CN103928060A - 核电站非能动氢气复合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种核电站非能动氢气复合器，其包括框架、包覆框架的包覆层，以及由框架和包覆层围成的通道。非能动氢气复合器的底部设有一层空气入口和装有催化板的一层抽屉，顶部设有气体出口，一层抽屉与出气口之间设有二层空气入口和装有催化板的二层抽屉。相对于现有技术，本发明核电站非能动氢气复合器中，装有催化板的一层抽屉和二层抽屉可增大催化剂与空气的接触面积，保证氢气与氧气的反应速度，提高消氢效率；一层空气入口和二层空气入口可增加空气入口的面积，减少空气流动阻力，提高氢复合效率。

Description

核电站非能动氢气复合器

技术领域

本发明属于核能工业部门除氢装置领域，更具体地说，本发明涉及一种核电站非能动氢气复合器。

背景技术

核电站严重事故下，氢气在安全壳内会快速燃烧或爆炸，产生较高的温度和较大的压力载荷，破坏安全壳的完整性，导致大量的放射性物质向周边环境释放。例如，在日本福岛核事故中，福岛核电站1-4号机组在严重事故下均发生了较为严重的“氢爆”，造成了大量的放射性泄露。因此，基于安全方面的考虑，确有必须采取缓解措施，以安全的方式将氢气与氧气复合。

核电站严重事故下，氢气复合器的功能是在设计基准事故和严重事故工况下，利用催化剂作用使氢氧复合成水，以消除安全壳内产生的氢气，限制安全壳内的氢气浓度在燃烧和爆炸值以下，确保安全壳的完整性。

但是，现有的氢气复合器一般存在以下缺陷：首先，催化剂与氢气、氧气的接触面积不足，催化效率不理想；其次，空气入口面积小，消氢效率低。

有鉴于此，确有必要提供一种新型的核电站非能动氢气复合器，以克服现有技术中存在的缺陷和不足。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种新型核电站非能动氢气复合器，其具有较理想的消氢效率和氢复合效率。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种核电站非能动氢气复合器，其包括框架、包覆框架的包覆层，以及由框架和包覆层围成的通道。核电站非能动氢气复合器的底部设有一层空气入口和装有催化板的一层抽屉，顶部设有气体出口，一层抽屉与出气口之间设有二层空气入口和装有催化板的二层抽屉。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述二层空气入口为对称设置的两个空气入口，两个空气入口之间的通道下宽上窄。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述两个二层空气入口的截面均呈三角形。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述气体出口处设有栅格。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述框架通过槽钢焊接而成，所述包覆层为钢板。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述一层抽屉的抽拉方向垂直于二层抽屉的抽拉方向。

作为本发明核电站非能动氢气复合器的一种改进，所述一层抽屉的抽拉方向平行于二层抽屉的抽拉方向。

相对于现有技术，本发明核电站非能动氢气复合器具有以下有益效果：

首先，装有催化板的一层抽屉和二层抽屉的设置，使得在氢气复合器的体积不变的情况下，可增大催化剂与空气的接触面积，保证氢气与氧气的反应速度，提高消氢效率；

其次，一层空气入口和二层空气入口的设置，使得在氢气复合器的体积不变的情况下，可增加空气入口的面积，减少空气流动阻力，提高氢复合效率。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式，对本发明核电站非能动氢气复合器及其有益技术效果进行详细说明，附图中：

图1是本发明核电站非能动氢气复合器第一实施方式的主视图。

图2是本发明核电站非能动氢气复合器第一实施方式的左视图。

图3是本发明核电站非能动氢气复合器第一实施方式的后视图。

图4是本发明核电站非能动氢气复合器第一实施方式的俯视图。

图5是本发明核电站非能动氢气复合器的第二实施方式的主视图。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案和有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅是为了解释本发明，并非为了限制本发明。

请参阅图1至图4所示，本发明核电站非能动氢气复合器100的第一实施方式包括框架102、包覆层104，以及由框架102和包覆层104围成的贯通的中空通道106。在图示实施方式中，框架102是由槽钢焊接而成，包覆层104为钢板。

本发明核电站非能动氢气复合器100的底部设有一层空气入口200和装有催化板的一层抽屉202，顶部设有气体出口400。此外，气体出口400处还设有栅格402。

与现有技术不同的是，本发明核电站非能动氢气复合器100中，一层抽屉202与出气口400之间设有二层空气入口300和装有催化板的二层抽屉302。在图示实施方式中，二层空气入口300为对称设置，两个二层空气入口300的横截面均呈三角形，二层空气入口300之间的通道下宽上窄。

需要说明的是，在本发明核电站非能动氢气复合器的第一实施方式中，一层抽屉202从图1所示的正面方向进行拉伸(垂直于图1所示的纸面方向进行抽拉)，二层抽屉302是从图1所示的侧面方向进行抽拉(沿着图1所示的纸面的宽度方向进行抽拉)。换句话说，一层抽屉202的抽拉方向垂直于二层抽屉302的抽拉方向。

以下结合图1至图4所示，详细说明本发明核电站非能动氢气复合器100的运行过程：

请参照图1中的箭头方向所示，外部空气通过一层空气入口200和二层空气入口300进入核电站非能动氢气复合器100的通道106内，通道106内的氢气在催化板上的催化剂的作用下迅速与空气中的氧发生化学反应并生成水蒸汽，水蒸汽向上流经通道106，最终从气体出口400处的栅格402排出。

需要特别说明的是，在上述氢气复合器100的运行过程中，通道106实现了类似烟囱的抽吸效果：当空气进入通道106后，氢气、氧气含量超过一定值时开始反应生成水蒸汽，由于化学反应释放大量热量，使得下部气体的密度变小，产生向上的浮力，生成的水蒸汽便会在通道106内开始向上流动，新空气不断从一层空气入口200和二层空气入口300吸入，反应后的水蒸汽及其余气体通过空气出口400处的栅格402排出，形成自然对流。

结合以上对本发明的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明核电站非能动氢气复合器100至少具有以下有益技术效果：

首先，设置了装有催化板的一层抽屉202和二层抽屉302，在氢气复合器100的体积不变的情况下，可增大催化剂与空气的接触面积，保证氢气与氧气的反应速度，提高了消氢效率；

其次，设置了一层空气入口200和二层空气入口300，在氢气复合器100的体积不变的情况下，增加了空气入口的面积，减少了空气流动阻力，提高了氢复合效率。

图5所示为本发明核电站非能动氢气复合器的第二实施方式的示意图，其与第一实施方式不同之处仅在于：一层抽屉202和二层抽屉502都是从图5所示的正面方向进行抽拉(垂直于图5所示的纸面方向进行抽拉)。换句话说，一层抽屉202的抽拉方向平行于二层抽屉502的抽拉方向。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (7)

1.一种核电站非能动氢气复合器，包括框架、包覆框架的包覆层，以及由框架和包覆层围成的通道，其特征在于：所述核电站非能动氢气复合器的底部设有一层空气入口和装有催化板的一层抽屉，顶部设有气体出口，一层抽屉与出气口之间设有二层空气入口和装有催化板的二层抽屉。

2.根据权利要求1所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述二层空气入口为对称设置的两个空气入口，两个空气入口之间的通道下宽上窄。

3.根据权利要求2所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述两个二层空气入口的截面均呈三角形。

4.根据权利要求1所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述气体出口处设有栅格。

5.根据权利要求1所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述一层抽屉的抽拉方向垂直于二层抽屉的抽拉方向。

6.根据权利要求1所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述一层抽屉的抽拉方向平行于二层抽屉的抽拉方向。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的核电站非能动氢气复合器，其特征在于：所述框架通过槽钢焊接而成，所述包覆层为钢板。