Brevet FR3026550A1 — publié le 20160401

Structure isolante de bobine électromagnétique, boîtier externe de la bobine électromagnétique et ossature interne de la bobine électromagnétique La présente invention concerne le domaine de contrôle du réacteur, particulièrement la bobine électromagnétique pour le mécanisme d'entraînement des barres de contrôle du réacteur à eau sous pression (R.E.P.). Comme le réacteur fait la partie de noyau de la centrale nucléaire, le mécanisme d'entraînement des barres de contrôle monté en flasque supérieur de l'enceinte du réacteur sera montant, descendant ou maintenu dans la position des barres de contrôle dans le noyau, et utilisable à contrôler la vitesse de fission du réacteur afin de démarrer et d'arrêter le réacteur, et de régler la puissance du réacteur. En régime d'accident, le mécanisme d'entraînement des barres de contrôle sera descendant rapidement pour insérer les barres de contrôle (faire tomber les barres rapidement) et arrêter en urgence le réacteur à court terme en vue de garantir la sécurité. Le mécanisme d'entraînement des barres de contrôle est indissociable pour mettre ces fonctions en oeuvre. En raison des environnements de service spécifiques et des fonctions primordiales, la bobine électromagnétique doit être sécuritaire et fiable en caractérisant par la résistance à haute température de service, les propriétés d'isolation excellentes, la résistance à l'irradiation, etc. Depuis longtemps, la résistance à la haute température ne peut être atteinte qu'avec le niveau d'environ 250°C pour les composants de bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle dans la centrale nucléaire, tandis que la température du fluide de refroidissement de réacteur est plus de 300°C. Par conséquent, en pratique, seulement les méthodes telles que le refroidissement d'air, etc. seront applicables à refroidir les composants de bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle en provoquant ainsi la complexité des structures du flasque supérieur du réacteur nucléaire. La présente invention a pour but de fournir une structure isolante de bobine électromagnétique, un boîtier externe de la bobine électromagnétique et une ossature interne pour résoudre le problème de résistance insuffisante à la haute température des composants de bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle dans la centrale nucléaire. Le boîtier externe dans cette structure isolante est utilisé à augmenter la résistance de l'ensemble de la structure isolante de bobine afin de non seulement améliorer la résistance à l'humidité et celle aux vibrations pour la bobine électromagnétique, mais aussi de maintenir efficacement l'intégrité à long terme de la bobine électromagnétique, en empêchant la destruction de la structure isolante résultante de l'imprégnation de vernis résistant aux hautes températures et de la dissipation progressive des sables de quartz, et améliorant évidemment la propriété de résistance à haute température et la durée de vie de la bobine électromagnétique. L'objet de la présente invention est réalisable par la solution technique suivante : La structure isolante de la bobine électromagnétique, comprend le boîtier externe, l'ossature interne, l'enroulement de la bobine et la couche isolante scellée; et l'enroulement de la bobine étant entouré dans l'ossature interne; une extrémité du boîtier externe étant liée à autre extrémité de l'ossature interne, tandis que l'autre extrémité du boîtier externe n'étant pas liée à l'ossature interne; la couche isolante scellée étant implantée entre l'enroulement de la bobine et le boîtier externe, caractérisée en ce que: Le boîtier externe étant métallique; un jeu étant ouvert sur le boîtier externe pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe; ledit jeu est connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage; l'ossature interne étant métallique; un jeu étant ouvert sur l'ossature interne pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de l'ossature interne; elle comprenant également une barre d'isolement à incorporer dans le jeu. Supplémentairement, ladite bande d'isolement et de serrage est en porcelaine; ladite bande d'isolement est en porcelaine ou en mica. Supplémentairement, ledit boîtier externe et ladite ossature interne sont en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. Supplémentairement, la surface interne et la surface externe de ladite ossature interne sont pourvues d'une couche isolante résistante à haute température; ladite couche isolante résistante à haute température est en mica ou en matériau isolant à silicium organique. En ce qui concerne le boîtier externe de la bobine électromagnétique, il est métallique; un jeu est ouvert sur le boîtier externe pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe; ledit jeu est connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage. Supplémentairement, ladite bande d'isolement et de serrage est en porcelaine. Supplémentairement, ledit boîtier externe est en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. En ce qui concerne l'ossature interne de la bobine électromagnétique, elle est métallique; un jeu est ouvert sur l'ossature interne pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de également une barre d'isolement à l'ossature interne. Elle comprenant incorporer dans le jeu. Supplémentairement, porcelaine ou en mica. Supplémentairement, ladite bande d'isolement est en ladite ossature interne est en acier inoxydable non à perméabilité magnétique ; la surface de ladite ossature interne est pourvue d'une couche isolante; ladite couche isolante est en matériau isolant et résistant à haute température. La présente invention se caractérise par des avantages et effets bénéfiques suivants : Actuellement, seulement la méthode de refroidissement d'air est applicable à refroidir les composants de bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle en provoquant la complexité des structures du flasque supérieur du réacteur. Pour simplifier la structure en haut de réducteur, la présente invention fournit une structure isolante de bobine électromagnétique à résistance élevée à haute température. La présente invention adopte des matériaux métalliques à constituer le boîtier externe et l'ossature de la bobine pour résoudre essentiellement des difficultés telles que le ramollissement, la déformation, la susceptibilité de fissure à haute température de l'ossature de bobine non métallique, etc. Grâce à la présente invention, il est capable d'améliorer considérablement non seulement la durée de vie d'utilisation de la bobine électromagnétique, la résistance à haute température, la résistance intégrale, mais aussi la résistance aux vibrations, et celle à humidité. Si la bobine électromagnétique avec cette structure isolante est applicable au mécanisme d'entraînement des barres de contrôle du réacteur, il est capable de fonctionner à long terme à condition d'absence de refroidisseur d'air dans l'environnement à haute température presque de 400°C, d'annuler le refroidisseur supplémentaire nécessaire toujours au mécanisme d'entraînement des barres de contrôle afin de simplifier ainsi la structure en haut de réacteur. Cependant, le tourbillon nocif est susceptible d'être produit entre le boîtier externe de la bobine électromagnétique métallique et l'ossature lors de fonctionnement; pour empêcher le tourbillon, le jeu de découpage est implanté entre le boîtier externe et l'ossature en insérant la bande isolante résistante à haute température et la bande d'isolement et de serrage afin d'éviter la formation du circuit par le tourbillon et de garantir le fonctionnement normal de la bobine électromagnétique. Actuellement, la bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle avec refroidisseur d'air permet de fonctionner dans l'environnement à température moins de 200°C pour satisfaire aux exigences de durée de vie de 60 ans. Cependant, si la bobine électromagnétique se fonctionne directement dans l'environnement presque de 400°C, la durée de vie sera réduite considérablement jusqu'à la défaillance rapide pendant quelques jours en raison de destruction des structures isolantes. La présente invention permet de résoudre bien ce problème pour faire la bobine électromagnétique du mécanisme d'entraînement des barres de contrôle à fonctionner à haute température avoir une durée de vie assez longue. En vue de décrire plus clairement les modes de réalisation de l'invention, la description simple va suivre dans les figures annexées nécessaires à décrire les modes de réalisation de la présente figure. Evidemment, les figures annexées suivantes enregistrent uniquement certains modes de réalisation de la présente figure. Pour les techniciens dans le présent domaine, il est capable d'obtenir des autres figures selon les figures suivantes sans faire des efforts constructifs. La figure 1 est le schéma structurel du boîtier externe de la bobine électromagnétique; La figure 2 est le schéma structurel de l'ossature interne de la bobine électromagnétique; La figure 3 est le schéma structurel de coupe de la structure isolante de bobine électromagnétique; Parmi eux, les marques indiquées dans les figures correspondent aux désignations des pièces suivantes: 1-Boîtier externe; 2-Ossature interne; 3-Enroulement de bobine; 4-Couche isolante scellée; 101-Jeu; 102-Bande d'isolement et de serrage; 201-Jeu; 202-Barre d'isolement; 203-Couche isolante. Pour faire les techniciens du présent domaine comprendre bien la présente invention, la description claire et complète va suivre dans les solutions techniques des modes de réalisation de la présente invention en combinant les figures des modes de réalisation de la présente invention. Apparemment, les modes de réalisation décrits ci-dessous sont simplement une partie des modes de réalisation de la présente invention au lieu d'être la totalité. En basant sur ces modes de réalisation enregistrés dans la présente invention, tous les autres modes de réalisation obtenus par les techniciens du présent domaine sans faire des efforts constructifs seront être protégés par la présente invention. Mode de réalisation 1 : En se rapportant à la figure 1, pour le boîtier externe de la bobine électromagnétique, il comprend le boîtier externe 1; le boîtier externe 1 étant métallique; un jeu 101 étant ouvert sur le boîtier externe 1 pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe 1; ledit jeu 101 est connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage 102. Comme un des modes de réalisation, le tronçon de cintrage en L vers l'intérieur est implanté dans le jeu 101 du boîtier externe 1. La bande d'isolement et de serrage 102 est pourvue d'une structure tubulaire rectangulaire avec ouverture. Et le tronçon de cintrage en L est implanté dans le jeu interne 101 de la bande d'isolement et de serrage 102. Parmi eux, ladite bande d'isolement et de serrage 102 est éventuellement en porcelaine. Mais cela n'est pas signifie que la bande d'isolement et de serrage 102 est uniquement en porcelaine. Les autres matériaux isolants à résistance excellente à haute température tels que le mica seront également applicables à constituer la bande d'isolement et de serrage 102. Parmi eux, ledit boîtier externe 1 sera éventuellement en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. Mais cela n'est pas signifie que ledit boîtier externe 1 est uniquement en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. Des autres métaux à résistance à température plus de 400°C, tels que l'alliage d'aluminium, l'alliage de cuivre, etc. seront également applicables à constituer le boîtier externe 1. Mode de réalisation 2 : En se rapportant à la figure 2, pour l'ossature interne de la bobine électromagnétique, elle comprend l'ossature interne 2. L'ossature interne 2 étant métallique; un jeu 201 étant ouvert sur l'ossature interne 2 pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de l'ossature interne 2; elle comprenant également une barre d'isolement 202 à incorporer dans le jeu 201. Parmi eux, ladite bande d'isolement 202 est éventuellement en mica. Mais cela n'est pas signifie que la bande d'isolement 202 est uniquement en mica. Les autres matériaux isolants à résistance excellente à haute température tels que la porcelaine seront également applicables à constituer la bande d'isolement 202. Parmi eux, ladite ossature interne 2 sera éventuellement en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. Mais cela n'est pas signifie que ladite ossature interne 2 est uniquement en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. Des autres métaux à résistance à température plus de 400°C, tels que l'alliage d'aluminium, l'alliage de cuivre, etc. seront également applicables à constituer l'ossature interne 2. Mode de réalisation 3 : Le présent mode de réalisation enregistre une structure isolante de bobine électromagnétique. Ladite structure comprend ledit boîtier externe de bobine électromagnétique indiqué dans le mode de réalisation 1 et l'ossature interne de bobine électromagnétique indiquée dans le mode de réalisation 2. En se rapportant aux figures 1 à 3, la structure isolante de la bobine électromagnétique, comprend le boîtier externe 1, l'ossature interne 2, l'enroulement de la bobine 3 et la couche isolante scellée 4 ; et l'enroulement de la bobine 3 étant entouré dans l'ossature interne 2; une extrémité du boîtier externe 1 est liée à autre extrémité de l'ossature interne 2, la couche isolante scellée 4 étant implantée entre l'enroulement de la bobine 3 et le boîtier externe 1. Parmi eux, l'enroulement de la bobine 3 est entouré par les fils d'enroulement résistants à haute température, susceptible de produire la force électromagnétique nécessaire après la mise sous tension dans l'enroulement de la bobine 3. Parmi eux, la couche isolante scellée 4 sera solidifiée à haute température après l'application de peinture isolante résistante à haute température et le coulage sous pression à vide par le sable quartzeux pour améliorer la résistance électrique d'isolement et la résistance mécanique de bobine électromagnétique, etc. Parmi eux, le boîtier externe 1 est métallique; un jeu 101 est ouvert sur le boîtier externe 1 pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe 1; ledit jeu 101 est connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage 102. Parmi eux, l'ossature interne 2 est métallique; un jeu 201 est ouvert sur l'ossature interne 2 pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de l'ossature interne 2. Elle comprenant également une barre d'isolement 202 à incorporer dans le jeu 201. Le boîtier externe 1 et l'ossature interne 2 sont mécaniques pour améliorer considérablement la résistance à haute température de la bobine électromagnétique. Le boîtier externe 1 et l'ossature interne 2 sont éventuellement en acier inoxydable non à perméabilité magnétique, tels que l'acier 304, l'acier 316, l'acier SUS304, l'acier SUS304L, l'acier SUS316L, etc. Pour éviter de former le circuit par le tourbillon, le boîtier externe 1 est également pourvu de jeu 101 et la bande d'isolement et de serrage 102 est implantée dans le jeu 101. Le jeu 201 est ouvert dans l'ossature interne 2. Une barre d'isolement 202 sera incorporée dans le jeu 201. La bande d'isolement et de serrage 102 et la barre d'isolement 202 permettent d'empêcher le tourbillon et d'éviter de former le circuit par le tourbillon. La bande d'isolement et de serrage 102 et la barre d'isolement 202 doivent non seulement posséder l'isolation, mais aussi la capacité de non déformation et de non fusion à haute température. De cette façon, la bande d'isolement et de serrage 102 et la barre d'isolement 202 seront en mica, en porcelaine ou en matière conforme aux exigences de performances. La structure isolante de la bobine électromagnétique décrite dans le présent mode de réalisation est applicable souvent dans le mécanisme d'entraînement des barres de contrôle du réacteur afin d'annuler le refroidisseur d'air nécessaire toujours au mécanisme d'entraînement des barres de contrôle et de simplifier ainsi la structure en haut de réacteur. Bien sûr, cette structure isolante est également applicable aux bobines électromagnétiques à haute température à autres destinations. Mode de réalisation 4: En se rapportant à la figure 3, en basant sur le mode de réalisation 2, dans le présent mode de réalisation, la surface interne et la surface externe de l'ossature interne 2 sont pourvues d'une couche isolante résistante à haute température 203 destinée à augmenter l'isolation de la bobine électromagnétique par rapport au sol La couche isolante 203 sera éventuellement en matière isolante, telles que le mica, la porcelaine, le silicium organique, etc. En respectant les étapes susmentionnées, la présente invention peut être mieux réalisée. REVENDICATIONS1. Structure isolante de la bobine électromagnétique, comprenant le boîtier externe (1), l'ossature interne (2), l'enroulement de la bobine (3) et la couche isolante scellée (4); et l'enroulement de la bobine (3) étant entouré dans l'ossature interne (2); une extrémité du boîtier externe (1) étant liée à autre extrémité de l'ossature interne (2), l'autre extrémité du boîtier externe (1) n'étant pas liée à l'ossature interne (2); la couche isolante scellée (4) étant implantée entre l'enroulement de la bobine (3) et le boîtier externe (1), caractérisée en ce que : le boîtier externe (1) est métallique; un jeu (101) étant ouvert sur le boîtier externe (1) pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe (1); ledit jeu (101) étant connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage (102); l'ossature interne (2) étant métallique; un jeu (201) étant ouvert sur l'ossature interne (2) pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de l'ossature interne (2); ladite structure comprenant également une barre d'isolement (202) à incorporer dans le jeu (201). 2. Structure isolante de la bobine électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, ladite bande d'isolement et de serrage (102) est en porcelaine ; ladite bande d'isolement (202) est en porcelaine ou en mica ; 3. Structure isolante de la bobine électromagnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que, ledit boîtier externe (1) et ladite ossature interne (2) sont en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. 4. Structure isolante de la bobine électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, la surface interne et la surface externe de ladite ossature interne (2) sont pourvues d'une couche isolante résistante à haute température (203). 5. Boîtier externe de la bobine électromagnétique, caractérisé en ce que, le boîtier externe (1) est métallique; un jeu (101) est ouvert sur le boîtier externe (1) pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure du boîtier externe (1); ledit jeu (101) est connecté et fixé par la bande d'isolement et de serrage (102). 6. Boîtier externe de la bobine électromagnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que, ladite bande d'isolement et de serrage (102) est en porcelaine. 7. Boîtier externe de la bobine électromagnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que, ledit boîtier externe (1) est en acier inoxydable non à perméabilité magnétique. 8. Ossature interne de la bobine électromagnétique, caractérisée en ce que, l'ossature interne (2) est métallique ; un jeu (201) est ouvert sur l'ossature interne (2) pour traverser la partie supérieure et la partie inférieure de l'ossature interne (2); ladite ossature comprenant également une barre d'isolement (202) à incorporer dans le jeu (201). 9. Ossature interne de la bobine électromagnétique selon la revendication 8, caractérisée en ce que, ladite bande d'isolement et de serrage (202) est en porcelaine ou en mica. 10. Ossature interne de la bobine électromagnétique selon la revendication 8, caractérisée en ce que, ladite ossature interne (2) est en acier inoxydable non à perméabilité magnétique; la surface de ladite ossature interne (2) est pourvue d'une couche isolante(203); ladite couche isolante est en matériau isolant et résistant à haute température.