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止反應(yīng)堆及堆功率的調(diào)節(jié)的關(guān)鍵設(shè)備。在CRDM的驅(qū)動(dòng)桿行程套管外面，套裝有棒位探測器，它用于探測控制棒驅(qū)動(dòng)桿在堆芯中的實(shí)際位置，以實(shí)現(xiàn)控制棒的位置顯示及自動(dòng)控制，是控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部分。

目前百萬千瓦核電站的CRDM棒位探測器，其線圈組件總長約4米左右，通常有1個(gè)初級線圈和多個(gè)次級線圈（如31個(gè)）及補(bǔ)償線圈（如2個(gè)）。控制棒驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)，CRDM的驅(qū)動(dòng)桿在棒位探測器線圈組件的初級線圈和次級線圈之間運(yùn)行，并由電磁感應(yīng)作用使次級線圈感生出信號，通過檢測各組次級線圈的輸出信號就能測出控制棒在堆芯的具體位置。

棒位探測器線圈組件需要在較高的環(huán)境溫度中持續(xù)工作，其性能會(huì)影響到反應(yīng)堆的平穩(wěn)安全運(yùn)行，所以要求該線圈組件必須穩(wěn)定可靠、耐輻照、耐高溫。以往的傳統(tǒng)棒位探測器線圈組件因接頭眾多且接頭焊接工藝所限，使得整體穩(wěn)定性差，經(jīng)常出現(xiàn)接頭斷開的故障，影響核電站平穩(wěn)運(yùn)行；同時(shí)由于棒位探測器的線圈骨架多采用非金屬絕緣材料（如二苯醚玻璃漆布等），骨架之間不能焊接，影響了骨架聯(lián)接的可靠性，并使線圈耐溫等級難以提高，不能滿足核電站CRDM在無風(fēng)冷情況下對棒位探測器的耐高溫需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供用于反應(yīng)堆的耐高溫棒位探測器線圈組件，可以滿足CRDM無風(fēng)冷的高溫狀態(tài)下長期穩(wěn)定工作的要求，并解決現(xiàn)有棒位探測器因線圈接頭眾多以及接頭焊接工藝所限導(dǎo)致的整體穩(wěn)定性差、經(jīng)常出現(xiàn)接頭故障等問題，以保證核電站平穩(wěn)運(yùn)行。

本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

用于反應(yīng)堆的耐高溫棒位探測器線圈組件，包括金屬內(nèi)筒體，在所述金屬內(nèi)筒體的外壁上由內(nèi)到外依次設(shè)套裝有初級內(nèi)絕緣層、初級線圈以及初級外絕緣層，且所述初級線圈通過繞組線直接繞制在初級內(nèi)絕緣層上，在所述初級外絕緣層上套設(shè)有多個(gè)環(huán)形凸起狀的金屬骨架，金屬骨架上固定有線圈繞組，且多個(gè)金屬骨架之間通過間隔骨架焊接成一個(gè)整體。針對現(xiàn)有技術(shù)中，棒位探測器線圈組件的多個(gè)初級線圈以及次級線圈、補(bǔ)償線圈在內(nèi)筒體上的分布而造成的棒位探測器線圈組件接頭眾多，且棒位探測器線圈組件的接頭焊接工藝有所限制，使得整體穩(wěn)定性差，經(jīng)常出現(xiàn)接頭斷開的故障，影響核電站平穩(wěn)運(yùn)行的問題，申請人經(jīng)過長期研究，在金屬內(nèi)筒體上由內(nèi)而外依次設(shè)置初級內(nèi)絕緣層和初級外絕緣層，且在兩層初級絕緣層之間初級線圈通過繞線組直接繞制在初級內(nèi)絕緣層上，即同一組初級線圈只使用一根電磁線在金屬內(nèi)筒體上繞制，將現(xiàn)有技術(shù)中的多個(gè)初級線圈的分布變?yōu)橐粋€(gè)整體的初級線圈，進(jìn)而減少了初級線圈以及次級線圈、補(bǔ)償線圈之間的接頭個(gè)數(shù)，直接提高了整體的穩(wěn)定性能；

并且在現(xiàn)有的棒位探測器線圈組件中的線圈骨架通常采用非金屬材料，即二苯醚玻璃漆布，初級線圈的繞組線直接繞制在次級線圈和補(bǔ)償線圈外面的二苯醚玻璃漆布骨架上，而二苯醚玻璃漆布骨架本身的耐溫等級較低，通常在220℃等級左右，然而初級線圈本身距離反應(yīng)堆熱源較近，其實(shí)際工作溫度高于220℃，因此現(xiàn)有的棒位探測器線圈組件的整體耐溫等級較低，無法在高溫環(huán)境下長期工作；本發(fā)明的初級線圈直接選用耐高溫（如耐溫等級400℃）的繞組線整體繞指在金屬內(nèi)筒體上，且通過初級內(nèi)絕緣層以及初級外絕緣層的耐高溫絕緣保護(hù)，使得初級線圈保持其穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

在初級外絕緣層上固定有多個(gè)環(huán)形突起狀的金屬骨架，多個(gè)金屬骨架之間通過間隔骨架焊接成一個(gè)整體。金屬材質(zhì)的骨架不僅可加工性好、尺寸精度高，而且便于批量化制造，成本低，耐輻照、耐潮濕性能好。次級線圈和補(bǔ)償線圈的繞組逐一繞制在各金屬骨架上，直接摒棄了非金屬材質(zhì)絕緣材料的線圈骨架，使得相鄰的兩個(gè)骨架支架能夠焊接固定，保證了骨架的連接可靠性，在提高線圈耐溫等級的同時(shí)大大延長了線圈的使用壽命。

進(jìn)一步地，在所述金屬內(nèi)筒體的兩端分別并排設(shè)置有兩個(gè)金屬骨架，且在所述金屬骨架上固定有補(bǔ)償線圈繞組。在金屬內(nèi)筒體的兩端并排設(shè)置有兩個(gè)金屬骨架，金屬骨架上固定的補(bǔ)償線圈繞組用于對初級線圈做出工作補(bǔ)償。

進(jìn)一步地，所述次級線圈繞組包括由內(nèi)到外依次設(shè)置的骨架絕緣層、次級線圈以及外部絕緣層。線圈繞組的主要作用是對初級線圈的工作做出補(bǔ)償，且本發(fā)明在金屬骨架上設(shè)置兩層耐溫絕緣層，即骨架絕緣層和外部絕緣層，通過該兩層耐溫絕緣層對次級線圈的保護(hù)，使得次級線圈對初級線圈的工作補(bǔ)償更加穩(wěn)定。