CN104575632B - 可燃气体燃烧控制器 - Google Patents
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Abstract
提供了一种用于压水反应堆核电站的可燃气体燃烧控制器，更特别地，涉及一种安装在外部烟囱或者安全壳外的过滤通风系统的后端的可燃气体燃烧控制器，配置以将可燃气体，如氢气、一氧化碳等转变成蒸气、二氧化碳等，并且同时，独自运转而没有外部电源供应。因此，可燃气体燃烧控制器可以通过可燃气体的再结合反应，执行稳定地燃烧控制，而没有氢气爆炸可能性，防止有毒的一氧化碳的排放，并通过淬火网防止火焰逆流。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2013年10月17日提交的韩国专利申请10-2013-0123981号的优先权和利益，其全部内容通过引用全面地包含在本申请内。
技术领域
本发明涉及一种用于压水反应堆核电站的可燃气体燃烧控制器，更特别地，涉及一种安装在外部烟囱或者安全壳外的过滤通风系统的后端的可燃气体燃烧控制器，配置以将可燃气体，如氢气、一氧化碳等转换成水蒸气、二氧化碳等，并且同时，独自运转而没有外部电源供应。
背景技术
虽然安装在核电站的安全壳的过滤通风系统执行将氢气、一氧化碳和不凝性气体排放到大气中的功能，当氢气和可燃气体迅速排放到大气中时，会发生氢气的燃烧。特别是，当空气从外部引入时，燃烧的火焰可能向过滤通风设备的方向回火。因此，随着火焰生成，排气塔或排气烟囱可能会受损，而且，当发生回火时，根据情况装备可能会严重受损。特别是，当不完全燃烧的一氧化碳直接排放到大气中时，会对人体有害。
与此同时，在安全壳中安装一种用于去除氢气的被动装置。该被动装置是一个被动的自动催化复合器(PAR)系统。根据核电站安全壳的规模，安装大约20到40个的被动装置，通过氢气催化燃烧从安全壳中去除氢气。上述传统的PAR是在韩国实用新型公开20-0464123号中公开的被动PAR，其包括盖体，在盖体下端形成有入口，并且包含氢气的空气通过该入口引入，在盖体上端的三个表面上形成有出口，通过该出口将引入的空气排出，并且导流板，从该三个表面朝向剩余的表面倾斜，从而引导空气流动至出口；安装在盖体下端的蜂窝式催化剂体，其与引入的氢气反应从而去除氢气；以及催化剂体壳体组件，其上装有催化剂体，配置以可拆卸地安装催化剂体在盖体的下端，其中顶板安装在该形成出口的三个表面上，该顶板在盖体的上端设置用于防止液体从上面流下从而通过该出口引入盖体。
然而，即使当安全壳内安装催化耦合器时，安全壳内的可燃气体，如氢气、一氧化碳等，通过过滤通风设备排放到大气中，当可燃气体通过过滤通风设备排放到安全壳外部时，会不完全氧化。因此，即使在安全壳内安装了现有技术中公开的被动的自动催化复合器时，仍需要额外的设备来去除不可避免地排放至外部的可燃气体，如氢气或一氧化碳。然而，在韩国实用新型公开20-0464123号中公开的结构，不能安装在外部烟囱或安全壳外的过滤通风设备的后端上。
[引用列表]
[专利文献]
(专利文献1)韩国实用新型公开20-0464123号。
发明内容
为了解决这个问题，本发明旨在提供一种可燃气体燃烧控制器，其安装在安全壳外过滤通风设备的后端或者其他排气设备的后端，通过空气与可燃气体进行稳定再结合反应，能进行稳定的燃烧控制而不会发生氢气爆炸，防止有毒的一氧化碳的排放，并通过淬火网防止火焰回火。此外，该控制器可用于常规产业的设备的可燃气体的排放管。
根据本发明的一个方面，提供了一种可燃气体燃烧控制器，包括：支撑架，具有在其下端形成的可燃气体入口，并且在其侧表面形成的流体入口；淬火网，其设置在可燃气体入口上或者可燃气体燃烧控制器的出口之下，并固定到支撑架；以及至少一个复合器，其设置在淬火网上或淬火网下，并且固定安装到支撑架。
附图说明
结合附图以及具体实施方式的描述，本发明的上述和其他目标，特征和优点，对于本领域技术人员而言将变得更加显而易见，其中：
图1是显示根据本发明一实施方式的可燃气体燃烧控制器的视图；
图2是显示图1的压水反应堆的可燃气体燃烧控制器配置的剖视图；
图3A是显示图2的第一实施方式的淬火网的视图；
图3B是显示图2的第二实施方式的淬火网的视图；
图4A是显示图2第一实施方式的复合器的透视图；
图4B是显示图2第二实施方式的复合器的透视图；
图5是显示根据本发明的可燃气体燃烧控制器的风扇的安装状态的视图；以及
图6是图5沿A-A截面的剖视图。
具体实施方式
结合附图和具体实施方式的描述，本发明的优点和特性以及实现这些的方法将变得显而易见。
然而，本发明不限于下面描述的实施方式，而可以进行各种修改。以下描述的实施方式是为了让本领域技术人员能够实施和实践本发明。为了明确地描述本发明，说明书没有涉及的部件从附图中省略。
在整个说明书附图中，相同的附图标记指代相同的元件。
以下，将结合附图描述根据本发明示例性实施方式的可燃气体燃烧控制器，但是省略或者简化了与本发明精神无关的一些元件。然而，这些省略的元件不是本发明不必要的元件，本领域技术人员可以结合并用于本发明。
图1是显示根据本发明的可燃气体燃烧控制器的一实施方式的视图。
如图1所示，当安全壳500内的压力达到一定压力或更高时，安全壳压力调节阀510打开。在安全壳500外安装安全壳压力调节阀510是为了均匀地保持安全壳500内的压力。
不管安全壳500内的氢气浓度，由于当安全壳500的压力到达或者高于一定压力值时，安全壳压力调节阀510会自动打开，安全壳500内存在的可燃气体和放射性物质与将要引入到过滤通风设备600的空气一起排放到安全壳压力调节阀510。这里，由于该过滤通风设备600执行去除引入的空气中所包含的放射性蒸汽和裂变产物的功能，当引入的空气中所包含的放射性蒸汽和裂变产物被去除后，从过滤通风设备600中排放的气体中的氢气和一氧化碳的浓度增加到相对较高的水平。由于从过滤通风设备600中排出的气体中包含的可燃气体如氢气、一氧化碳等应当被去除，以便不排放到外界，因此应在核电站烟囱700中安装自动催化复合器，过滤通风设备600中过滤的气体通过该烟囱排放。
如图1所示，根据本发明实施方式的可燃气体燃烧控制器被描述为安装在核电站烟囱700内，但是本发明不限于此，该可燃气体燃烧控制器可以安装在过滤通风设备600中。在这种情况下，可燃气体燃烧控制器可以安装在可燃气体的流动通道中或者安装在过滤通风设备600中设置的可燃气体存储罐中。
图2是显示图1的可燃气体燃烧控制器的配置的剖视图。
如图2所示，根据本发明的实施方式的可燃气体燃烧控制器，包括：支撑架、淬火网以及复合器；支撑架，在其上端形成有出口150，并具有外部流体入口120，该支撑架构成为下部开放使得引入可燃气体的可燃气体入口100在其下端形成，并且外部流体入口120在支撑架的侧壁上形成以引入外部空气，淬火网200设置在可燃气体入口100的上面，并且结合并固定到支撑架的一侧，复合器300设置在淬火网200上面，并且结合并固定到支撑架的一侧。
如图2所示，本发明的实施方式的淬火网200被描述为设置在可燃气体入口100之上，然而本发明并不限于此，该淬火网200可以安装在可燃气体燃烧控制器的出口150的下面。当然在这种情况下，复合器300设置在淬火网200的下面。
因此，从过滤通风设备600的出口排放的可燃气体，通过可燃气体入口100引入到核电站烟囱700中，在此，外部流体入口120可以具有一种结构，在该结构中可燃气体可以很容易地从外部引入到内部，而不是从内部到外部。
同时，可燃气体引入到可燃气体入口100，通过淬火网200到达具有蜂窝结构的复合器300，并且安装淬火网200以防止火焰回火和火焰传播，从而进行稳定的再结合反应。即，由于热量传递到淬火网200从而降低了火焰温度，同时火焰通过淬火网200传播以降低火焰强度，而在化学方面，淬火网200将加快连锁分支反应的活性基改变为稳定的化学物种，从而降低化学反应速率并弱化火焰的强度。
因此，当热量传递程度和自由基终止反应的级别加强到某一级别或者之上时，火焰会熄灭，并且利用火焰强度衰减和火焰熄灭现象可以控制氢气燃烧。
图3A和3B是显示图2淬火网的实施方式的视图。
如图3A和3B所示，淬火网200配置成防止火焰的传播而且是一个细的金属网结构，淬火网200可以是一个不锈钢网结构，淬火网200的网格大小和结构根据可燃气体的种类而发生变化。
通过淬火网200的可燃气体与从流体入口120引入的空气一起引入到复合器300中，并且可燃气体与空气中包括的氧气反应。在这里，如附图所示，淬火网的形状可以根据复合器的形状而修改。
图4A和4B是显示图2的复合器的实施方式的透视图。
如图4A和4B所示，复合器300的结构是在蜂窝结构表面涂覆催化剂的结构，并且铂或钯和二氧化钛或氧化铝的混合物可以用作再结合氢气和一氧化碳的催化剂。根据本发明的复合器300并不局限于上述的蜂窝结构，可以形成为板结构。
催化剂的材料不特别受限，只要其能与氢气反应以去除氢气即可。例如，涂覆氧化铝，然后在其上涂覆铂用作催化剂。如图4A和4B所示，复合器300多级安装在核电站烟囱700中，使得所有的可燃气体完全被氧化，然后排放到外部。在这里，复合器300可以根据需要形成各种形状，如圆形或矩形，只要复合器300可以固定在烟囱里即可。
与此同时，当氢气和一氧化碳的浓度很高时，可以在复合器300之上发生燃烧。在这种情况下，火焰可能反向流动。为了防止该反向流动，如上所述，淬火网200安装在复合器300的下面。
通过淬火网200的可燃气体与通过流体入口120引入的空气一起引入到复合器300中，并且可燃气体与空气中包含的氧气发生反应转化成蒸汽、二氧化碳、不凝性气体等。由于这样的反应通常是放热反应，因此气体被加热，当可燃气体燃烧控制器安装在重力方向时，可燃气体通过浮力效应被排放。也就是说，大部分的气体通过浮力从可燃气体燃烧控制器上部排放，并且可燃气体通过入口排放到外部大气中的流量几乎可以忽略不计。此外，由于可燃气体的浮力随着再结合产生的热量而产生，并且可燃气体被移动到复合器300上部并排出，因此可燃气体燃烧控制器可以作为无需单独动力的被动设备而被驱动。
如上所述，通过可燃气体和空气的再结合，由于可燃气体可以转变成蒸汽、二氧化碳、不凝性气体等，因此可以实现无氢气爆炸可能性的安全燃烧控制。此外，可以防止有毒的一氧化碳的排放，并且可以通过淬火网200防止火焰的逆流。
图5是显示根据本发明核电站的可燃气体燃烧控制器的另一实施方式的视图，显示了安装独立风扇的状态，并且图6是图5的沿A-A线的剖视图。
如图5所示，可燃气体燃烧控制器安装在核电站烟囱700的环形部分中，并且风扇400安装在环形部分中心的上部，使得外部空气(大气)可以强行进入环形部分中心的下部。环形部分中心执行外部空气引入通道410功能，此时引入的空气可以通过风扇流体入口420将引入到可燃气体入口内的可燃气体经由核电站烟囱700的出口平稳地排放。在这种情况下，如图6所示，复合器300和淬火网200配置为一个沿着外部空气引入通道410外围形成的环形形状。在这里，淬火网200可选择性地安装在复合器300之上或之下。然而，根据该实施方式，具有环形形状的可燃气体燃烧控制器具有环形部分，其下部关闭，阻止任何引入到外部空气引入通道410的可燃气体直接排放到大气中。
同时，图6是具有环形形状的复合器300的另一实施方式的视图，显示的是沿图5A-A线的剖视图。如图6所示，支撑架800具有环形形状，风扇400安装在环形部分的中心，并且具有环形形状的复合器300安装在支撑架800中。
从上述可以看出，根据本发明可燃气体燃烧控制器安装在安全壳外部的过滤通风设备的排气管或排气烟囱上，通过可燃气体的再结合反应，能执行稳定的燃烧控制而不会发生氢气爆炸，防止毒气，即一氧化碳的排放，并且通过淬火网防止火焰的逆流和火焰的传播。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，可以对本发明的上述示例性具体实施方式进行各种修改，而不会背离本发明的精神或范围。因此，本发明旨在覆盖所有的这种修改，只要它们在所附权利要求书和等同方式的范围内。
Claims (7)
1.一种可燃气体燃烧控制器，包括：
支撑架，在其下端形成有可燃气体入口，并且在其侧表面形成有多个流体入口；
淬火网，其设置在可燃气体入口之上或者可燃气体燃烧控制器的出口之下，并固定到支撑架；以及
多个复合器，其设置在淬火网之上或之下，并且以多级形式固定安装到支撑架，
其中，所述多个流体入口分别设置在所述侧表面中所述淬火网与所述复合器之间及相邻的所述复合器之间的区间，流入所述可燃气体入口的可燃气体通过所述淬火网与从所述流体入口引入的空气一起到达所述复合器，所述可燃气体与所述空气中包含的氧气发生反应并进行转化，转化后的气体通过浮力效应从可燃气体燃烧控制器上部排放，
所述支撑架具有环形形状，并且风扇安装在环形部分的中心的上部，使得外部空气强行引入到环形部分的中心的下部，并通过形成于所述环形部分中心的风扇流体入口，
所述环形部分的中心的下部形成为封闭结构。
2.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，复合器具有催化剂涂在蜂窝结构或板结构的表面上的结构。
3.根据权利要求2所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，催化剂是铂或钯和二氧化钛或氧化铝的混合物。
4.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，可燃气体燃烧控制器安装在设置于核电站安全壳的外部的外部烟囱内。
5.根据权利要求1所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，可燃气体燃烧控制器安装在设置于核电站安全壳的外部的过滤通风设备中。
6.根据权利要求5所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，可燃气体燃烧控制器安装在设置于所述过滤通风设备内的可燃气体的流动通道上。
7.根据权利要求5所述的可燃气体燃烧控制器，其特征在于，可燃气体燃烧控制器安装在设置于所述过滤通风设备内的可燃气体的存储罐中。
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