FR2681384A1

FR2681384A1 - Hybrid pump

Info

Publication number: FR2681384A1
Application number: FR9210314A
Authority: FR
Inventors: Nakamoto Koichiro
Original assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Current assignee: Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan
Priority date: 1991-09-12
Filing date: 1992-08-27
Publication date: 1993-03-19
Anticipated expiration: 2012-08-27
Also published as: JPH0571492A; FR2681384B1

Abstract

Hybrid pump comprising a duct (40) in which a liquid can flow, a screw (42) rotationally supported by a magnetic bearing (48) in the duct (40), a rotor (44) fixed to the screw (42) and rotating as a whole with it, and a stator winding system (46) installed outside the duct (40). The screw (42) is rotated by an electromagnetic interaction between the rotor (44) and the stator winding system (46) in order to entrain the liquid in the duct (40). This pump exhibits a mechanical pump characteristic which entrains the liquid by the rotation of the screw and an electromagnetic pump characteristic which entrains the liquid without having the liquid level by fitting the stator winding system on the outside of the duct. This is the reason why it is termed hybrid pump.

Description

"POMPE HYBRIDE"
La présente invention concerne une pompe pour entre ner un liquide et plus particulièrement une pompe dans laquelle une hélice dans le liquide est entraînée électromagnétiquement depuis l'extérieur d'un conduit. Cette pompe est adaptée à être utilisée comme pompe de circulation principale pour un réacteur nucléaire utilisant du sodium liquide comme réfrigérant, mais n'est pas particulièrement limitée à cette application."HYBRID PUMP"
The present invention relates to a pump for entering a liquid and more particularly a pump in which a propeller in the liquid is driven electromagnetically from the outside of a conduit. This pump is suitable for use as the main circulation pump for a nuclear reactor using liquid sodium as a refrigerant, but is not particularly limited to this application.

La description qui suit prend pour exemple une pompe de circulation principale pour un réacteur rapide utilisant du sodium liquide comme réfrigérant. Ce type de pompe utilise généralement un système centrifuge mécanique et comporte une structure longue verticalement, comme représenté sur la figure 5. Un arbre de pompe 12 est inséré depuis le dessus dans un boîtier cylindrique 10 long verticalement et supporté à rotation par un palier supérieur 14 et un palier hydrostatique à sodium 16. L'extrémité inférieure de l'arbre de pompe 12 est pourvue d'une hélice 18. Le boîtier 10 comporte une buse d'aspiration 20 à son extrémité inférieure et une buse de distribution 22 sur son côté inférieur. The following description takes as an example a main circulation pump for a fast reactor using liquid sodium as a refrigerant. This type of pump generally uses a mechanical centrifugal system and has a long structure vertically, as shown in FIG. 5. A pump shaft 12 is inserted from above into a cylindrical housing 10 long vertically and rotatably supported by an upper bearing 14 and a hydrostatic sodium bearing 16. The lower end of the pump shaft 12 is provided with a propeller 18. The housing 10 has a suction nozzle 20 at its lower end and a distribution nozzle 22 on its side inferior.

Un moteur 24 installé à la partie supérieure du boîtier 10 tourne l'arbre de pompe 12 par l'intermédiaire d'un mécanisme de train réducteur 26 pour entraîner l'hélice 18 à l'extrémité inférieure du boîtier, distribuant le sodium liquide par force centrifuge.A motor 24 installed in the upper part of the housing 10 rotates the pump shaft 12 via a reduction gear mechanism 26 to drive the propeller 18 at the lower end of the housing, distributing the liquid sodium by force centrifugal.

La pompe mécanique pour sodium liquide comme représenté sur la figure 5 doit comporter un mécanisme d'étanchéité d'arbre spécial 28 pour empêcher un contact entre le gaz de couverture de sodium et l'air libre. Elle nécessite également un niveau de liquide libre L, une colonne de tropplein et un équipement de gaz de couverture (la buse de trop-plein est indiquée en 30). Le palier hydrostatique à sodium 16 est situé profondément au-dessous du niveau de liquide de sodium L de manière à ne pas être exposé même en cas de fuite de sodium. Dans la partie supérieure du bol- tier 10 se trouvent un bouclier de rayonnement 32 et une plaque d'isolation thermique 34. The mechanical pump for liquid sodium as shown in Figure 5 must have a special shaft sealing mechanism 28 to prevent contact between the sodium cover gas and the open air. It also requires a free liquid level L, an overflow column and covering gas equipment (the overflow nozzle is indicated at 30). The hydrostatic sodium bearing 16 is located deep below the level of sodium liquid L so as not to be exposed even in the event of a sodium leak. In the upper part of the bowl 10 there is a radiation shield 32 and a thermal insulation plate 34.

Ainsi, la pompe mécanique classique pour sodium liquide a pour inconvénient d'avoir une structure longue, lourde, complexe et coûteuse. Cette pompe mécanique lourde, grande, doit donc être installée en tant que structure fixe dans la centrale à réacteur rapide. Pour réduire les contraintes thermiques, la tuyauterie est complexe et longue. Thus, the conventional mechanical pump for liquid sodium has the disadvantage of having a long, heavy, complex and expensive structure. This large, heavy mechanical pump must therefore be installed as a fixed structure in the fast reactor power plant. To reduce thermal stress, the piping is complex and long.

Pour augmenter le débit de la pompe les deux mesures suivantes peuvent être prises : (1) le diamètre de hélice est augmenté; et (2) la vitesse de rotation est accrue.To increase the pump flow the following two measures can be taken: (1) the propeller diameter is increased; and (2) the speed of rotation is increased.

Dans le premier cas, la dimension de la pompe ainsi que la vitesse circonférentielle de l'hélice se trouvent augmentées tandis que dans le second cas la vitesse critique de l'arbre de la pompe et l'empêchement de cavitation se trouvent limités.In the first case, the size of the pump as well as the circumferential speed of the propeller are increased while in the second case the critical speed of the pump shaft and the prevention of cavitation are limited.

Une pompe électromagnétique, qui peut entraîner le sodium, n' a pas de niveau de liquide, nta donc pas les inconvénients de la pompe mécanique précitée, mais en revanche l' efficacité d'une telle pompe n7est que de 15 à 40 I, ce qui est très inférieur aux 75 % environ de la pompe mécanique. Par conséquent, lorsqu'une pompe électromagnétique est utilisée comme pompe de circulation principale, sa faible efficacité est notamment un inconvénient majeur qui empêche de l'employer comme pompe de circulation principale pour un réacteur rapide refroidi au sodium à grande échelle de plus grande taille que la catégorie des prototypes, sauf dans le cas d'un petit réacteur au stade expérimental. An electromagnetic pump, which can cause sodium, has no liquid level, therefore does not have the drawbacks of the aforementioned mechanical pump, but on the other hand the efficiency of such a pump is only 15 to 40 I, this which is much less than about 75% of the mechanical pump. Consequently, when an electromagnetic pump is used as the main circulation pump, its low efficiency is in particular a major drawback which prevents it from being used as the main circulation pump for a large-scale sodium-cooled fast reactor larger than the prototype category, except in the case of a small reactor at the experimental stage.

La présente invention a pour objet de proposer une pompe simple, légère et petite, qui pallie les inconvénients précités de la technique classique, et qui présente une grande efficacité et pas de niveau de liquide. The present invention aims to provide a simple, light and small pump, which overcomes the aforementioned drawbacks of the conventional technique, and which has a high efficiency and no liquid level.

Selon la présente invention, est proposée une pompe hybride comprenant : un conduit dans lequel un liquide peut circuler; une hélice supportée à rotation dans le conduit; un rotor fixé à l'hélice et tournant d'un seul tenant avec celle-ci; et un système de bobine de stator installé à l'extérieur du conduit; de manière que l'hélice soit tournée par interaction électromagnétique entre le rotor et la bobine de stator. Cette pompe présente une caractéristique de la pompe mécanique qui entraîne le liquide par la rotation de l'hélice et une caractéristique de la pompe électromagnétique qui entraîne le liquide sans avoir de niveau de liquide par montage du système de bobine de stator à l'extérieur du conduit. C'est la raison pour laquelle elle est appelée pompe hybride. L'hélice et le rotor sont de préférence supportés par des paliers magnétiques. According to the present invention, there is provided a hybrid pump comprising: a conduit in which a liquid can circulate; a propeller rotatably supported in the conduit; a rotor fixed to the propeller and rotating in one piece with it; and a stator coil system installed outside the conduit; so that the propeller is turned by electromagnetic interaction between the rotor and the stator coil. This pump has a characteristic of the mechanical pump which drives the liquid by the rotation of the propeller and a characteristic of the electromagnetic pump which drives the liquid without having a liquid level by mounting the stator coil system outside the drove. This is why it is called a hybrid pump. The propeller and the rotor are preferably supported by magnetic bearings.

Comme systèmes concrets pour faire tourner le rotor et l'hélice, sont prévus un système de moteur à induction et un système de moteur synchrone à aimants permanents. Le premier système comporte un rotor fait d'un matériau conducteur. Le champ magnétique rotatif à courant alternatif créé par le système de bobine de stator produit un courant induit dans le rotor, et l'interaction entre le courant induit et le champ magnétique créé par le système de bobine de stator provoque la rotation de l'hélice. Dans le second système, le rotor consiste en une pluralité d'aimants permanents disposés dans une direction circonférentielle. As concrete systems for rotating the rotor and the propeller, an induction motor system and a synchronous permanent magnet motor system are provided. The first system includes a rotor made of a conductive material. The rotating alternating current magnetic field created by the stator coil system produces an induced current in the rotor, and the interaction between the induced current and the magnetic field created by the stator coil system causes the propeller to rotate. . In the second system, the rotor consists of a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction.

L'hélice est tournée par attraction ou répulsion entre les aimants et le champ magnétique rotatif créé par le système de bobine de stator.The propeller is rotated by attraction or repulsion between the magnets and the rotating magnetic field created by the stator coil system.

I1 est efficace de doter en outre le conduit sur le côté d'aspiration de la pompe d'une pompe électromagnétique du type à induction avec une petite tête comme inducteur. It is effective to additionally provide the conduit on the suction side of the pump with an induction type electromagnetic pump with a small head as an inductor.

L'hélice dans le conduit est tournée par l'interaction électromagnétique entre le rotor et le système de bobine de stator à l'extérieur du conduit pour appliquer une force d'entraînement d'une certaine direction sur le liquide dans le conduit. Le principe d'entraînement est identique à celui du moteur à induction ou du moteur synchrone à aimants permanents. Ainsi, une pompe ne comportant pas de niveau de liquide peut être réalisée. Etant donné que la force d'entraînement du liquide est donnée par l'hélice, l'efficaci- té de la pompe est élevée, comme celle de la pompe mécanique classique. The propeller in the conduit is rotated by electromagnetic interaction between the rotor and the stator coil system outside the conduit to apply a driving force from a certain direction to the liquid in the conduit. The drive principle is identical to that of the induction motor or the synchronous permanent magnet motor. Thus, a pump having no liquid level can be produced. Since the driving force of the liquid is given by the propeller, the efficiency of the pump is high, like that of the conventional mechanical pump.

La pompe électromagnétique du type à induction servant d'inducteur pour le conduit sur le côté d'aspiration de la pompe a pour fonction d'empêcher la cavitation à la portion d'aspiration de l'hélice, permettant un débit de distribution élevé à forte vitesse de rotation. The electromagnetic pump of the induction type serving as an inductor for the duct on the suction side of the pump has the function of preventing cavitation at the suction portion of the propeller, allowing a high to high delivery rate. rotation speed.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de la présente invention, référence étant faite aux dessins annexés, sur lesquels
La figure 1 est une coupe transversale verticale d'une pompe hybride selon un mode de réalisation de la présente invention;
La figure 2 est une coupe transversale prise le long de la ligne A-A de la figure 1;
La figure 3 est une coupe transversale verticale illustrant un autre mode de réalisation de la pompe hybride selon la présente invention;
La figure 4 est une coupe transversale verticale illustrant encore un autre mode de réalisation de la pompe hybride selon la présente invention; et
La figure 5 est une coupe transversale verticale illustrant une pompe mécanique classique.Other characteristics and advantages of the present invention will appear on reading the following detailed description of preferred embodiments of the present invention, reference being made to the accompanying drawings, in which
Figure 1 is a vertical cross section of a hybrid pump according to an embodiment of the present invention;
Figure 2 is a cross section taken along the line AA in Figure 1;
Figure 3 is a vertical cross section illustrating another embodiment of the hybrid pump according to the present invention;
Figure 4 is a vertical cross section illustrating yet another embodiment of the hybrid pump according to the present invention; and
Figure 5 is a vertical cross section illustrating a conventional mechanical pump.

La figure 1 est une coupe transversale verticale d'une pompe hybride selon un mode de réalisation de la présente invention et la figure 2 est une coupe transversale prise le long de la ligne A-A de la figure 1. La pompe hybride comprend une hélice 42 supportée à rotation dans un conduit 40, un rotor 44 fixé à l'hélice 42, et un système de bobine de stator 46 installé à l'extérieur du conduit 40. Le conduit 40 est élargi à la portion de pompe, où le rotor cylindrique 44 est installé dans une portion de plus grand diamètre 40a. Le rotor 44 est fait d'un matériau conducteur, par exemple de cuivre ou d'aluminium ajouté, comme il se doit, à un coeur en fer. Dans le cas de sodium liquide, cependant, le rotor est recouvert d'acier inoxydable ou d "Inconel" pour résister à la corrosion.Un corps combinant et intégrant l'hélice 42 et le rotor 44 est supporté par un palier magnétique 48. Etant donné que le conduit 40 se trouve toujours entre le rotor 44 dans le liquide et le système de bobine de stator 46 dans l'atmosphère extérieure de manière à isoler le liquide de l'atmosphère extérieure, les espaces entre le rotor 44 et la paroi du conduit sont conçus pour être les plus petits possibles. Figure 1 is a vertical cross section of a hybrid pump according to an embodiment of the present invention and Figure 2 is a cross section taken along the line AA in Figure 1. The hybrid pump comprises a propeller 42 supported rotating in a duct 40, a rotor 44 fixed to the propeller 42, and a stator coil system 46 installed outside the duct 40. The duct 40 is widened to the pump portion, where the cylindrical rotor 44 is installed in a larger diameter portion 40a. The rotor 44 is made of a conductive material, for example copper or aluminum added, as it should be, to an iron core. In the case of liquid sodium, however, the rotor is covered with stainless steel or "Inconel" to resist corrosion. A body combining and integrating the propeller 42 and the rotor 44 is supported by a magnetic bearing 48. Being given that the conduit 40 is always located between the rotor 44 in the liquid and the stator coil system 46 in the external atmosphere so as to isolate the liquid from the external atmosphere, the spaces between the rotor 44 and the wall of the ducts are designed to be as small as possible.

Le champ magnétique rotatif créé par le courant alternatif circulant dans le système de bobine de stator 46 provoque la rotation du rotor conducteur 44 par le principe connu du moteur à induction. Comme le rotor 44 est d'un seul tenant avec l'hélice 42, le liquide est entraîné dans la direction axiale (dans la direction de la flèche F) lorsque le rotor 44 tourne. Le courant alternatif circulant dans le système de bobine de stator 46 peut avoir son intensité et sa fréquence facilement modifiées par commande par thyristor, de manière que la vitesse de rotation de la pompe puisse être librement changée en modifiant le courant de la bobine de stator. The rotating magnetic field created by the alternating current flowing in the stator coil system 46 causes the conductive rotor 44 to rotate by the known principle of the induction motor. As the rotor 44 is integral with the propeller 42, the liquid is driven in the axial direction (in the direction of the arrow F) when the rotor 44 rotates. The alternating current flowing in the stator coil system 46 can have its intensity and frequency easily changed by thyristor control, so that the rotation speed of the pump can be freely changed by modifying the current of the stator coil.

Dans un autre exemple de pompe hybride, le rotor peut consister en une pluralité d'aimants permanents disposés dans une direction circonférentielle de manière que l'héli- ce soit tournée par attraction ou répulsion par le champ magnétique rotatif (c'est-à-dire le champ magnétique se déplaçant circonférentiellement) créé par le système de bobine de stator. Cette fonction est équivalente à celle d'un type de moteur synchrone à aimants permanents. Le principe d'entrainement du liquide est similaire à celui du mode de réalisation précédent, excepté pour le principe de rotation du rotor. In another example of a hybrid pump, the rotor may consist of a plurality of permanent magnets arranged in a circumferential direction so that the helix is rotated by attraction or repulsion by the rotating magnetic field (i.e. say the circumferentially moving magnetic field) created by the stator coil system. This function is equivalent to that of a type of permanent magnet synchronous motor. The principle of liquid entrainment is similar to that of the previous embodiment, except for the principle of rotation of the rotor.

La pompe hybride illustrée sur la figure 1 est du type à flux axial. La présente invention, cependant, n'est pas limitée à ce type seul, comme expliqué ci-dessous. Tandis que dans le présent mode de réalisation la direction d'écoulement du liquide est ascendante verticalement, elle peut être descendante verticalement. I1 est également possible de disposer la pompe horizontalement. The hybrid pump illustrated in FIG. 1 is of the axial flow type. The present invention, however, is not limited to this type alone, as explained below. While in the present embodiment the liquid flow direction is vertically ascending, it can be vertically descending. It is also possible to arrange the pump horizontally.

Etant donné que la pompe hybride de la présente invention ne nécessite pas de long arbre de pompe, le poids de la portion rotative est diminué, permettant une rotation à grande vitesse. Comme la forme géométrique du passage d'écoulement à la portion d'aspiration est simple, une cavitation se forme difficilement. Bien que le palier hydrostatique généralement utilisé pour la pompe mécanique classique puisse être employé, le palier magnétique qui est activé par une partie du courant de la bobine de stator est le mieux approprié. Le palier magnétique peut être du type à répulsion ou du type à attraction, et un type combinant les deux peut également être employé. Since the hybrid pump of the present invention does not require a long pump shaft, the weight of the rotating portion is reduced, allowing rotation at high speed. As the geometric shape of the flow passage to the suction portion is simple, cavitation is difficult to form. Although the hydrostatic bearing generally used for the conventional mechanical pump can be used, the magnetic bearing which is activated by part of the current from the stator coil is most suitable. The magnetic bearing may be of the repulsion type or the attraction type, and a type combining the two may also be used.

En outre, comme représenté sur la figure 1, une pompe électromagnétique du type à induction 70 (avec une petite tête) comprenant un coeur en fer 72 dans le conduit et un système de bobine 74 à l'extérieur du conduit peut être disposée sur le conduit 40 sur le côté d'aspiration de la pompe. La pompe électromagnétique 70 sert d'inducteur et empêche la formation de cavitation à la portion d'aspiration de l'hélice, permettant d'accroître encore la vitesse de rotation de l'hélice. La pompe électromagnétique 70 peut être actionnée par une partie du courant de la bobine de stator de la pompe hybride ou par un courant provenant d'une source indépendante (non représentée). Furthermore, as shown in FIG. 1, an electromagnetic pump of the induction type 70 (with a small head) comprising an iron core 72 in the duct and a coil system 74 outside the duct can be placed on the conduit 40 on the suction side of the pump. The electromagnetic pump 70 serves as an inductor and prevents the formation of cavitation in the suction portion of the propeller, making it possible to further increase the speed of rotation of the propeller. The electromagnetic pump 70 can be actuated by a part of the current from the stator coil of the hybrid pump or by a current coming from an independent source (not shown).

La figure 3 illustre un autre mode de réalisation de la pompe de la présente invention, qui est du type à retour central. Un conduit 50 présente une structure à deux tuyaux consistant en un tuyau externe 50a et un tuyau interne 50b. FIG. 3 illustrates another embodiment of the pump of the present invention, which is of the central return type. A conduit 50 has a two-pipe structure consisting of an outer pipe 50a and an inner pipe 50b.

Le tuyau externe 50a est fermé à l'extrémité supérieure et, à l'extrémité inférieure, est relié au tuyau interne 50b.The outer pipe 50a is closed at the upper end and, at the lower end, is connected to the inner pipe 50b.

Le tuyau interne 50b est ouvert à l'extrémité supérieure.The internal pipe 50b is open at the upper end.

Le tuyau externe 50a comporte une buse d'aspiration 51 formée sur le côté de sa partie inférieure. Le liquide est distribué vers le bas dans le tuyau interne 50b (la direction de l'écoulement est indiquée par la flèche F). Le tuyau externe 50a est doté d'une portion de plus grand diamètre 50c, dans laquelle un rotor cylindrique 54 est monté à rotation. Le rotor 54 comporte en son sein un aimant permanent 55. Le rotor 54 comporte une hélice 52 fomée d'm seU te- nant avec sa circonférence interne. Un espace est ménagé entre la circonférence externe du tuyau interne 50b et l'extrémité interne de l'hélice 52. Un système de bobine de stator 56 est disposé à l'extérieur de la portion de plus grand diamètre 50c du tuyau. Le principe de rotation du rotor 54 est basé sur le système de moteur synchrone à aimants permanents.Lorsqu'un conducteur est utilisé à la place de l'aimant permanent 55, le rotor avec l'hélice peut être tourné par le système de moteur à induction. Dans les deux cas, le liquide est entraîné par la rotation de l'hé- lice 52 et est inversé au centre supérieur du conduit 50 pour s'écouler dans le tuyau interne 50b. La pompe du type à retour central est adaptée à permettre une dilatation thermique axiale du conduit. La direction de l'écoulement peut être l'inverse de celle indiquée ci-dessus. La pompe électromagnétique du type à induction 70, comme représenté sur la figure 1, peut être disposée à la buse d'aspiration 51 en tant qu'inducteur.The external pipe 50a has a suction nozzle 51 formed on the side of its lower part. The liquid is distributed downwards into the internal pipe 50b (the direction of flow is indicated by the arrow F). The outer pipe 50a is provided with a larger diameter portion 50c, in which a cylindrical rotor 54 is mounted for rotation. The rotor 54 has within it a permanent magnet 55. The rotor 54 has a helix 52 shaped like a meU holding with its internal circumference. A space is provided between the outer circumference of the inner pipe 50b and the inner end of the propeller 52. A stator coil system 56 is disposed outside of the larger diameter portion 50c of the pipe. The principle of rotation of the rotor 54 is based on the synchronous motor system with permanent magnets. When a conductor is used in place of the permanent magnet 55, the rotor with the propeller can be rotated by the motor system with induction. In both cases, the liquid is driven by the rotation of the propeller 52 and is inverted at the upper center of the conduit 50 to flow into the internal pipe 50b. The central return type pump is adapted to allow axial thermal expansion of the conduit. The direction of flow may be the reverse of that indicated above. The electromagnetic pump of the induction type 70, as shown in FIG. 1, can be arranged at the suction nozzle 51 as an inductor.

La figure 4 illustre un autre mode de réalisation de la présente invention, une pompe centrifuge du type à coude. Un conduit 60 comporte un passage d'écoulement coudé à 900, dans lequel une buse d'aspiration 60a se projette
Au-dessus de la buse d'aspiration 60a se trouve une hélice 62, sur laquelle un rotor 64 est monté fixement. Le rotor 64 comprend une pluralité d'aimants permanents ou de conducteurs 65 disposés dans une direction circonférentielle. FIG. 4 illustrates another embodiment of the present invention, a centrifugal pump of the elbow type. A conduit 60 has a flow passage bent at 900, into which a suction nozzle 60a projects
Above the suction nozzle 60a is a propeller 62, on which a rotor 64 is fixedly mounted. The rotor 64 includes a plurality of permanent magnets or conductors 65 arranged in a circumferential direction.

L'hélice 62 et le rotor 64 sont supportés à rotation en une seule pièce par un palier magnétique (non représenté). Un système de bobine de stator 66 est disposé au-dessus du rotor 64 avec une paroi de conduit entre. Le principe de rotation du rotor 64 est basé sur le système de moteur synchrone à aimants permanents ou le système de moteur à induction. Le liquide est entraîné par la rotation de l'héli- ce 62 et est aspiré depuis la partie inférieure du conduit et distribué depuis le côté de celui-ci, comme indiqué par la flèche F.The propeller 62 and the rotor 64 are rotatably supported in one piece by a magnetic bearing (not shown). A stator coil system 66 is disposed above the rotor 64 with a conduit wall between. The principle of rotation of rotor 64 is based on the permanent magnet synchronous motor system or the induction motor system. The liquid is driven by the rotation of the propeller 62 and is sucked from the lower part of the duct and distributed from the side thereof, as indicated by the arrow F.

I1 ressort de ce qui précède que la présente invention propose une pompe hybride ne comportant pas de niveau de liquide en son sein et d'une efficacité pratiquement égale à celle de la pompe mécanique, étant donné que l'hélice est tournée électromagnétiquement depuis l'extérieur du conduit et que la force d'entraînement du liquide est communiquée par l'hélice en rotation. La pompe hybride de la présente invention supprime un long arbre de pompe, un mécanisme d'étanchéité d'arbre, un palier supérieur, une plaque d'isolation thermique, une colonne de trop-plein, etc, nécessaires pour la pompe mécanique classique, diminuant la dimension globale et le poids de la pompe. Par exemple, l'on estime que la longueur axiale est ramenée à moins d'un cinquième environ et le poids à moins d'un dixième. En outre, comme un long arbre de pompe n'est pas nécessaire, l'hélice peut être entraînée à une vitesse de rotation élevée. En conséquence, le diamètre de l'hélice peut être réduit, ce qui diminue sensiblement sa taille et son poids. I1 emerges from the above that the present invention provides a hybrid pump having no liquid level therein and an efficiency substantially equal to that of the mechanical pump, since the propeller is rotated electromagnetically from the outside the duct and that the driving force of the liquid is communicated by the rotating propeller. The hybrid pump of the present invention eliminates a long pump shaft, a shaft sealing mechanism, an upper bearing, a thermal insulation plate, an overflow column, etc., necessary for the conventional mechanical pump, reducing the overall size and weight of the pump. For example, it is estimated that the axial length is reduced to less than about a fifth and the weight to less than a tenth. In addition, since a long pump shaft is not necessary, the propeller can be driven at a high rotational speed. As a result, the diameter of the propeller can be reduced, which significantly reduces its size and weight.

La présente invention permet également de réaliser une pompe de circulation principale légère, sans niveau de liquide, qui peut être supportée par flottement ou incorporée dans un échangeur de chaleur intermédiaire, rendant l'implantation des éléments d'un réacteur nucléaire très compacte. En conséquence, la taille et le coût de construction du bâtiment du réacteur nucléaire sont diminués. Etant donné que le liquide n'a pas besoin d'être conducteur, la présente invention peut être appliquée à des pompes d'central nement de liquide non seulement pour les réacteurs refroidis au sodium mais également pour les réacteurs refroidis à l'eau légère, les systèmes de distribution et d'évacuation d'eau, et les installations chimiques. The present invention also makes it possible to produce a light main circulation pump, without liquid level, which can be supported by floating or incorporated in an intermediate heat exchanger, making the layout of the elements of a nuclear reactor very compact. As a result, the size and cost of construction of the nuclear reactor building are reduced. Since the liquid need not be conductive, the present invention can be applied to liquid centralization pumps not only for reactors cooled with sodium but also for reactors cooled with light water, water distribution and drainage systems, and chemical installations.

Claims

1. Hybrid pump including

a conduit (40,50,60) through which a liquid can flow;

a propeller (42,52,62) rotatably supported in said conduit;

a rotor (44,54,64) fixed to the propeller (42,52,62) and rotating in one piece with it; and

a stator coil system (46,56,66) installed outside of said conduit (40,50,60);

such that said propeller (42,52,62) is rotated by electromagnetic interaction between said rotor (44,54,64) and said stator coil system (46,56,66).

2. Hybrid pump according to claim 1, wherein said rotor (44,54,64) is made of a conductive material, a current being induced in said rotor by a rotating alternating magnetic field created by said coil system. stator (46,56,66), and the interaction between said induced current and said magnetic field created by said stator coil system causing said propeller (42,52,62) to rotate.

3. Hybrid pump according to claim 1, in which said rotor (64) comprises a plurality of permanent magnets (65) arranged in a circumferential direction, and said impeller (62) is turned by attraction or repulsion by a rotating magnetic field created by said stator coil system (66).

4. Hybrid pump according to claim 1, in which said propeller (42) is supported by a magnetic bearing (48).

5. The hybrid pump according to claim 1, wherein an electromagnetic pump of the inductor type (70) is disposed on said conduit (40) on the suction side of the pump.