CN1244945A - 使一气体混合物中氢气复合的装置 - Google Patents

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Abstract

一种复合一气体混合物中氢气的装置(1、1′),该装置特别适用于核电厂。在核电厂的运行过程中要特别可靠地避免所述气体混合物被无意点燃。本发明装置包括一催化剂装置(2),它被安装在一运行时供所述气体混合物以自由对流方式流动的壳体(4)中;该催化剂装置配置有一火焰阻挡装置(8)。在此,优选将一沉积物捕集器(14)组装到该火焰阻挡装置(8)中,从而可靠地避免那些脱离所述催化剂装置(2)的热催化剂颗粒逆气体混合物的流动方向逸出。

Description

使一气体混合物中氢气复合的装置
本发明涉及一种使一气体混合物中氢气复合的装置，该装置尤其可用于核电站。
在一核电厂中发生故障和事故时，这虽然是不大可能发生的，但例如因为堆芯加热可能出现锆的氧化。在这种情况下下必须考虑到氢气和一氧化碳气体在包围反应堆堆芯的安全容器或安全壳内形成和释放。因此在所述容器内会产生爆炸性气体混合物。
为了阻止在核电厂安全容器内形成此类爆炸性气体混合物，人们探讨各种装置和方法，其中例如有催化复合器、催化和电驱动点火装置或上述两种装置的组合以及将所述安全容器永久或事后惰性化的方法。
当采用一催化复合器来消除由所述安全容器的大气中逸出的氢气时，应特别注意使氢气早期地且无火焰地与氧气复合。此时，应可靠地避免因氢气燃烧蔓延而出现显著的压力。在德国专利申请19636557.0(未在先公开)中提出了一种适合早期启动的复合装置，该装置即便在所述安全容器气氛中使用更长的时间也基本上不会失去有效性，且在低的环境温度下被动启动。采用这样一种复合装置，有可能例如在一所述安全容器气氛的蒸汽惰性化阶段中使氢气“和缓”地复合且不会被点燃。由US-PS5,167,908公知一种将氢气与氧气复合的催化器系统。
由EP 0 436 924 A1公知一种带有一壳体保护装置的复合器系统，该壳体保护装置根据一外部温度而自动打开。在该复合系统的一准备状态，该壳体保护装置被闭合，从而避免所述复合器的催化活性表面被污染。
在一由EP 0 416 140 A1公知的复合器装置中却配置了过滤剂，这些过滤剂留住来自环境大气的有害物质，例如尘埃，并因此保护所述复合器装置的催化剂免受污染。
由EP 0 388 955 A1公知一复合器装置，在此装置中附加配置一点火装置，以便触发一受控氢气燃烧过程。
各公知复合器系统的出发点是在特别小的零部件尺寸条件下有一特别高的复合器功率以及有一高耐污染性。此外，对采用一装置来复合核电厂气体混合物中的氢气而言，还要确保不会给核电厂的安全造成负面影响。应该考虑到，一种用来复合所述氢气的催化器系统通常会因复合而变热，且由于其温度升高而促成在核电厂安全容器气氛内的气体混合物被无意点燃。
因此，本发明的目的是提供一种使一气体混合物中氢气复合，尤其是使核电厂安全容器气氛中的氢气复合的装置，在该装置运行时尤其要可靠避免所述气体混合物被无意地点燃。
对于上述类型的装置而言，本发明的目的是这样实现的，即，为一相应的催化器装置配置一火焰阻挡装置；该催化器装置安装在一工作时供气体混合物自由对流的壳体中。
在此，“自由对流”特别是指：由于在催化器装置周围的氢气的复合而导致气体混合物的局部温升产生一动压头，它过度补偿所述复合装置中的压力损耗，使得所述气体混合物的流动不借助外部驱动手段仅由所述复合装置即可得到保证。在此，所述壳体被设计成具有一近似垂直布置的井筒结构，从而在工作时起动一支持气体混合物流动的烟囱效应。
本发明以如下知识为基础：在复合装置四周的气体混合物由于从该装置泄露出的在复合时产生的火焰会被无意点燃。为了可靠地避免这一点，由壳体包围的复合装置内腔应与其外室无爆炸技术联系。为此设置火焰阻挡装置，火焰阻挡装置在此应布置成能特别可靠地阻止火焰逆气体混合物流动方向传播。
所述火焰阻挡装置可被构造成全部或部分包围所述壳体的孔板或格栅。优选将火焰阻挡装置连接在催化器装置的前面。
为了特别可靠地避免包围复合装置的气体混合物被无意点燃，比较有利的是将一沉积物捕集器连接在所述催化器装置的前面。
如以令人吃惊方式指出的那样，所谓“流浪的(vogabundiert)”热催化剂颗粒也促成所述包围复合装置的气体混合物被点燃。在复合装置工作时或在其处于静止状态时，可能出现颗粒从所述催化器装置中脱离。这些脱离的催化剂颗粒可由于在所述氢气复合时释放的热量而具有一高温，并因此在其进入一可被点燃的气体混合物，例如复合装置周围的气体混合物时点燃它。为了特别可靠地避免由复合装置排出的流浪的催化剂颗粒引起的点火，设置沉积物捕集器。沉积物捕集器在此相宜地组合到所述火焰阻挡装置中。
为了特别可靠地避免由流浪的热催化剂颗粒引起包围复合装置的气体混合物被点燃，比较有利地是用流进所述壳体内的气体混合物来冷却沉积物捕集器。由此确保以特别简便的方式迅速可靠地冷却撞击在沉积物捕集器上的灼热的催化剂颗粒。
复合装置的壳体相宜地在气体混合物流出口上方具有一壳体盖。一种特别适合于所述气体混合物以自由对流方式流动且被构造成井筒状的壳体因而也可与一安装在上面的喷雾系统相结合来使用，而不会出现液滴直接撞击在催化剂装置上。由液滴直接撞击在催化剂装置上而导致冲刷催化剂颗粒的可能性因而很小。
更为有利的是，所述火焰阻挡装置具有多个供气体混合物流入的入口，它们的平均尺寸大小0.1mm、优选大于0.2mm。这些流入口的平均尺寸相宜地最大为3mm、优选最大为2mm。将所述流入口设定在这一尺寸确保了所述火焰阻挡装置的工作，其中，更小尺寸的颗粒例如尘埃可自由透过。由此可靠地避免由小颗粒例如尘埃引起的堵塞危险。由此，由所述复合装置引起的且与所述气体混合物的流动状态有关的压力损耗即便在运行更长时间后仍然很小。此外，在这样设计尺寸以及适当选择入流面积的情况下，可这样来设计所述复合装置，即，在考虑到所述氢气复合率的前提下使流入的气体混合物具有一特别有利的流动速度。
为了特别可靠地阻止在复合装置之外的气体混合物被点燃，一由催化剂装置和火焰阻挡装置限定的爆燃空间与复合器井筒或井筒式壳体的空间相比，优选小于复合器井筒空间的约20％。在此更为有利的是，所述爆燃空间将火陷限制在最大0.3m的火焰长度上，或使火焰阻挡装置至催化剂装置的平均间距最大为0.3m。
为了避免粗颗粒与那些由于复合反应而被加热的气体混合物一起从复合装置中排出，优选将一粗颗粒捕集器连接在催化器装置的后面。在此这样来设计该粗颗粒捕集器，即，一方面能有效地阻止脱离催化器装置的游离的催化剂颗粒从所述复合装置中排出，另一方面在所述粗颗粒捕集器区域内使流过的气体混合物出现一混合作用，使得温度均匀化。在此这样来确定所述粗颗粒捕集器的尺寸，使得小尺寸的颗粒，例如大气尘埃可自由穿透过。在此，并不需要对大气尘埃进行过滤，尤其是因为通过在所述催化剂装置上的热力性或温度感应性推斥，在相当程度上避免了尘埃的沉积。由此可靠地避免了由尘埃引起的堵塞危险，因而防碍复合装置中自由对流的压力损耗即便在复合装置运行更长时间时仍然很小。气体混合物通过复合装置的流量由此即便在运行更长时间时也不会受到不利影响。为此更为有利的是，所述粗颗粒捕集器具有多个穿透孔，它们具有一最小为0.1mm、优选最小为0.2mm、最大为1mm的平均缝隙宽度。在此，所述粗颗粒捕集器被构造成单层筛网板或具有多层筛网结构或纤维结构甚或为这两种结构的组合。
为了将复合装置的表面温度限制在一明显低于包围该复合装置的气体混合物的燃点的温度上，更为有利的是所述壳体具有一绝缘包套。在此在采用一双层套结构时可配置一空气隙或者也可配置耐温和耐辐射的绝缘材料。为了减小因辐射引起的热传导，壳体的内表面可以镜面化。此时要抛光内表面，使其产生三维镜面效果，该镜面效果尤其在一高于500℃的温度范围内将相关的辐射传热保持在很小。
为了将所述由复合装置中逸出的气体混合物冷却至一明显低于包围该复合装置的气体混合物燃点的温度，相宜地将一混合段连接在所述催化剂装置的后面，该混合段用于将外界气氛与那些从所述催化剂装置中逸出的气体混合物相混合。在此相宜地将该混合段在流动侧设置在粗颗粒捕集器的后面。在此为了混合，优选在壳体内设置多个缝隙，以便将外界气氛引到在所述壳体内流动的气体混合物中。
为了特别可靠地避免包围复合装置的气体混合物被无意点燃，相宜地设计复合装置，使得那些从催化剂装置中流出且因氢气复合而被加热的气体混合物具有一低于包围该复合装置的气体混合物的燃点的温度。对此，更为有利的是将一静态混合器连接在催化剂装置的后面，该混合器使从催化剂装置流出的气体混合物的温度均匀化或均衡化。在此，局部受热特别强烈的部分气体混合物与局部受热特别微弱的部分气体混合物相混合，从而避免了很高的最高温度。
为了特别有效地复合导入气体混合物中的氢气，所述催化剂装置相宜地具有用作催化活性材料的铂/或钯。该催化剂装置相宜地包括一些近似板状的催化剂体，其中，每两个相邻催化剂体之间的平均间距最小为0.8cm，最大为3cm。在此，为在微小空间内得到一高复合率，更为有利的是各催化剂体两侧均涂覆催化剂材料以形成反应表面，其中，所述气体混合物既可经过各催化剂体的前侧反应面又可经过各催化剂体的后侧反应面。
所述催化剂体相宜地被保持在一共同的支架中。所述复合装置由此可以特别低的组装和安装成本进行制造。在此更为有利的是，该支架具有良好的导热性，使得以特别简便的方式确保在所述催化剂装置范围内的温度均匀化。
为了使所述从催化剂装置中流出的气体混合物的温度特别可靠地被保持低于包围该复合装置的气体混合物的燃点，更为有利的是该催化剂装置被设计用于氧化气体混合物中的一部分氢气，优选用于氧化气体混合物中少于70％、但最好少于50％的氢气。
可以在所述复合装置内实现一特别可靠的对流流动，此时更为有利的是所述壳体在气体混合物的流动方向上具有一最小为0.4m、优选最小为1m、最大为2m的长度。
由本发明获得的优点主要在于：通过连接在所述催化剂装置前面的火焰阻挡装置，能可靠地避免一个因氢气复合时所释放热量而出现的火焰扩散到所述复合装置之外的空间区域内。在此，通过适当设定火焰阻挡装置的尺寸，可以设计一具有特别低的压力损耗的复合装置，使得复合装置能以自由对流的方式并由此以简便的手段被驱动。此外合乎目的的是，将所述沉积物捕集器连接在催化剂装置的前面，且更为有利的是将沉积物捕集器组合到火焰阻挡装置中，通过这一沉积物捕集器可靠地避免脱落的游离态热催化剂颗粒排出到复合装置之外的空间区域内。由此在避免复合装置之外空间区域内的可燃气体被无意点燃的情况下，可使复合装置在可燃气氛中能无火焰运行。
下面借助附图对本发明的实施例作进一步详细说明，附图中：
图1示出使一气体混合物中氢气复合的装置；
图2示出另一使一气体混合物中氢气复合的装置；
图3为图2所示装置按截面线III的剖面图；
图4为图2所示装置按截面线IV的剖面图。
在所有附图中用相同的附图标记表示同样的部件。
图1所示装置1和图2所示装置1′都被设计用于复合一气体混合物中的氢气，亦即在一未进一步示出的核电厂发生故障时的安全容器气氛中的氢气。对此，所述装置1、1′分别包括一催化剂装置2；在此催化剂装置中适合于氢气复合的催化活性材料以未详细描述的方式被安置在一支架结构上。在此，尤其是一种贵金属混合物或一种贵金属箔片结构被选作催化活性材料。在此，主要选择贵金属铂和/或钯。
所述催化剂装置2包括多个近似板状且近似平行安装的催化剂3，它们相互间的安装间距最小为0.8cm，最大为3cm。在此，这些催化剂体被制作成实心体，或制作成在一板状支架内的填料。
每一催化剂体3两侧都涂覆催化材料以形成反应面，其中，所述气体混合物既可经过各催化体3的前侧反应面又可经过各催化体3的后侧反应面。为特别简便地装配，所述催化体3被保持在一共同的被构造成插入件且具有良好导热性的固紧架中。
所述催化剂装置2被安装在一壳体4中。在此设计构造该壳体4，使得所述装置1、1′在运行条件下允许气体混合物以自由对流方式流动。为此，该壳体4沿一基本上垂直的、由箭头6所示的优选方向形成一井筒。由于在复合催化剂装置2区域内的气体混合物时所产生的热量会造成一动压头，这在装置1、1′运行时会过度补偿气体混合物的压降，由此通过该井筒状结构的壳体4的烟囱效应，气体混合物流动通过复合装置1，1′无需借助外部辅助手段或驱动手段。在此，所述井筒状结构的壳体部分具有一在0.5m和2.5m间的烟囱高度，以补偿已产生的压力损耗。此外合乎目的是，该壳体4具有一在0.3和10之间的高度/深度比，以得到一特别有利的对流形态。
这样来构造装置1、1′，即，使得即便在那些因在催化剂装置2区域内的氢气复合时的热量释放而出现的高温条件下，也能可靠地避免在装置1、1′之外区域内具有点火能力的气体混合物被点燃。此外，一火焰阻挡装置8与该催化剂装置2相配置。在图1所示实施例中，该火焰阻挡装置8被构造成完全包围所述壳体4的丝网。也可选择配置一孔板。
在图2所示实施例中，所述火焰阻挡装置8连接在催化剂装置2前面。在此，火焰阻挡装置8在流动侧安装在催化剂装置的前面，使得它距催化剂装置2的平均间距小于0.3m。由此，那个以所述催化剂装置2和火焰阻挡装置8为界的空间将一此处产生的火焰的长度限制在小于0.3m。
在图2所示实施例中火焰阻挡装置8包括多个火焰过滤器10，其中之一示出在图3中。在本实施例中，每一火焰过滤器10都由一打排孔的金属基体11制成，其中，所述排孔-如图4剖面所示-给出多个用于所述气体混合物的流入口。在此，所述基体11被一由纤维织物、尤其是金属纤维织物制成的膜层13覆盖。一种如此构造的火焰过滤器10也有助于流经该火焰过滤器的气体混合物的均匀化。
每一火焰过滤器10的金属基体11的排孔例如可以被制成圆孔、切缝或方形孔。也可选择其他排孔结构。所有火焰过滤器10的由所有流入口12定义的总相对自由面积至少和所述催化剂装置2的自由流入断面一样大，更为有利的是该自由流入断面的1至3倍。
为使各火焰过滤器10的表面积特别大，各基体11都具有不同的折叠角和/或倒角，其中，产生一近似星形的横断面。此外，由所述火焰过滤器10的基体11的排孔所给定的流入口12的间隙宽度与在设计条件下预期的氢气浓度相匹配。为了使装置1′的内部在氢气体积浓度在10％以下时与装置1′的外界在爆炸技术方面脱开，例如设置一最大为2mm的间隙宽度。在设计条件下氢气体积浓度大于10％时，设置一小于1mm的间隙宽度。此外，设计所述火焰过滤器10的金属基体11的排孔间隙宽度尺寸，使得在很大程度上能避免胶粒或尘埃沉积在火焰过滤器10上。由此可靠地避免装置1′在运行时发生堵塞。
对在火焰过滤器10的金属基体11中设置的流入口12的间隙宽度进行尺寸设计时的另一设计标准是：在装置1′的壳体4内存在的气体混合物被点燃时，在壳体4内产生的压力应保持小于约100hPa，从而可靠地避免危及装置1′。此外，对火焰过滤器10的金属基体11中的流入口12的尺寸进行设计，使得存在一足够的对于上述点火情形的卸载减压断面。
在图2所示实施例中，一沉积物捕集器14被组装到火焰阻挡装置8中。为此设计构造各火焰过滤器10，使得如图3示意示出的那些颗粒直接地或通过一液滴进入纵断面被构造成V形的火焰过滤器10，并沉积在其底部。在此可能沉积的液体通过流出口15进入一未进一步示出的排放系统。
此外，所述沉积物捕集器14包括多块捕集板16，其中每一块都安装在各火焰过滤器10的流入通道上面。作为另外的选择或附加物，沉积物捕集器14还可包括一沿气体混合物流动方向看安装在催化剂装置2前的金属丝网。在根据所要捕集颗粒的大小来确定沉积物捕集器14的尺寸时，利用了这一知识：基于物理学方面的原因，首先是大于约100μm的催化剂颗粒促成气体混合物被点燃。通过所述沉积捕集器14能可靠地避免一种流出，这一流出是指从催化剂装置2中脱落并游离化的尺寸大于从壳体4中逸出颗粒尺寸的热颗粒逆气体混合物的流动方向流动。所述沉积物捕集器14以及火焰阻挡装置8可由流进壳体4中的气体混合物冷却。
这样来确定催化剂装置2的尺寸，使得在设计条件下，在流进装置1、1′的气体混合物中，只有一部分小于50％的氢气被氧化。因此，气体混合物中由因氧化而释放的热量引起的温升受到限制。因此，逸出催化剂装置2的气体混合物的温度被保持在明显低于装置1、1′的周围气氛的燃点的温度上。
为进一步限制出现在气体混合物中的最高温度-如图2所示-在壳体4中沿气体混合物的流动方向在催化剂装置2之后安装一静态混合器17。该静态混合器17例如包括多个混合板18，由此起到充分混合或扰动流经的气体混合物的作用。通过这一充分混合或扰动，所述气体混合物的温度在壳体4内的横断面上达到均匀化。在此，所述气体混合物中因在空间上接近催化体3而被强烈加热的区域，与因在空间上相对远离催化体3而相对冷的区域相混合。由此有效地降低了气体混合物内被最强烈加热区域的温度，从而可靠地使气体混合物的温度低于预先设定的温度极限值。
在所述壳体4内，一粗颗粒捕集器20连接在催化剂装置2的后面。该粗颗粒捕集器20在图2所示实施例中接在静态混合器17的后面并由一细金属丝网制成。该丝网形成穿透孔21，其中，根据装置1、1′的压力损耗和所必需的功率选择金属丝网的筛眼尺寸小于800μm。此外，确定筛眼大小的另一设计标准是：在粗颗粒捕集器20上不应发生胶粒或尘埃的沉积。具体而言是这样来确定该粗颗粒捕集器20的尺寸，使得尘埃或胶粒可定量地和几乎没有沉积损耗地渗透过去。由此可靠地避免因尘埃或胶粒的沉积而产生的堵塞危险。因此，流过装置1、1′的通流量即便在运行更长时间时也不会受到多大影响。在此，所述粗颗粒捕集器的筛眼大小为大于0.1mm，尤其在0.2至0.8mm之间。另外，所述粗颗粒捕集器20还可包括一由多个粗筛眼金属丝网前后串成的串联网。在这种情况下各金属丝网的筛眼大小也可选定大于1mm。
串接在所述粗颗粒捕集器20之后并因而也在所述催化剂装置2之后的是一混合段24，它将外界气氛与那些从催化剂装置2中逸出的气体混合物相混合。在该混合段24区域，壳体4为此具有多个缝隙26。通过外界气氛与由催化剂装置2中逸出的气体混合物的混合，可以可靠地将气体混合物的温度降低至一低于外界气氛燃点的温度值上。
在装置1、1′的壳体4的端部区域设置一用于气体混合物的流出口28。在此，该流出口28设置在壳体4的侧面，因此在所述装置1、1′近似垂直安置时，气体混合物沿近似水平的方向流出。在该流出口28的上面为所述壳体4配置一壳体盖30。在此，该壳体盖30用作所述装置1、1′的防滴挡板，因此即便在装置1、1′上面的一喷雾系统运行时，也可避免液滴直接进入装置1、1′中。因此即便在采用此类喷雾系统时也能可靠地避免将催化剂颗粒从催化剂装置2中冲刷出来。
在图2所示实施例中壳体4具有一绝缘包套32。在该实施例中，该绝缘包套32以一双层套结构构造出空气间隙。另外，也可设置一安装在两套层之间且耐温耐辐射的绝缘材料。为了减少壳体4的内部区域通过辐射向外部区域的热量传递，对绝缘包套32的内侧表面进行抛光，使其产生镜面效果。由此可靠地避免辐射线穿过绝缘包套32射出。由于绝缘包套32的这一结构，十分有效地阻止了在一高于500℃的温度范围内的相关辐射热量传递。配置这类绝缘包套32的装置1′，其壳体外部温度在设计条件下运行时明显低于500℃。由此可靠地避免了因高壳体外部温度造成包围该壳体4的气体混合物被点燃。

Claims (21)

1.一种使一气体混合物中氢气复合的装置(1、1′)，在该装置中为一个催化剂装置(2)配置一火焰阻挡装置(8)，该催化剂装置(2)安装在一运行时供气体混合物以自由对流方式流动的壳体(4)中。
2.按权利要求1所述的装置(1、1′)，其中，所述火焰阻挡装置(8)连接在所述催化剂装置(2)的前面。
3.按权利要求1或2所述的装置(1、1′)，其中一沉积物捕集器(14)连接在所述催化剂装置(2)的前面。
4.按权利要求3所述的装置(1、1′)，其中，所述沉积物捕集器(14)被组合到所述火焰阻挡装置(8)中。
5.按权利要求3或4所述的装置(1、1′)，它的沉积物捕集器(14)可由流入所述壳体(4)中的气体混合物冷却。
6.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其壳体(4)具有一安装在一气体混合物流出口(28)上方的壳体盖(30)。
7.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其火焰阻挡装置(8)具有多个供气体混合物流入的入口(12)，它们的平均尺寸大于0.1mm。
8.按权利要求7所述的装置(1、1′)，其中，所述流入口(12)的平均尺寸最小为0.2mm、最大为3mm、优选最大为2mm。
9.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，一个由所述催化剂装置(2)和火焰阻挡装置(8)限定的空间将一火焰的长度限制在最大为0.3m。
10.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，所述火焰阻挡装置(8)至所述催化剂装置(2)的平均间距最大为0.3m。
11.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，一个粗颗粒捕集器(20)连接在所述催化剂装置(2)后面。
12.按权利要求11所述的装置(1、1′)，它的粗颗粒捕集器(2)具有多个穿透孔(21)，它们的平均缝隙宽度最小为0.1mm、优选最小为0.2mm、最大为1mm。
13.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，所述壳体(4)具有一绝缘包套(32)。
14.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，一混合段(24)连接在所述催化剂装置(2)后面，该混合段用于使外界气氛与那些从该催化剂装置(2)中逸出的气体混合物相混合。
15.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，一静态混合器(17)连接在所述催化剂装置(2)的后面。
16.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，所述催化剂装置(2)具有用作催化活性材料的铂和/或钯。
17.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其中，所述催化剂装置(2)包括多个近似板状的催化剂体(3)，其中，每两个相邻催化剂体(3)之间的平均间距最小为0.8cm，最大为3cm。
18.按权利要求17所述的装置(1、1′)，其中，各催化剂体(3)两侧均涂覆催化材料以形成反应面，所述气体混合物既可经过各催化剂体(3)的前侧反应面又可经过各催化剂体(3)的后侧反应面。
19.按权利要求17或18所述的装置(1、1′)，其中，所述催化剂体(3)被保持在一共同的具有良好导热能力的支架中，尤其在一插入件中。
20.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其催化剂装置(2)被设计用于氧化所述气体混合物中的一部分氢气，优选用于氧化所述气体混合物中50％以下的氢气。
21.按上述任一项权利要求所述的装置(1、1′)，其壳体沿气体混合物的流动方向具有一最小为0.4m，优选最小为1m，最大为2m的长度。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103383867A (zh) * 2012-05-04 2013-11-06 Ceracomb株式会社 控制核反应堆中氢气的被动式自催化复合器及其使用方法
CN104575632A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 韩国原子力研究院 可燃气体燃烧控制器
CN104620324A (zh) * 2012-08-06 2015-05-13 特拉华空气喷射火箭达因公司 用于冷却剂丧失事故后缓解的封闭式火炬系统
CN105390168A (zh) * 2015-10-23 2016-03-09 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 具有防爆功能的消氢单元

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2782278B1 (fr) * 1998-08-17 2000-09-15 Commissariat Energie Atomique Dispositif anti-deflagration de recombineur d'hydrogene par catalyse
DE19852951C2 (de) * 1998-11-17 2002-07-11 Forschungszentrum Juelich Gmbh Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären
DE19852953C1 (de) * 1998-11-17 2000-03-30 Forschungszentrum Juelich Gmbh Katalysatorelement für einen Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären
DE19914814C1 (de) * 1999-03-31 2000-12-14 Siemens Ag Rekombinationseinrichtung und Verfahren zur katalytischen Rekombination von Wasserstoff und/oder Kohlenmonoxid mit Sauerstoff in einem Gasgemisch
US6902709B1 (en) * 1999-06-09 2005-06-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Hydrogen removing apparatus
DE19929765A1 (de) * 1999-06-29 2001-01-11 Siemens Ag Reinigungseinrichtung für Rauchgas
US7455818B2 (en) * 2002-10-02 2008-11-25 Areva Np Gmbh Method for treating a flow of gas and gas treatment system
CN102750995A (zh) * 2012-07-12 2012-10-24 中国核动力研究设计院 核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法
RU2548412C2 (ru) * 2013-08-26 2015-04-20 Открытое Акционерное Общество "Акмэ-Инжиниринг" Устройство для выведения водорода из бескислородных газовых сред
KR102008852B1 (ko) 2013-11-26 2019-08-08 조인트 스탁 컴퍼니 ″아크메-엔지니어링″ 수소-함유 기체 매질의 정제 시스템 및 이의 이용 방법
KR101566633B1 (ko) 2014-08-06 2015-11-10 한국원자력연구원 피동형 수소재결합기의 수소연소저감장치
FR3025857B1 (fr) * 2014-09-11 2017-04-21 Air Liquide Station de fourniture d'hydrogene
KR101646766B1 (ko) * 2014-10-24 2016-08-10 한국수력원자력 주식회사 피동촉매형 수소재결합기 및 이의 자연발화 방지방법
CN105895185B (zh) * 2016-06-20 2018-05-04 南华大学 一种以超临界二氧化碳为工质的颗粒脱除器
US10839966B2 (en) * 2017-05-10 2020-11-17 Westinghouse Electric Company Llc Vortex driven passive hydrogen recombiner and igniter
RU2670430C1 (ru) * 2017-11-30 2018-10-23 Акционерное Общество "Российский Концерн По Производству Электрической И Тепловой Энергии На Атомных Станциях" (Ао "Концерн Росэнергоатом") Способ обеспечения водородной взрывобезопасности атомной электростанции
RU194638U1 (ru) * 2019-10-16 2019-12-18 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2403188A (en) * 1942-06-17 1946-07-02 Mccollum Thelma Heating apparatus
US2420599A (en) * 1944-02-04 1947-05-13 Shand And Jurs Company Flame arrester
US2945794A (en) * 1952-11-18 1960-07-19 Charles E Winters Neutronic reactor operational method and core system
US3660041A (en) * 1968-10-29 1972-05-02 Gen Electric Burner-flame arrester for burning off-gas from a boiling water reactor power plant
US3679372A (en) * 1969-04-09 1972-07-25 Gen Electric Off-gas burner system
CH542403A (de) * 1971-08-25 1973-09-30 Sulzer Ag Brenner zum Abfackeln von Gas
DE2231557A1 (de) * 1972-06-28 1974-01-17 Rheinstahl Ag Reaktor fuer katalytische gasphaseoxydation
US4228132A (en) * 1973-08-10 1980-10-14 Westinghouse Electric Corp. Hydrogen-oxygen recombiner
US3892519A (en) * 1974-04-15 1975-07-01 Zink Co John Liquid bubble screen seal for controlling combustible gases
AR207091A1 (es) * 1975-09-29 1976-09-09 Westinghouse Electric Corp Disposicion de camara de combustion para turbina de gas
US4082497A (en) * 1976-03-29 1978-04-04 Ex-Cell-O Corporation High capacity quiet burner for hot air heating system
US4226675A (en) * 1977-05-23 1980-10-07 Comsip Delphi, Inc. Method and apparatus for monitoring and measuring a gas
DE2758819A1 (de) * 1977-12-30 1979-07-12 Hoechst Ag Verfahren und vorrichtung zum einleiten von explosiblen gasen in einen brennraum
US4374649A (en) * 1981-02-12 1983-02-22 Burns & Roe, Inc. Flame arrestor
DE3143989C1 (de) * 1981-11-05 1983-02-03 Kraftwerk Union AG, 4330 Mülheim Kernkraftwerk mit einem Sicherheitsbehaelter
JPS60411A (ja) * 1983-06-16 1985-01-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd レ−ザモジユ−ル装置
US4842811A (en) * 1985-02-05 1989-06-27 Westinghouse Electric Corp. Method for preventing oxygen corrosion in a boiling water nuclear reactor and improved boiling water reactor system
US4780271A (en) * 1985-10-02 1988-10-25 Westinghouse Electric Corp. Process and apparatus for burning gases containing hydrogen and for cooling resulting combustion gases
US4741879A (en) * 1986-06-10 1988-05-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Catalytic igniters and their use to ignite lean hydrogen-air mixtures
DE3727207A1 (de) * 1987-08-14 1989-02-23 Siemens Ag Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff und sauerstoff
DE3816012A1 (de) * 1987-08-14 1989-11-16 Siemens Ag Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff und sauerstoff
ES2046361T3 (es) * 1988-04-18 1994-02-01 Siemens Aktiengesellschaft Central nuclear con una envoltura de seguridad.
JPH03505080A (ja) * 1988-06-14 1991-11-07 ビーゼンズ、ヨハネス ガススペース内可燃性ガス混合物除去の方法および装置
DE3826503A1 (de) * 1988-08-04 1990-02-08 Kernforschungsanlage Juelich Metallschichtsystem zur beseitigung von wasserstoff aus einem gasgemisch
DE3909540A1 (de) * 1989-03-22 1990-09-27 Nis Ingenieurgesellschaft Mbh Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff aus einem wasserstoffhaltigen gasgemisch
DE4003833A1 (de) * 1990-01-08 1991-07-11 Grs Ges Fuer Reaktorsicherheit Vorrichtung zur entfernung von wasserstoff aus einem wasserstoff, sauerstoff, dampf und aerosole enthaltenden gasgemisch
DE4015228A1 (de) * 1990-05-11 1991-11-14 Siemens Ag Vorrichtung fuer die rekombination von wasserstoff und sauerstoff sowie verwendung der vorrichtung
DE4040734A1 (de) * 1990-06-21 1992-01-02 Siemens Ag Verfahren und einrichtung zur oxidation von wasserstoff
DE4125085A1 (de) * 1991-07-29 1993-02-04 Siemens Ag Verfahren und geraet zum rekombinieren und/oder zuenden von wasserstoff, enthalten in einem h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-luft-dampf-gemisch, insbesondere fuer kernkraftwerke
DE4221692A1 (de) * 1992-07-02 1994-01-05 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Gemischanteils eines Gasgemisches
US5512250A (en) * 1994-03-02 1996-04-30 Catalytica, Inc. Catalyst structure employing integral heat exchange
DE4428956C1 (de) * 1994-08-16 1996-08-22 Forschungszentrum Juelich Gmbh Katalysatorvorrichtung zur Beseitigung von Wasserstoff
US5718573A (en) * 1994-12-27 1998-02-17 Carrier Corporation Flashback resistant burner
US5641282A (en) * 1995-02-28 1997-06-24 Gas Research Institute Advanced radiant gas burner and method utilizing flame support rod structure
WO1997016832A1 (en) * 1995-10-31 1997-05-09 Atomic Energy Of Canada Limited Passive emergency hydrogen mitigation system for water-cooled nuclear reactors

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103383867A (zh) * 2012-05-04 2013-11-06 Ceracomb株式会社 控制核反应堆中氢气的被动式自催化复合器及其使用方法
CN104620324A (zh) * 2012-08-06 2015-05-13 特拉华空气喷射火箭达因公司 用于冷却剂丧失事故后缓解的封闭式火炬系统
CN104575632A (zh) * 2013-10-17 2015-04-29 韩国原子力研究院 可燃气体燃烧控制器
CN104575632B (zh) * 2013-10-17 2018-01-12 韩国原子力研究院 可燃气体燃烧控制器
US10468146B2 (en) 2013-10-17 2019-11-05 Korea Atomic Energy Research Institute Combustion controller for combustible gas
CN105390168A (zh) * 2015-10-23 2016-03-09 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 具有防爆功能的消氢单元
CN105390168B (zh) * 2015-10-23 2017-08-25 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 具有防爆功能的消氢单元

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CA2280617C (en) 2007-05-29

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