DE2828314A1

DE2828314A1 - Ringfoermie lineare induktionspumpe mit einem extern gehalterten kanal

Info

Publication number: DE2828314A1
Application number: DE19782828314
Authority: DE
Inventors: Edwin Ray Craig; Robert Scott Semken
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1977-06-30
Filing date: 1978-06-28
Publication date: 1979-01-04
Also published as: US4174190A; IT1097077B; DE2828314C2; FR2396449B1; JPS6310661B2; FR2396449A1; IT7825048A0; JPS5417508A; GB1577389A

Description

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Ringförmige lineare Induktionspumpe mit einem extern gehalterten Kanal

Die Erfindung bezieht sich auf eine ringförmige lineare Induktionspumpe, die zum Pumpen von flüssigen Metallen brauchbar ist, wie z. B. flüssigem Natrium. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine ringförmige lineare Induktionspumpe mit einem erhöhten Wirkungsgrad, die zur Reperatur oder zur Auswechselung von Teilen leicht demontiert werden kann, und auf eine Pumpe mit im wesentlichen einer Strömungsbahn des flüssigen Metalles durch die Pumpe.

Es sind elektromagnetische Pumpen entwickelt worden, in denen ein einzelner Kanal zwischen den Polstücken eines Magneten orientiert ist und durch die Kanalwände wird ein Strom hindurchgeschickt. Ein leitfähiges Fluid oder Strömungsmittel in der Pumpe wird in einer Richtung senkrecht zu dem Magnetfluß aus dem Magneten bewegt* Dadurch wird eine Kraft auf das Fluid ausgeübt, so daß eine Pumpwirkung auftritt. Derartige Pumpen haben keine bewegten Teile und sind gut geeignet für Anwendungsfälle, wo keine Leckage auftreten darf, wie beispielsweise die Leckage, die in konventionellen Pumpen auftritt. Ein Beispiel für derartige Anwendungsfälle ist das Pumpen eines flüssigen metallischen Kühlmittels in Reaktoren Sehneller-Brüter.

Die Tatsache, daß elektromagnetische Pumpen die Funktion einer mechanischen Pumpe ausüben können, obwohl sie keine Lager, keine sich bewegenden Dichtungen, keine mechanischen, sich bewegenden Teile aufweisen und kein freies Oberflächen- oder Schutzgas brauchen, macht diesen Pumpentyp extrem attraktiv. Elektromagnetische Pumpen haben einen relativ kleinen Wirkungsgrad (etwa 45 %), der etwas

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mehr als die Hälfte des Wertes ist, der von einer entsprechenden mechanischen Pumpe erhältlich ist. Es wird angenommen, daß die Verwendung elektromagnetischer Pumpen in mit einem flüssigen Metall arbeitenden schnellen Brutreaktor den gesamten Erzeugungswirkungsgrad des Reaktors um etwa 1 % senkt. Die verbesserte Verfügbarkeit von elektromagnetischen Pumpen in einem Brutreaktor führt jedoch zu geschätzten Einsparungen von 15 Tagen pro Jahr an ungeplantem Reaktoraus fall, der auftreten würde, wenn mechanische Pumpen in einem derartigen Reaktor verwendet würden.

Es gibt verschiedene Typen von elektromagnetischen Pumpen, wie beispielsweise schneckenförmige mechanische Pumpen, ebene lineare Induktionspumpen, elektromagnetische Zentrifugalpumpen und ringförmige lineare Induktionspumpen. Jede dieser verschiedenen Typen von elektromagnetischen Pumpen hat unterschiedliche Konfigurationen und bevorzugte Anwendungsfälle.

Die verschiedenen alternativen Konstruktionen von elektromagnetischen Pumpen sind für eine Verwendung in den Natrium-Hauptschleifen in einem schnellen Brutrekator verglichen worden. Die ebene lineare Induktionspumpe und die ringförmige lineare Induktionspumpe sind für die größeren Pumpen bevorzugt (Pumpen mit einer Kapazität von etwa 3^0 000 l/min bzw. 90 000 US-Gallonen pro Minute), und die ringförmigen lineare Induktionspumpe mit einer zentralen Rückführung zeigten den besseren Vergleich für diese Verwendung. Je größer die für eine Pumpe erforderliche Kapazität ist, desto attraktiver ist die ringförmige lineare Induktionspumpe in einem mit flüssigem Metall arbeitenden schnellen Brutreaktor. Dies liegt an dem vergrößerten Durchmesser des Ringraumes der Pumpe, um die erforderliche Kapazität zu erreichen, und der vergrößerte Durchmesser sorgt für mehr Raum für Eisenbleche (auch Mitteleisen genannt) innenseitig von dem Ringraum.

Figur 1 stellt eine bekannte ringförmige lineare Induktionspumpe für eine Verwendung in schnellen Brutreaktoren mit flüssigem Metall dar. Die Pumpe 100 wird durch ein Fundament 102 getragen, wie beispielsweise ein Metallfundament (oder Umhüllung), um ein

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Bad aus flüssigem Metall zu umschließen, typischerweise flüssiges Natrium. Die Pumpe 100 weist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse (oder Pumpentank) 104 mit einem abgerundeten Kopfabschnitt an dem einen Ende auf, und das andere Ende besitzt Flansche 106, die auf dem Fundament 102 abgestützt sind. Das Gehäuse 104 weist eine Auslaßdüse 108 auf, die sich am abgerundeten Kopfabschnitt öffnet. Zwischen dem Fundament 102 und der Auslaßdüse 108 befindet sich eine Einlaßdüse 110.

Eine Statoranordnung 112 ist innenseitig von dem Gehäuse 104 angeordnet und wird von einem Stator 122 gebildet, der in einem Statorring 123 gehalten ist, der aus zwei Zylindern gebildet ist, nämlich Pumpenstützzylinder Il6 und dem Kanalisolationszylinder 120. Der Pumpenstützzylinder 116 weist einen Flansch 114 auf, der auf dem Flansch 106 des Gehäuses 104 gehaltert ist, und ein gewinkelter Abschnitt 116' des Zylinders 116 ist mit dem Pumpenkanal 118 verbunden. Der Abschnitt 120· des Kanalisolationszylinders 120, der mit dem Stator 122 im Kontakt ist, wird aus einer Isolationsschicht gebildet, die auf jeder Seite mit einer dünnen Schicht aus rostfreiem Stahl überdeckt ist, um den Stator vor der Wärme des flüssigen Metalls abzuschirmen. Das Statorkühlmittel, wie beispielsweise Helium oder eine geeignete Flüssigkeit wie Dow Therm_;wird durch eine Öffnung 136 in der Platte 13-8 eingeführt und dazu verwendet, die Wärme von den Statoren 122 abzuführen, wonach das Strömungsmittel durch die öffnung 140 herausgeführt wird. Der Stator 122 erhält elektrischen Strom aus elektrischen Leitern 124, und der Stator 122 ist aus einer Vielfachreihe von kreisförmigen Kupferdrahtwicklungen gebildet, die durch Magnetstahlbleche (Siliziumstahl) eingeschlossen sind.

Der Pumpkanal (druckführender Kanal) 118 ist ein am Ende geschlossener Zylinder, der an einer Verbindungsstelle 128 mit dem mittleren Eisenmantel 126 verbunden ist, und der mittlere -Eisenmantel 126 trägt das Mitteleisen 130·. Der Pumpenkanal 118 und der zentrale Eisenmantel 126 bilden einen Ringraum 132, der die Strömung aus flüssigem Katrium aus dem Einlaß 110 empfängt, und das Natrium durchläuft eine l80°-Änderung in der

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Strömungsrichtung, wenn es das geschlossene Ende des Pumpenkanales 118 erreicht, und strömt dann nach unten durch den Mittelkanal 13^ des mittleren Eisenmantels 120 und aus der Auslaßdüse 108 heraus. Die Strömungsrichtungänderung von l80° erfordert, daß der Pumpenkanal 118 eine erhebliche Dicke aufweist, um der Kraft standzuhalten. Die ringförmige lineare Induktionspumpe gemäß Figur 1 verliert einen gewissen Teil an Wirkungsgrad aufgrund der Wanddicke des Pumpenkanales 118. Dieser Verlust an Wirkungsgrad wird erstens durch den Spalt zwischen dem Stator 122 und dem Mitteleisen 130 und zweitens durch den Magnetflußverlust in dem Kanal II8 in der Form von erzeugter Wärme hervorgerufen.

Diese Pumpe weist auch eine Strömungsumkehr des flüssigen Metalles auf (d. h. eine Strömungsrichtungsänderung von l80° für das durch die Pumpe fließende Metall). Es ist weiterhin wünschenswert, ringförmige lineare Induktionspumpen zu gestalten, die keinen Verlust an Wirkungsgrad wegen der Dicke der Kanalwand besitzen und die im allgemeinen einen einzigen Strömungsdurchlauf des flüssigen Metalles durch die Pumpe aufweisen.

Ringförmige lineare Induktionspumpen, die gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, haben einen erhöhten Wirkungsgrad aufgrund der Verwendung einer sehr dünnen isolierten Kanalwand, die

ist auf dem Stator abgestützt und den Stator vor einem Kontakt mit dem flüssigem Metall abdeckt. Die Pumpen gemäß der Erfindung haben auch einen Strömungsdurchlauf des flüssigen Metalles durch die Pumpe. Es besteht eine Strömungsrichtungänderung von 90 des flüssigen Metalles, wenn dieses durch die verschiedenen Ausführungsbeispiele der Pumpe gemäß der Erfindung strömt. Dies vergrößert weiterhin den Wirkungsgrad der Pumpe gemäß der Erfindung und eliminiert einen großen Teil der Strömungsmittelkraft auf die Komponenten der Pumpe, wodurch die Verwendung sehr dünner isolierter Kanalwände ermöglicht wird.

Die ringförmige lineare Induktionspumpe gemäß der Erfindung ist für eine einfache Herausnahme von Komponenten und, wo erfoderlich, Reperatur oder Austausch derartiger Komponenten montiert. Gewisse

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Ausführungsbeispiele der Pumpe gemäß der Erfindung verwenden zwei Statoren zum Erzeugen des Magnetflusses.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung von Ausführungbeispielen näher erläutert.

Figur 1 ist eine Seitenansicht im Schnitt von einer bekannten ringförmigen linearen Induktionspumpe, wie sie einleitend bereits erörtert wurde.

Figur 2 ist eine Seitenansicht im Schnitt von einer ringförmigen linearen Induktionspumpe gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 3 ist eine Seitenansicht im Schnitt von der ringförmigen linearen Induktionspumpe gemäß Figur 2, bei dem eine interne StatοranOrdnung das Mitteleisen gemäß Figur 2 ersetzt.

Figur 4 ist eine Seitenansicht von einem anderen Aus führungsbeispiel der ringförmigen linearen Induktionspumpe gemäß der Erfindung mit einer langgestreckten externen Statoranordnung, die durch eine sehr dünne Kanalwand abgestützt ist.

In Figur 2 ist eine ringförmige lineare Induktionspumpe (elektromagnetische Pumpe ) insgesamt mit 10 bezeichnet, die durch ein Fundament 12 abgestützt ist, wie beispielsweise ein Fundament aus Metall oder Beton. Die Pumpe 10 weist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse (oder Pumpentank) 1*1 mit einem Flansch 20 auf, 'der auf dem Fundament 12 gehalteit ist. Das Gehäuse 14 weist eine Auslaßdüse 16 zwischen den Enden des Gehäuses 14 und nahe dem Fundament 12 auf. Das Gehäuse 14 besitzt reduzierende übergänge mit sich verminderndem Querschnitt und endet in einer die Einlaßdüse 18 bildenden öffnung.

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IC —

Eine Statoranordnung 19 ist in dem Gehäuse 14 angeordnet und wird von einem Stator 32 gebildet, der in einem Statorring 30 gehalten ist, der durch zwei Zylinder gebildet wird, nämlich einem äußeren Zylinder 26 (Pumpenhalterungszylinder) und einem Kanalisolationszylinder 28, die beide mit dem Statorkopf 24 verbunden sind. Der Abschnitt des Kanalisolationszylinders 28 benachbart zum Stator 32 ist aus einer sehr dünnen Kanalwand 80 gebildet (etwa 0,75 etwa 2j25 mm bzw. etwa 30 bis etwa 90 tausendstel Zoll dicker rostfreier Stahl), wobei eine Isolationsschicht 82 (etwa 1,25 bis 7j5 mm bzw. etwa 50 bis 300 tausendstel Zoll dick) zwischen der Kanalwand 80 und dem Stator 32 angeordnet ist. Jede Seite der Schicht 82 ist mit einer dünnen Schicht aus rostfreiem Stahl überdeckt. Der Stator 32 erhält elektrischen Strom aus Leitern 31 und ist aus einer Mehrfachreihe von ringförmigen Kupferdrahtwicklungen gebildet, die durch Magnetstahlbleche (Siliziumstahl) eingeschlossen sind. Ein derartiger Stator für diese Pumpe wird beispielsweise von der General Electric Company gefertigt. Der äußere Zylinder 26 weist eine Verlängerung 36 auf, die mit der Kanalwand 80 verbunden ist und mit dem ersten reduzierenden übergang des Gehäuses 14 in Kontakt kommt und einen strömungsmitteldichten Schiebesitz mit dem Gehäuse 14 bildet. Die Verlängerung 36 des äußeren Zylinders 26 ist auf dem Gehäuse 14 gehaltert und der äußere Zylinder 26 und das Gehäuse 14 bilden einen äußeren Ringraum 34. Diese Verlängerung 36 dient auch zur Bildung einer seitlichen Halterung für die Statoranordnung 19 und dient ferner als eine Führung zum Einsetzen der Statoranordnung 19 in das Gehäuse 14. Der äußere Zylinder 26 und der Kanalisolationszylinder 28 sind an dem Statorkopf 24 befestigt, und der Statorkopf 24 weist Plansche 22 auf, die auf dem Plansch 20 des Gehäuses 14 ruhen. Wenigstens zwei Stator-Kühlmittelöffnungen 38 sind in dem Statorkopf 24 als ein Einlaß und Auslaß zum Umwälzen von Kühl- . mittel, wie beispielsweise Helium, am Stator 32 vorgesehen. Der äußere Zylinder 26 und der Kanalisolationszylinder 28 sind an einer Verbindungsstelle 42 miteinander verbunden, um eine Öffnung 40 zu bilden, damit das flüssige Metall zur Auslaßdüse 16 fließen kann. Eine Verlängerung 44 erstreckt sich von der Verbindungsstelle 42 zum Gehäuse 14, haltert einen Faltenbalg 46

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und schließt den äußeren Ringraum 34 gegenüber dem flüssigen Metall ab j das zur Auslaßdüse 16 fließt.

Eine mittlere oder zentrale Eisenanordnung wird von einem Kopf der zentralen Eisenanordnung und einem daran befestigten hohlen zylindrischen Metallmantel (zentraler Eisenmantel) 52 gebildet. Der Kopf 48 ist eine Kreisscheibe mit Flanschen 50, die auf dem Statorkopf 24 ruhen und durch Bolzen 90 daran befestigt ist. Der Mantel 52 weist ein abgerundetes geschlossenes Ende 54 auf und bildet mit dem Kopf 48 einen leeren Raum 58. An dem Mantel 52 ist ein äußerer zentraler Eisenmantel 56 befestigt, der das mittlere Eisen 60 umschließt, das eine Vielzahl von Hochtemperaturblechen aus Hiperco-Legierung (eine Eisen-Kobalt-Legierung) umfaßt. Ein seitlicher Stützzylinder 62 erstreckt sich von dem abgerundeten geschlossenen Ende 54 des Mantels 52 und weist Ströniungsöffnungen 64 auf für den Durchtritt von flüssigem Metall. Der seitliche Stützzylinder 62 ruht auf dem Gehäuse 16 in einer Schiebepassung. Dieser seitliche Stütz^-zylinder 62 dient zur Bildung einer seitlichen Abstützung für die zentrale Eisenanordnung und dient ferner als eine Führung für die Montage der zentralen Eisenanordnung. Zwischen der zentralen Eisenanordnung und der StatοranOrdnung ist ein innerer Ringraum 66 gebildet, der einen Kanal bzw. Durchlaß für die Strömung des flüssigen Metalles von der Einlaßdüse 18 zur■Auslaßdüse 16 bildet.

Im Betrieb wird eine Strömung von flüssigem Metall, wie sie durch Pfeile angedeutet ist, in der Einlaßdüse 18 empfangen, während über Leiter 31 Strom zum Stator 32 zugeführt wird. Der Strom ist ein Wechselstrom mit kleiner Frequenz in den Bereich von 10 - 20 Schwingungen pro Sekunde, der eine Reihe von elektrischen Polen in dem Stator bei einem Leistungspegel erzeugt, der der Pumplast entspricht. Der Strom in den Spulen des Stators 32 bildet ein Magnetfeld vom Stator 32 zum Mitteleisen 60 aus. Das Magnetfeld durchläuft das flüssige Metall in dem Abschnitt des Ringraumes benachbart zum Mitteleisen 60 und dem Stator 32. Das von dem einen elektrischen Pol zum nächsten wechselnde Magnetfeld induziert einen Stromfluß in dem flüssigen Metall in dem Ringraum 66^ was

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eine Zwangsbewegung des flüssigen Metalls von dem Ringraum 66 zur Auslaßdüse 16 zur Folge hat. In der Praxis wird ein gesättigtes Magnetfeld verwendet. Dies induziert eine Strömungsgeschwindigkeit bzw. einen Durchsatz von wenigstens etwa 340 000 Liter pro Minute bzw, 90 000 US-Gallonen pro Minute durch die Pumpe. Üblicherweise wird rostfreier Stahl für das zylindrische Gehäuse 14, den äußeren Zylinder 26, den Kanalisolationszylinder 28 (anders als der Isolationsabschnitt), den zylindrischen Mantel 52 und den seitlichen Stützzylinder 62 verwendet.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der ringförmigen linearen Induktionspumpe ist in Figur 3 dargestellt, in er identische Bauteile mit den gleichen Bezugszahlen wie in Figur 2 versehen sind. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 58 teilweise mit ,einem internen Stator 70 gefüllt. Der interne Stator ist durch Statorkühlmittel gekühlt, das durch Öffnungen 74 bzw. 76 herein- und herausgeführt wird. Der Stator 70 besteht aus einer Vielzahl von kreisförmigen Kupferdrahtwicklungen, die durch Magnetstahlbleche (Siliziumstahl) eingeschlossen sind. Der interne Stator 70 ersetzt das zentrale Eisen 60 der Pumpe gemäß Figur 2. Es sind elektrische Leiter 72 vorgesehen, um dem interen Stator 70 Strom zuzuführen. Der interne Stator 70 erhält Wechselstrom mit einer kleinen Frequenz in dem Bereich von 10 - 20 Schwingungen pro Sekunde bei einem Leistungspegel, der dem externen Stator angepaßt ist. Der Strom in den Spulen des internen Stators 70 induziert ein Magnetfeld von dem Stator 70 zu dem flüssigen Metall in dem Abschnitt des Ringraumes 66 zwischen den Statoren. Das durch die Statoren erzeugte Magnetfeld bewegt das flüssige Metall von dem Ringraum 66 in Richtung auf die Auslaßdüse 16. In der Praxis wird ein gesättigtes Magnetfeld verwendet, um den Wirkungsgrad des Pumpens von flüssigem Metall zu vergrößern.

Ein anderes Ausführungsbeispiel der ringförmigen linearen Induktionspumpe ist in Figur 4 dargestellt. Die Pumpe 200 ist durch ein Fundament 202 abgestützt und weist ein im allgemeinen zylindrisches Gehäuse 204 auf. Der Flansch 206 ist auf dem Fundament 202 abgestützt, und das Gehäuse 204 weist eine Auslaßdüse 208

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an dem abgerundeten Ende und eine Einlaßdüse 210 auf der dem Fundament 202 benachbarten Seite auf.

Ein Pumptank 212 ist in dem Gehäuse 204 gehaltert und weist einen auf dem Gehäuse 204 abgestützten Plansch 214 auf. Die innenseitige Oberfläche des Pumptankes 212 ist mit einer Schicht einer thermischen Isolation 216 überzogen, die üblicherweise ein inertes keramisches Material ist, wie beispielsweise die Siliziumdioxidfibern, wie es von der Firma Johns-Mansville unter dem Handelsnamen Min-K vertrieben wird.

Eine herausnehmbare langgestreckte Statoranordnung wird von einem ersten (oder äußeren) Stator 228 gebildet, der in einem Statorringraum 213 gehalten ist, der durch den Pumptank 212 gebildet und mit einem inneren Teil (dünner Kanalzylinder) 221 verbunden ist, die beide mit einem Statorkopf 214 verbunden sind. Der Pumptank 212 ist an dem inneren Teil 221 an einer Verbindungsstelle 250 befestigt, beispielsweise durch Schweißen.

Die äußere Oberfläche des Innenteils 221 benachbart zum Stator 228 ist mit einer Isolationsschicht 219 überzogen, die sich über die volle Länge des Teils 221 erstreckt. In dem Statorkopf 214 sind öffnungen 223 vorgesehen zum Einführen des Statorkühlmittels zum-Statorringraum 213 und zum Herausführen des Kühlmittels. Elektrische Leiter 218 treten in die Öffnung 223 und in den Statorringraum 213 ein und sind mit dem Stator 228 verbunden.

Das Innenteil 221 weist ein offenes Ende nahe der Auslaßdüse 208 auf und ist auf dem Gehäuse 204 nahe der Auslaßdüse 208 abgestützt. Das Innenteil 221 sorgt für eine Halterung der Statoranordnung innerhalb des Gehäuses 204. Ein äußerer Ringraum 225 wird zwischen dem Gehäuse 204, dem Pumptank 212 und dem Abschnitt des Innenteils 221 gebildet, der sich zwischen dem Pumptank 212 und dem Gehäuse 204 nahe der Auslaßdüse 208 erstreckt.

Eine öffnung 244 im Innenteil 221 ist mit der Auslaßdüse 210 durch einen Faltenbalg 246 verbunden.

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Der Abschnitt des isolierten Pumptankes 212 nahe der Einlaßdüse 210 stützt einen den Kanal zentrierenden Stütz- oder Spannring 222, der an Teilen 224 befestigt ist. Die Teile 224 sind an den Abschnitten 230 zwischen der Isolation 216 und einem inneren isolierten Teil 221 befestigt. Die Teile 224 sind auch an einem anderen Ring (2. Ring) 226 befestigt. Der langgestreckte Stator 228 weist eine Vielzahl von Statorspulen auf, die zwischen dem zweiten Ring 26 und den an den Teilen 224 befestigten Abschnitten 230 gehalten sind.

Ein von dem Innenteil 221 ausgehender Plansch 232 bildet eine
Halterung für einen Plansch 234 eines abnehmbaren langgestreckten Mitteleisen-Halterungsmantels 240 an dem einen Ende, und eine
zentrierende Aussteifung 236 in der Form eines Ringes zwischen zwei verbundenen Stäben, die an dem Gehäuse 240 befestigt sind (wie in Figur 4a gezeigt), bildet eine Halterung für das Venturi-Ende 238 des Mitteleisen-Halterungsmantels 240. Ein Ringraum für die Strömung von flüssigem Metall ist zwischen dem Mitteleisen-Halterungsmantel 240 und dem inneren Zylinder 221 gebildet. Ein langgestreckter Zylinder aus Mitteleisen 242, der an
der innenseitigen Oberfläche des Mitteleisen-Halterungsmantels 240 befestigt ist, vervollständigt die Mitteleisenanordnung.

Im Betrieb wird eine Strömung von flüssigem Metall in der Einlaßdüse 210 empfangen, während der Stator 228 Strom aus den
elektrischen Leitern 218 aufnimmt. Der Strom in den Spulen des Stators 228 erzeugt ein Magnetfeld, das von dem Stator 228 zum Mitteleisen 242 verläuft und durch das flüssige Metall in dem
Abschnitt des Ringraumes 248 benachbart zum Mitteleisen 242 und dem Stator 228 hindurchtritt. Das Magnetfeld induziert Strom
in dem flüssigen Metall im Ringraum 248 und hat eine Bewegung
des flüssigen Metalles im Ringraum 248 zur Auslaßdüse 208 zur
Folge.

Die langgestreckte Statoranordnung und die langgestreckte Mitteleisenanordnung dienen zum Ausüben einer erhöhten Pumpkraft auf das flüssige Metall in dem Ringraum 248. Diese zusätzliche Kraft

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hat die Entwicklung eines höheren Pumpdruckes zur Folge.

Die Strömung des flüssigen Metalls ist in den Pumpen gemäß den Figuren 2 - 4 in bestimmten Richtungen gezeigt. Durch Umkehren der elektrischen Verbindungen mit den Statoren ist es jedoch möglich, die Strömungsrichtungen des flüssigen Metalls in den Pumpen gegenüber denjenigen umzukehren, die in den Figuren gezeigt sind.

Zusammenfassend bilden also die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung eine ringförmige lineare Induktionspumpe mit einem erhöhten hydraulischen Wirkungsgrad infolge der 90°-Strömungsänderung des flüssigen Metalles durch die Pumpe, die die 180 -Änderung der Strömungsrichtung in den bekannten Pumpen ersetzt. Die Pumpen gemäß der Erfindung haben weiterhin das wünschenswerte Merkmal eines herausnehmbaren Stators und eines herausnehmbaren Mitteleisens (oder Innenstators) .Weiterhin schafft die Erfindung eine ringförmige lineare Indiktionspumpe, die ein Mitteleisen, wie es in den Figu-en 2 und 4 gezeigt ist, oder einen internen Stator aufweist, der zentral angeordnet und durch den Innenmantel gehalten ist, wie es in Figur 3 gezeigt ist.

Die ringförmige lineare Induktionspumpe gemäß der Erfindung weist eine kompaktere Konfiguration auf, da sich der Einlaß und der Auslaß im allgemeinen an gegenüberliegenden Enden der Pumpe befinden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die ringförmige lineare Induktionspumpe für größere zeitliche Prozentsätze in Betrieb genommen sein kann, da die StatoranOrdnung zur Wartung und Reparatur schnell herausgezogen werden kann, und wenn eine andere Statoranordnung zur Verfügung steht,kann diese andere Statoranordnung anstelle der zu reparierenden Anordnung verwendet werden, wodurch die Zeit, während der. die Pumpe nicht arbeitet, auf ein Minimum reduziert werden kann.

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Claims

Ansprüche

1. /Ringförmige lineare Induktionspumpe zum Pumpen von flüssigem

^—S Metall, gekennzeichne .t. _o. durch

Gehäuse (14), das eine erste ÖffnungVän dem einen Ende aufweist, dessen entgegengesetztes Ende offen ist und das in

( Λ f\ \

Richtung auf das offene Ende eine zweite ÖffnungYaufweist, ferner durch eine Statoranordnung (19) mit einem Stator (32), der in einem Strömungsmitteldichten ringförmigen Behälter (26, 28) mit einem Kühlmitteleinlaß und einem Kühlmittelauslaß für eine Berührung des Stators mit einem Kühlmittel zur •Kühlung des Stators gehalten ist, wobei die Statoranordnung (19) eine dünne Kanalwand (80) aufweist, die den Stator (32) gegen einen Kontakt mit dem flüssigen Metall abdeckt, und herausnehmbar in dem Gehäuse gehalten ist und einen Teil des offenen Endes d.es Gehäuses füllt, und wobei im Betrieb der Stator einen Magnetfluß und eine Reihe von elektrischen Polen ausbildet, und durch Mittel (48, 52) zur Aufnahme des während des Betriebes in dem Stator erzeugten Magnetflusses, die in dem Gehäuse an der Innenseite des ringförmigen Behälters (26, 28) angeordnet sind zum vollständigen Ausfüllen des offenen Endes des Gehäuses und zum Ausbilden eines Ringraumes (66) für eine Strömung von flüssigem Metall zwischen dem ringförmigen Behälter und den Mitteln zur Aufnahme des Magnet-

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flusses, wobei der Ringraum (66) die Öffnungen in dem Gehäuse für einen Strömungsdurchgang des Strömungsmittels durch das Gehäuse verbindet undVden Mitteln zur Aufnahme des Magnetflusses magnetische Pfade induziert sind, die den Polen des Stators entsprechen.

2. Induktionspumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß das Druckbehältergehäuse (14) im allgemeinen zylinderförmig ist.

3. Induktionspumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aufnahme des Magnetflusses eine Mitteleisenanordnung umfassen, die einen hohlen zylindrischen Mantel (52) aufweist, an dem .eine Vielzahl von Hochtemperaturblechen (60) befestigt ist.

4. Induktionspumpe nach Anspruch 3_S dadurch gekennzeichnet , daß die Legierungsbleche aus einer Eisen-Kobalt-Legierung gebildet sind.

5. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aufnahme des Magnetflusses aus dem Stator einen zweiten Stator (70)

'. . umfassen.

6. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aufnahme des Magnetflusses eine Mitteleisenanordnung umfassen, die einen Kopf (48) aufweist, an dem eine zylindrischer Mantel (52) mit einem abgerundeten Ende (54) befestigt ist, wobei an dem Mantel (52) eine Vielzahl von kein Kobalt enthaltenden Hochtemperaturblechen in dem Bereich benachbart zum Stator befestigt sind, der in der Statoranordnung gehalten ist.

7. Induktionspumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß ein seitlicher Stützzylinder (62) mit einer Vielzahl von darin angeordneten Löchern

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(64) mit dem abgerundeten Ende des zylindrischen Mantels verbunden ist und eine Schiebesitzpassung mit dem Gehäuse an der einen der öffnungen in dem Gehäuse bildet.

8. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittel zur Aufnahme des Magnetflusses eine Mitteleisenanordnung umfassen, die einen Kopf aufweist, an dem eine zylindrischer Mantel mit einer Venturi-Form (238) befestigt ist, der das andere Ende abschließt und durch einen Bügel (236) in der einen der Öffnungen in dem Gehäuse abgestützt ist, wobei an dem Mantel eine Vielzahl von Hochtemperatur-Eisen-Kobalt-Blechen in dem Bereich benachbart zum Stator befestigt sind, der in der Statoranordnung gehalten ist.

9. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Aufnahme des Magnetflusses eine Anordnung mit einem Kopf umfassen, an dem ein zylindrischer Mantel mit einem abgerundeten geschlossenen Ende befestigt ist, wobei ein zweiter Stator an der Innenseite des zylindrischen Mantels benachbart zum Stator befestigt ist, der in der Statoranordnung gehalten ist.

10'. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1 - 9₉ dadurch gekennzei chnet , daß das offene Ende des Gehäuses mit einer angepaßten Abdeckung versehen ist, die einen Statorkopf mit einer stromungsmitteldichten Passung mit einem Kopf der Mitteleisenanordnung aufweist, und der Statorkopf Öffnungen aufweist, die als ein Statorkühlmitteleinlaß und als ein Auslaß dienen, so daß der Stator -mit Statorkühlmittel in Berührung gebracht werden kann.

11. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1-10, dadurch gekennzeichnet , daß der den Stator haltende Strömungsmitteldichte Behälter die Form von konzentrischen Zylindern (26, 28) hat, die an dem einen Ende verbunden sind

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und die an dem anderen Ende mit einem Statorkopf verbunden sind.

12. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1-1I₃ dadurch gekennzeichnet , daß die Kanalwand (80) aus einem Material gebildet ist, das beständig ist gegenüber einer Reaktion mit flüssigem Natrium und das eine Dicke in dem Bereich von etwa O₃ 75 bis etwa 2,25 mm aufweist.

13· Induktionspumpe nach Anspruch 5₃ dadurch gekennzeichnet , daß das Material rostfreier Stahl ist.

lh. Induktionspumpe nach den Ansprüchen 1 - 13_S dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter der Statoranordnung die Form konzentrischer Zylinder hat₃ die an dem einen Ende abgeschlossen sind und die jeweils eine Öffnung aufweisen, die gegenüber dem restIicherjVolumen des Behälters abgedichtet sind, und daß sich ein Faltenbalg (46) zwischen einer der Öffnungen in dem Gehäuse und der abgedichteten Öffnung des Behälters erstreckt.

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