JPH06133527A - 電磁ポンプ - Google Patents

電磁ポンプ

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Publication number
JPH06133527A
JPH06133527A JP4279069A JP27906992A JPH06133527A JP H06133527 A JPH06133527 A JP H06133527A JP 4279069 A JP4279069 A JP 4279069A JP 27906992 A JP27906992 A JP 27906992A JP H06133527 A JPH06133527 A JP H06133527A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating material
coil
electromagnetic pump
pipe
holding cover
Prior art date
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Pending
Application number
JP4279069A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshitaka Kuroki
敏高 黒木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06133527A publication Critical patent/JPH06133527A/ja
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Insulation, Fastening Of Motor, Generator Windings (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高温環境下で使用してもコイル絶縁
材に亀裂を生ずる恐れのない電磁ポンプの改良に関する
ものである。 【構成】 外側管2と内側管3からなる同心二重管によ
る管路を形成し、外側管2の外周面上および内側管3の
内周面上に積層鉄心4を複数個配置し、この積層鉄心ブ
ロック4の少なくとも一方に設けたスロット4aに多数
の環状コイル5を嵌挿した電磁ポンプにおいて、前記環
状コイル5はコイル導体10の外周を絶縁材保持カバー13
で覆い、コイル導体10と絶縁材保持カバー13との間に粉
体状または粒状絶縁材14を充填して構成したもの。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は導電性流体に外部より進
行磁界を印加して、導電性流体のポンピング作用を起こ
させる電磁ポンプに関するものである。
【0002】
【従来の技術】液体金属冷却型原子炉では冷却材として
通常液体ナトリウムが使用される。液体ナトリウムは化
学的に活性なうえ、液体金属冷却型原子炉においては30
0 〜600 ℃程度の高温下で使用される。近年、特に液体
金属冷却型原子炉においては、冷却材循環ポンプとして
電磁ポンプを採用し、さらにこの電磁ポンプ全体を高温
の液体ナトリウム中に浸漬して使用できることが期待さ
れている。このように電磁ポンプ全体が循環する冷却材
の中に浸積できれば、冷却材循環システムがコンパクト
になり、また、設計の自由度が大きくなる。また、従来
の電磁ポンプは効率が20〜30%という低い値であったも
のが、電磁ポンプを液体ナトリウム中に配置できるの
で、ポンプ内で発生する熱等に変換される損失は全て液
体ナトリウムに吸収され、系統全体としての効率が大き
く改善されることになる。
【0003】液体金属冷却型原子炉においては、一般
に、三相交流を使用したアニュラリニア形誘導形電磁ポ
ンプが使用される。アニュラリニア形電磁ポンプは流路
断面が環状であることからALIP(Annular Linear I
nduction Pump の略)と呼ばれており、管路すなわちダ
クト構造の信頼性、安全性が高いので、特に大容量の原
子炉冷却材循環ポンプに適する。以下に、三相交流形の
アニュラリニア形電磁ポンプの基本的な構造と、構造上
の特徴を図3を参照して説明する。
【0004】(1)管路1はステンレス製の外側管2、
内側管3とからなる同心二重管で形成された環状流路で
ある。管路形状が環状となっており、強度的に優れた、
信頼性の高い管路構造といえる。
【0005】(2)固定子は外側管2の外周面上に、積
層鉄心ブロックを積層方向が周方向で、積層面が管路1
に面するように複数個を放射状に配置した固定子鉄心4
と、固定子鉄心4のスロット4aに嵌挿された多数の環
状のコイル5とから形成される。
【0006】(3)内側管3の内周面上には磁気回路を
形成するための、積層鉄心ブロックを積層方向が周方向
で、積層面が管路1に面するように複数個を配置した内
部鉄心6が納められている。 (4)液体金属7aは流体入口7から流体出口8の方向
に流れる。
【0007】(5)電磁ポンプは全体を液体ナトリウム
中に浸漬して使用するため外被9を被せ、外被9の内部
には窒素などの電気的絶縁性が高く、活性度の低い気体
を封入する。 なお、大容量の冷却材循環用の電磁ポンプにおいては、
内部鉄心6にも環状のコイルを設けて冷却材に作用する
磁力を強めている。
【0008】このような構造を有する三相誘導形のアニ
ュラリニア形電磁ポンプを高温の冷却材中に浸漬して使
用した場合、コイル5、管路1、鉄心4および鉄心6で
発生する熱損失を流体に逃がす必要がある。例えばコイ
ル5で発生する熱損失はコイル5から固定子鉄心4に伝
達させ、固定子鉄心4から外側管2および外被9に伝達
させて、流体内に熱を逃がす必要があり、コイルから流
体までの熱抵抗をできるだけ小さくするため、それらの
構造物は運転時にできるだけ相互に密着するように構成
されている。つぎに、上記のような電磁ポンプの構造の
うち、コイル5の構造について、図4および図5を参照
して、以下にさらに詳細に説明する。
【0009】コイル5は、必要な数だけ環状に巻回され
た耐熱性の電気絶縁材が施された導体10と、その外周面
に被覆してコイル5の主電気絶縁層を形成するセラミッ
ク系のコイル絶縁材11とで構成される。また、図4に示
すように、三相誘導形電磁ポンプの場合はコイル5の3
カ所からコイルリード端子12が引き出される。
【0010】液体金属冷却型原子炉の冷却材循環ポンプ
として使用される場合、室温で組み立てられたコイル
は、運転中は300 〜600 ℃の種々の高温環境中で使用さ
れる。一方、電磁ポンプの出力を大きくするためには、
コイルに流す電流を大きくしなければならず、そのため
にコイルの温度上昇許容値はできるだけ大きくすること
が要望される。従来の電磁ポンプのコイルではコイル導
体10として銅あるいは銅合金が用いられている。また、
液体金属冷却型原子炉の冷却材循環ポンプなどに使用さ
れる電磁ポンプは300 〜600 ℃の高温環境で運転される
ため、コイル絶縁材11としては有機系の材料が使用でき
ずセラミック系材料や雲母などの鉱物系材が使用されて
いる。電磁ポンプのコイル導体10として用いられる銅あ
るいは銅合金の熱膨張率は13〜15×10-6/℃程度であ
り、一方、コイル絶縁材11として用いられるセラミック
系材料の熱膨張率は3〜5×10-6/℃程度である。この
ため、常温で組み立てられたコイルを電磁ポンプ用とて
組み込んで運転すると、高温状態になったときコイル導
体10の熱膨張による伸び量がコイル絶縁材11の熱膨張に
よる伸び量より大きくなる。よってコイル絶縁材11の亀
裂の発生または絶縁層の剥離等によって、絶縁破壊電圧
が低下するなど電気的な絶縁機能が失われる恐れがあっ
た。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
電磁ポンプは、高温状態になったときにコイル導体の熱
膨張による伸び量がコイル絶縁材の熱膨張による伸び量
より大きくなることにより、コイル絶縁材に亀裂が生じ
たり絶縁層が剥離したりして、絶縁破壊電圧が低下する
など電気的な絶縁機能が失われる可能性があった。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、外側管と内側
管からなる同心二重管による管路を形成し、外側管の外
周面上および内側管の内周面上に積層鉄心ブロックを積
層方向が周方向で積層面が管路に面するように複数個配
置し、これらの積層鉄心ブロックの少なくとも一方に設
けたスロットに多数の環状のコイルを嵌挿した電磁ポン
プにおいて、前記コイルはコイル導体の外周を絶縁材保
持カバーで覆い、コイル導体と絶縁材保持カバーとの間
に粉体状または粒状の絶縁材を充填して構成したことを
特徴とする。
【0013】
【作用】この発明は上記構成からなり、コイル導体と絶
縁材保持カバーとの間に粉体状または粒状の絶縁材を充
填したことにより、高温状態になったときにコイル導体
の熱膨張による伸び量を粉体状絶縁材の粒子の適宜移動
により吸収して、絶縁材保持カバーおよび粉体状または
粒状絶縁材で構成されたコイル絶縁材に過大な応力がか
かることを防止し、コイル絶縁材に亀裂が発生するのを
防止することができる。
【0014】
【実施例】以下この発明による電磁ポンプの一実施例を
図1ないし図2を参照して説明する。図1は液体金属冷
却型原子炉の冷却材循環ポンプのように高温環境下で運
転されるアニュラリニア型電磁ポンプに使用するコイル
の構造概念図を示しており、図2は図1のA−A線に沿
う矢視断面図を示す。コイル5は、耐熱絶縁を施された
銅または銅合金を用いたコイル導体10が必要な数だけ環
状に巻かれ、その外周面をセラミック系材料を使用した
絶縁材保持カバー13で被覆している。そしてこのコイル
導体10と絶縁材保持カバー13との間には酸化マグネシウ
ム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムあるいは窒化
けい素のような高温環境での使用に耐える耐熱性に優れ
たセラミック系粉末を使用した粉体状絶縁材14が充填さ
れている。さらに前記絶縁材保持カバー13の外側はセラ
ミック系材料を使用した保護テープ15によって巻回した
構成となっている。コイル5は図2(a)および(b)
に示すように断面がU字形の環状の絶縁材保持カバー容
器13aの中に、環状に巻かれたコイル導体10が略中央に
位置するように粉体状絶縁材14とともに収納される。そ
してその上から環状の絶縁材保持カバー蓋13bで覆い、
その表面に図1に示すように保護テープ15を巻いて製造
する。三相誘導形電磁ポンプの場合はコイルの3カ所か
らコイルリード端子12が引き出される。
【0015】次にこの実施例の作用について説明する。
すでに説明したように、本発明の電磁ポンプは、例えば
液体金属冷却型原子炉の冷却材循環ポンプとして高温環
境下で使用される。コイル導体10として用いられる銅あ
るいは銅合金の熱膨張率は13〜15×10-6/℃程度であ
り、一方、コイル絶縁材として用いられるセラミック系
材料の熱膨張率は3〜5×10-6/℃程度である。このた
め、両者が密着した従来の状態では高温状態になったと
きにコイル導体10の熱膨張による伸び量がコイル絶縁材
の熱膨張による伸び量より大きくなり、従来のコイルで
はコイル絶縁材に亀裂を生ずる恐れがある。しかしなが
ら、本発明によるコイルを使用すれば、コイル導体10と
絶縁材保持カバー13との間に粉体状絶縁材14を充填した
ことにより、高温状態になったときコイル導体10の熱膨
張による伸び量が外周面に配置された絶縁材保持カバー
13の熱膨張による伸び量より大きくなっても粉体状絶縁
材14の粒子は適宜移動することができるため、粉体状絶
縁材14の部分でコイル導体10の熱膨張による伸び量を吸
収し、絶縁材保持カバー13に過大な応力がかかることが
ない。また絶縁材保持カバー13および粉体状絶縁材14の
2層で構成されるコイル絶縁により、コイル絶縁材に亀
裂が発生することが防止できる。なお、上記実施例にお
けるコイルは、外部鉄心すなわち外側管の外周面上の積
層鉄心ブロックに嵌挿されたものを対象として説明した
が、内部鉄心すなわち内側管の内周面上の積層鉄心ブロ
ックに嵌挿されるコイルについても同様に適用される。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明の電磁ポンプは
高温環境下で使用してもコイルの絶縁材に亀裂を生ずる
恐れがないので、電磁ポンプとして使用すればプラント
の安全性が向上するなど、実用上の効果は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電磁ポンプの一実施例に適用した
コイルの一部分解斜視図。
【図2】(a)は図1のA−A線に沿う矢視断面図。
(b)は図2(a)における製造工程を説明する説明
図。
【図3】アニュラリニア型電磁ポンプの従来例を示す斜
視図。
【図4】図3に示した電磁ポンプのコイルを示す一部切
欠き斜視図。
【図5】図4のB−B線に沿う矢視断面図。
【符号の説明】
1…管路 2…外側管 3…内側管 4…固定子鉄心 4a…スロット 5…コイル 6…内部鉄心 7…流体入口 7a…液体金属 8…流体出口 9…外被 10…コイル導体 11…コイル絶縁材 12…コイルリード端子 13…絶縁材保持カバー 13a…絶縁材保持カバー容器 13b…絶縁材保持カバー蓋 14…粉体状絶縁材 15…保護テープ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外側管と内側管からなる同心二重管によ
    る管路を形成し、前記外側管の外周面上および前記内側
    管の内周面上に積層鉄心ブロックを積層方向が周方向で
    積層面が管路に面するように複数個配置し、前記積層鉄
    心ブロックの少なくとも一方に設けたスロットに複数の
    環状のコイルを嵌挿した電磁ポンプにおいて、前記コイ
    ルはコイル導体の外周を絶縁材保持カバーで覆い、コイ
    ル導体と絶縁材保持カバーとの間には粉体状または粒状
    の絶縁材を充填して構成したことを特徴とする電磁ポン
    プ。
JP4279069A 1992-10-19 1992-10-19 電磁ポンプ Pending JPH06133527A (ja)

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