CZ280381B6 - Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku - Google Patents
Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku Download PDFInfo
- Publication number
- CZ280381B6 CZ280381B6 CS911349A CS134991A CZ280381B6 CZ 280381 B6 CZ280381 B6 CZ 280381B6 CS 911349 A CS911349 A CS 911349A CS 134991 A CS134991 A CS 134991A CZ 280381 B6 CZ280381 B6 CZ 280381B6
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- bodies
- housing
- gas
- catalytic
- hydrogen
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 57
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 57
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 50
- 238000005215 recombination Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000006798 recombination Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 86
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 57
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 27
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 27
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 9
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 9
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 25
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 25
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000008246 gaseous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N iodine Chemical compound II PNDPGZBMCMUPRI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N iodomethane Chemical compound IC INQOMBQAUSQDDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B5/00—Water
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J12/00—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor
- B01J12/007—Chemical processes in general for reacting gaseous media with gaseous media; Apparatus specially adapted therefor in the presence of catalytically active bodies, e.g. porous plates
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/28—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core
- G21C19/30—Arrangements for introducing fluent material into the reactor core; Arrangements for removing fluent material from the reactor core with continuous purification of circulating fluent material, e.g. by extraction of fission products deterioration or corrosion products, impurities, e.g. by cold traps
- G21C19/317—Recombination devices for radiolytic dissociation products
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C9/00—Emergency protection arrangements structurally associated with the reactor, e.g. safety valves provided with pressure equalisation devices
- G21C9/04—Means for suppressing fires ; Earthquake protection
- G21C9/06—Means for preventing accumulation of explosives gases, e.g. recombiners
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Lighters Containing Fuel (AREA)
Abstract
Řešení se týká zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku za pomoci katalytických plošných těles, přes která je možno vést směs plynu a páry, obsahující odstraňovaný vodík, tvořené skříní obklopující a držící tato plošná tělesa, přičemž skříň je opatřena vždy alespoň jedním permanentně otevřeným vstupním otvorem a permanentně otevřeným výstupním otvorem plynu, přičemž tyto otvory navzájem komunikují přes dráhu proudění plynu, přičemž katalytická plošná tělesa jsou umístěna uvnitř skříně v dráze proudění plynu za vstupním otvorem.ŕ
Description
Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku
Oblast techniky
Vynález se týká zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku za pomoci katalytických plošných těles, přes která je možno vést směs plynu a páry, obsahující vodík, s prostorem, obklopujícím a udržujícím tato plošná tělesa.
Dosavadní stav techniky
Takováto zařízení jsou známá z DE-A1-0 303 144. V tomto zařízení je katalyzátor ve formě tělísek uspořádán ve vertikálně probíhající trubce v odstupu od vnitřních stěn této trubky. Čelní stěny trubky jsou opatřeny propustmi, otevíratelnými v závislosti na tlaku a/nebo teplotě. Jako materiál katalyzátoru se zde používá obzvláště palladium nebo platina, přičemž rekombinace probíhá již při koncentraci vodíku v oblasti pod hranicí zápalnosti. Ačkoliv je tento zapalovací proces označován jako studené hoření, dochází již k zahřívání. Toto je sice podstatně nižší, než při takzvaném spalování ve fakuli, což znamená otevřené hoření, jaké je popsáno například v DE-A1-30 04 677. Naproti tomu má zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku uvedeného druhu tu výhodu, že je potlačena tvorba volných plynných mraků.
Podstata vynálezu
Úkolem předloženého vynálezu je vytvoření zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku, které by vycházelo z uvedeného typu, a které by bylo permanentně k dispozici pro rekombinační procesy a tím by nebyly potřebné propusti, otevírající se v závislosti na tlaku a/nebo teplotě.
Výše uvedený úkol byl podle předloženého vynálezu vyřešen sestrojením zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku za pomoci katalytických plošných těles, přes která je možno vést směs plynu a páry, obsahující odstraňovaný vodík, s prostorem, obklopujícím a udržujícím tato plošná tělesa, jehož podstata spočívá v tom, že skříň zařízení je opatřena permanentně otevřeným přívodním otvorem pro plyn a permanentně otevřeným odvodním otvorem pro plyn, přičemž tyto otvory navzájem komunikují přes cestu proudění plynu ve vnitřním prostoru skříně, a že katalytická plošná tělesa jsou uspořádána uvnitř skříně, přičemž jsou umístěna v cestě proudu plynu za vstupním otvorem plynu.
Výhodně je skříň vytvořena ve formě kvádru a vstupní otvor je umístěn v oblasti dna nebo ve spodní oblasti, výhodně vertikálně směrem dolů, a výstupní otvor je umístěn v horní oblasti čelní stěny skříně. Je účelné, když má skříň rozměry topného tělesa pro místnosti a k tomu má přední a zadní stěnu, jejichž šířka a výška je několikanásobkem hloubky stěn pláště.
Dále je výhodné, když skříň vytváří ve své spodní oblasti uložení pro demontovatelný a montovatelný zásuvní díl a tento zásuvný díl je opatřen katalytickými plošnými tělesy, vstupním otvorem plynu a ve skříni je vytvořen kanálový systém pro obtékání a protékání katalytických plošných těles zpracovávanou směsí plynu a páry.
-1CZ 280381 B6
Při výhodné formě provedení zařízení podle vynálezu je vnitřní dráha proudění plynu opatřena soustavou vodicích plechů, které při nesouhlasných směrech vstupních otvorů pro plyn a externího náběhu, popřípadě výstupního otvoru plynu a vnitřního proudění, jsou uspořádány paralelně k plošným tělesům, popřípadě jsou zakřiveny směrem k výstupnímu otvoru pro plyn.
Zakřivený vodicí plech se účelně rozprostírá svojí konkávní stranou od horní oblasti vnitřní strany zadní stěny k přední oblasti vnitřní strany krycí stěny, takže při vertikálně probíhající vnitřní dráze proudění plynu se stoupající směs plynu a páry ohýbá do horizontálního směru, směřujícího k výstupnímu otvoru pro plyn.
Na přívodní straně dolů směřujícího vstupního otvoru plynu je výhodně umístěna soustava vodicích plechů ve tvaru světelného mřížkového roštu, který směřuje šikmo odspodu proudící směs plynu a páry paralelně ke katalytickým plošným tělesům. Výstupní otvor plynu může být vytvořen z více navzájem rovnoběžných podélných štěrbin.
Je výhodné, když katalytická plošná tělesa sestávají z jednotlivých, obzvláště tenkostěnných, do jednoho směru seřaditelných jednotlivých desek, nebo z vlnovítě probíhajícího pásu, přičemž vrcholy vln a prohlubně vln pásu směřují k čelní stěně, popřípadě zadní stěně skříně. Jednotlivé desky, popřípadě vlnovitě probíhající pás, jsou po obou stranách potaženy katalytickým materiálem za vytvoření reakčních ploch a přes vstupní otvor přiváděná směs plynu a páry může být vedena jak přes čelní, tak také přes zadní reakční plochy pásu.
Pás pro katalytická plošná tělesa výhodně probíhá klikatě. Rovinný pás je obzvláště opatřen zónami přehnutí ve formě vroubků a konečný vlnovítý nebo klikatý tvar se dosáhne přehnutím podél zón přehnutí.
Alespoň na jednom konci zásuvného dílu je výhodně uspořádán větší počet katalytických plošných těles, sloužících jako testovací tělesa a k tomuto účelu jsou vyjmutelná z celkového uspořádání katalytických plošných testovacích těles zásuvného dílu bez ovlivnění zbylých katalytických plošných těles.
Testovací tělesa a/nebo plošná katalytická tělesa jsou výhodně vytvořena jako tenkostěnné, prostřednictvím míst požadovaného zlomu vylomitelné, plechy. Rovněž mohou být testovací tělesa a/nebo plošná tělesa vytvořená jako v liniích požadovaného zlomu odtržitelné fólie.
Jednotlivé desky a/nebo testovací tělesa pro katalytická plošná tělesa sestávají výhodně z pravoúhlých jednotlivých plechů a zásuvný díl je ve své oblasti uložení opatřen pro jednotlivé desky, popřípadě testovací tělesa, ukládacími drážkami pro jednotlivé plechy, vsunutelné kartotékovitě do těchto drážek. Jednotlivé desky a testovací tělesa jsou fixovatelná pomoci elastické deformace ve svých vodicích drážkách mechanickým předpětím, působícím z vnějšku na zásuvný díl, popřípadě jeho rám.
-2CZ 280381 B6
Je vhodné, když vstupní otvor a výstupní otvor pro plyn jsou zakryty drátěnými mřížkami s jemnými oky, které prakticky neovlivňují proudění plynu a chrání uvedené otvory proti vniknutí cizích těles. Zásuvný díl může být ve svém zasunutém stavu zajištěn zarážkami nebo zašroubováním. Zásuvný díl může být rovněž v obou koncových oblastech své čelní strany opatřen vždy jedním držadlem.
Skříň může být na své zadní stěně a/nebo na svých stěnách pláště opatřena prostředky pro závěsné upevnění na vertikální stěny budovy.
Zařízení podle předloženého vynálezu může být výhodně uzpůsobeno pro montáž modulovým způsobem tak, že je smontovatelné z většího počtu stejného typu skříní, které jsou shodné alespoň ve dvou rozměrech, například v hloubce a výšce, nebo v hloubce a šířce, vedle sebe nebo nad sebe do řad rekombinátorů.
Předmětem předloženého vynálezu je dále použití uvedeného zařízení pro odstraňování vodíku, který se nachází nebo tvoří v containmentu jaderných elektráren. Výhodná forma tohoto použití spočívá v tom, že je větší počet uvedených zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku síťovitě rozděleně montován uvnitř containmentu jaderné elektrárny na odpovídajícím počtu připevňovacích míst v oblasti stěn a/nebo dna bezpečnostní budovy.
Výhody, docílené podle předloženého vynálezu, spočívají především v tom, že se prostorová geometrie nového zařízení dá se zřetelem na malé rozměry při pokud možno vysokém stupni účinnosti a nepatrných výrobních nákladech relativně jednoduchým způsobem optimalizovat na základě jeho jednoduché stavby. Zařízení podle předloženého vynálezu se může také označit jako plošný rekombinátor, který se může vyrobit jako relativně malý jednotkový modul typu konvektoru.
Jako podstatné výhody předmětu předloženého vynálezu je možno jmenovat následující.
- Jedná se o energeticky nezávislý katalytický plošný rekombinátor pro rekombinaci vodíku a kyslíku, který je obzvláště vhodný pro montáž uvnitř containmentu, popřípadě bezpečnostní nádrže jaderného reaktoru a dá se jím dosáhnout bezpečného odstranění vodíku v eventuálně znečištěné atmosféře.
- Při montáži dostatečného počtu zařízení podle předloženého vynálezu v oblasti dna, stěn nebo krytu chráněného prostoru, popřípadě bezpečnostní nádrže jaderné elektrárny mohou odpadnout zvláštní promíchávací zařízení, která dosud měla zajišťovat v případě poruchy homogenizaci atmosféry bezpečnostní nádrže.
- Dosud používaný systém z katalytických vodíkových hořáků podle výše uvedeného EP-A1-0 303 144 a vodíkového jiskrového hořáku, popsaného v DE-A1-38 16 711 (odpovídá PCT/EP 89/00 530/, může být výhodným způsobem doplněn.
- Pomocí zařízení podle předloženého vynálezu s jeho plošnými rekombinátory sice nelze zcela vyloučit vznik zápalné směsi, mohou se však následky zapálení snížit tím, že se také v parní
-3CZ 280381 B6 inertní atmosféře redukuje obsah vodíku a kyslíku. V extrémním případě se tím mohou procesy spalování po kondenzaci páry úplné potlačit.
Obzvláště výhodné je v rámci duálního konceptu, když v bezpečnostní nádrži jaderné elektrárny permanentně pracuje kombinovaný systém, sestávající a/ z plochých rekombinátorů podle předloženého vynálezu a b/ vodíkových hořáků (typ WKZ 88 a WZB 88, popsané v prospektu firmy Siemens Wasserstoffzunder, květen 1988)
Systém a/ pracuje permanentně také v atmosféře páry, systém b/ slouží především k odstranění větších, krátkodobě se vyskytujících množství vodíku. Tím je umožněno v jaderných elektrárnách nahradit dosud používaný mísící systém pro vodík a k němu patřící vyhřívané plošné kombinátory (viz DE-OS 31 43 989).
U inertizovaného containmentu (jako inertní plyn se například zavádí dusík) může v případě poruchy vznikat zápalná směs vlivem přísunu kyslíku, který je způsoben radiolýzou. Při zabudování plošných rekombinátorů podle předloženého vynálezu však odpadá při tom dosud potřebné skladování dusíku, které způsobuje nutnost přídavných tlakových staveb.
Výhodné účinky rozvíjí zařízení podle předloženého vynálezu při přijetí inertních podmínek v dekompresních systémech bezpečnostní nádrže, které pracují s mokrými promývačkami, a ve kterých mohou rovněž v důsledku tvorby radiolyzního plynu vznikat zápalné směsi.
Ke stavu techniky je třeba ještě počítat také rekombinační zařízení podle DE-A1-22 39 952, u kterého se navzájem reagující plyny vodík a kyslík zahřívají na teplotu alespoň 620 ’C, výhodně na teplotu 760 ’C. Naproti tomu u zařízení podle předloženého vynálezu toto zahřívací zařízení není potřebné, popřípadě se od něj záměrné upouští·
Vynález je založen na pokusy zjištěném poznatku, že při použití palladia nebo platiny jako materiálu katalyzátoru není potřebné zahřívání zpracovávané směsi plynu a páry, a že již při nepatrných koncentracích vodíku, například 1 % vodíku, dochází k rekombinačním pochodům na katalytických plošných tělesech a těmito pochody je také způsobeno zvýšení teploty na těchto plochých tělesech. Tento vzestup teploty, popřípadě rekombinační pracovní teplota, závisí na koncentraci vodíku a v případě pod stechiometrickou hranicí také na koncentraci kyslíku. Při vyšších koncentracích vodíku, například 8 % vodíku, je možno dosáhnout na katalytických plošných tělesech zápalné teploty, avšak takovýto zápalný proces vzhledem ke kontinuálnímu přechodu od rekombinačních procesů na zápalné procesy neprobíhá nárazovitě, většinou probíhá spalování při klidném plameni.
Dále je třeba vzít do stavu techniky v úvahu EP-A2-0 233 564 /5/. V tomto dokumentu je popisováno zařízení pro odstraňování vodíku z plynné směsi, obsahující vodík, u kterého jsou uvnitř uzavíratelné nádrže připevněny fólie, jejichž materiál způsobuje odstraňování vodíku. Tato nádrž je normálně uzavřená vůči jí
-4CZ 280381 B6 obklopující atmosféře. Aby byly v případě potřeby k dispozici ve vnitřku uspořádané fólie, je v této nádrži uspořádáno nosné těleso, opatřené fóliemi, tak, že se fólie po otevření nádrže rozprostřou do okolí. Odstraňování vodíku probíhá v podstatě adsorpcí; kromě toho se menší množství vodíku za přítomnosti kyslíku v plynné směsi oxidují, přičemž materiál fólie oxidaci katalyticky ovlivňuje. Pro oblast vázání vodíku byly použity zvláštní slitiny. Uvedená koncepce je založena na tom, že se má vyloučit otevřené spalování vodíku, přičemž se používá také palladium jako jedna vrstva na vanadu jako katalyzátor, takže se může nechat parciálně reagovat také vodík na vodu přímo při teplotě okolo 100 °C.
Naproti tomu má postup podle předloženého vynálezu založenou koncepci práce pouze na katalytické rekombinaci a při tom se nevylučují (klidně probíhající) procesy spalování. V uvedeném dokumentu je ještě uvažováno, že zde popisovaná sendvičová stavba fólií má způsobovat obzvláště ukládání vodíku v kovové mřížce, a že výroba takovýchto sendvičových sestav je velmi nákladná a homogenní povrchová struktura je dosažitelná pouze s těžkostmi. Naproti tomu jsou katalytická plošná tělesa podle předloženého vynálezu stavěna jednodušeji, nebot ve výhodné formě provedení potřebuj í být vytvořena pouze ze zpracovaných plechů ze vzácných kovů, potažených palladiem a/nebo platinou.
V následujícím jsou ještě jednou shrnuty podstatné výhody předmětu vynálezu:
- funkčnost také po delším zatížení vodní párou,
- funkčnost zůstává zachována také za přítomnosti chemických znečisťujících látek, například jodu, oxidu uhelnatého, kyseliny boříté nebo methyljodidu ve zpracovávané směsi plynu a páry,
- funkčnost katalytických plošných těles, popřípadě celého zařízení, také pro vymáchání ve vodě,
- kompaktní forma stavby,
- velmi dobrý faktor cena/využití, to znamená vysoká hodnota konverze vodíku při minimální ploše katalyzátoru,
- funkčnost také v atmosféře páry.
Popis obrázků na výkresech
V následujícím jsou blíže objasněny další výhody a znaky předmětu předloženého vynálezu na základě obrázků, na kterých je znázorněno více příkladů provedení vynálezu. Přiložené obrázky značí:
Obr. 1 první zjednodušenou formu provedení zařízení podle vynálezu, označovanou v následujícím jako rekombinátor, v perspektivním znázornění;
obr. 2 v odpovídajícím znázornění druhou zjednodušenou formu provedení z vnějšího pohledu;
-5CZ 280381 B6 obr. 3 předmět podle obr. 2, přičemž spodní zásuvný díl, obsahující katalytická plošná tělesa, je vysunutý;
obr. 4 schematický čelní pohled na zjednodušeně znázorněný rekombinátor se třemi nad sebou uspořádanými řadami katalytických plošných těles;
obr. 5 pohled shora na jednotlivé vrstvy katalytických plošných těles, které jsou umístěny v zásuvném dílu podle obr. 3 s prvním rozestupem přehnutí;
obr. 6 odpovídající znázornění k obr. 5 s jednotlivou vrstvou katalytických plošných těles se zmenšeným rozestupem přehnutí ve srovnání s obr. 5;
obr. 7 zásuvný díl podle obr. 5 a 6, opatřený katalytickými plošnými tělesy s ještě zmenšeným rozestupem přehnutí ve srovnání s obr. 6 a vytvořený jako kartotékovitě zasunovatelné jednotlivé plechy, které mohou být pevně napnuté;
obr. 8 takzvaný trojsložkový diagram pro ozřejmění hranic zápalnosti směsi vodík - vzduch - pára, přičemž na spodní ose (základna trojúhelníku) je nanesena zprava do leva se zvyšující koncentrace vodíku v % objemových, ve směru hodinových ručiček potom pokračuje osa koncentrace vzduchu, kde je nanesena koncentrace vzduchu v % objemových, a na třetí straně trojúhelníka je stejným způsobem nanesena koncentrace vodní páry v % objemových, přičemž na všech třech osách činí nanesená procentní oblast 0 až 100 % objemových ; a obr. 9 znázorňuje tabulku, která ozřejmuje hodnoty rekombinace vodíku na katalytických plošných tělesech s účinným povrchem 46 cm1 2 3 4 5, přičemž v 5 odstavcích jsou postupně zleva doprava uvedeny následující fyzikální hodnoty:
1. čas v minutách,
2. koncentrace vodíku cH2 v % objemových,
3. rychlost proudění vodíku vH2 v litrech za minutu
4. koncentrace vodíku cH2 v % objemových (mezihodnoty k odst. 2) a
5. rychlost proudění přiváděného zpracovávaného plynu vplyn v litrech za minutu.
Bližší objasnění obrázků
Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku, v následujícím označované jako rekombinátor, znázorněné na obr. 1, pracuje s katalytickými plošnými tělesy 1, přes která je vedena směs plynu a páry, obsahující odstraňovaný vodík ve směru šipek, označujících dráhu proudění plynu fl, f2 (přívod plynu a odvod plynu). U plošných těles se může jednat o pokovený plastikový pás (popřípadě o plastikové destičky nebo lišty), přičemž na takovéto nosné vrstvě je potom ještě nanesena vrstva katalyzátorového materiálu, obzvláště platiny nebo palladia. Výhodně, ačkoliv jsou robustnější, sestávají katalytická plošná tělesa 1 z plechu, obzvláště předem antikorozivně zpracovaného ocelového plechu, který je po-6CZ 280381 B6 tom potažen katalyticky účinnou vnější vrstvou (obzvláště platiny nebo palladia). Plošná tělesa 1 jsou držena ve skříni 2 (označené takto jako celek), a jsou touto skříní tak obklopena, že se zde může vytvořit komínové proudění plynu, jak je to znázorněno šipkami dráhy proudění plynu fl, f 2, f12. K tomu má skříň 1 vždy alespoň jeden permanentně otevřený vstupní otvor 3. pro plyn v blízkosti dna 3a skříně, výhodně směrovaný směrem dolů, a dále permanentně otevřený výstupní otvor 4. plynu v horní oblasti skříně 2., který je v podstatě orientován k čelní stěně 2b skříně 2. Jak je patrno, jsou tedy katalytická plošná tělesa 1 umístěna uvnitř skříně 2, a sice za vstupním otvorem 3. pro plyn ve směru proudění f1 - f2 .
Skříň 2 je v podstatě vytvořena ve formě kvádru. Ve znázorněném případě má hloubku t 120 mm, šířku b 900 mm a výšku h 800 mm (jedná se o vnitřní rozměry). Může se proto říci, že skříň 2 má rozměry pokojového topného tělesa, přičemž jeho čelní stěna 2b a zadní stěna 2c ve své šířce b a výšce h má vícenásobný rozměr hloubky t stěn pláště 2a, 2d, 2e a 2f. Stěny pláště jsou vytvořeny stěnou dna, oběma postranními stěnami a krycí stěnou, vytvořenou jako zakřivená vodicí stěna, s odpovídajícím způsobem tvarovanými čelními částmi, které leží ve stejné rovině, jako postranní stěny. Vodicí stěna pláště 2e působí jako vodicí plech, který při nesouhlasných směrech výstupního otvoru A plynu a vnitřního proudění plynu (viz proud plynu, směřující vzhůru ve směru čárkovaných šipek, symbolizujících dráhy proudění plynu f12) toto proudění obrací ve směru výstupního otvoru 4 plynu (viz dráha proudění plynu f 2). Interní proudění plynu ve skříni se tak obrací v úhlu 90° od vertikály do horizontály. Výstupní otvor £ plynu je vytvořen otevřenou stranou krytu 5, který sestává z obou čelních částí stěny pláště 2f a zakřivené, na vnitřní straně konkávní, vodicí stěny pláště 2e. Skříň 2 je výhodně zhotovena z plechu svařením jejích jednotlivých stěn (2a-2f).
Katalytická plošná tělesa 1 jsou vytvořena vlnovítě probíhajícím pásem 6, obzvláště plechovým pásem, přičemž vrcholové části vln a prohlubně vln pásu 6 jsou přiřazeny výhodně jak k čelní stěně 2b, tak také k zadní stěně 2c. Plechový pás 6 probíhá výhodně klikatě, přičemž k jeho výrobě je účelně plochý pás opatřen zónami přehnutí 7 ve formě vroubků a konečný vlnovitý nebo klikatý tvar se dosáhne přehnutím podél zon přehnutí 7.
Pro reaktivní povlak uvedeného plechového pásu 6 platí výše uvedené. Tento sestává z tenké vrstvy, řádově mikrometrů, obzvláště platiny a/nebo palladia. Plechový pás (5 je potažen po obou stranách katalyzátorovým materiálem za vytvoření reakčních ploch a směs plynu a páry, přiváděnou vstupním otvorem 3_, je možno vést jak přes čelní, tak také přes zadní reakční plochy plechového pásu 6. Přívodní otvor pro plyn je ohraničen čtyřmi okraji tohoto otvoru 3a - 3d, které dávají přívodnímu otvoru 2 plynu tvar podélně uloženého čtyřúhelníka, popřípadě štěrbiny. Touto štěrbinou může směs plynu a páry proudit jak k čelním stěnám, tak také k zadním stěnám plechového pásu 6.
Usměrnění proudění při šikmém náběhu proudění odspodu je zaručeno uspořádáním vodícího plechu 8, na kterém je postaven plechový pás 2· Uspořádání vodícího plechu je obzvláště provedeno jako světelný mřížkový rošt, připevněný (obzvláště přišroubovaný)
-7CZ 280381 B6 v oblasti dna 11 skříně 2.· Alternativně k světelnému mřížkovému roštu může být také opatřeno sítovou deskou 9 s otvory 10 síta, přičemž však účinek usměrnění není tak dobrý, jako u světelného mřížkového roštu. Kvůli lepší přehlednosti je sítová deska 9. znázorněna pouze v části oblasti skříně 2. Přes čelní a zadní strany plechového pásu 6 tedy proudí zpracovávaný plyn a slouží tak ve stejné míře ke katalytické rekombinaci vodíku a kyslíku, které jsou přítomny ve vstupujícím plynném proudu.
Pomocí plechového pásu 6 se tedy vytvoří větší počet katalytických plošných těles 1 pravoúhlého základního tvaru, která jsou na své čelní straně i na své zadní straně opatřená katalytickou vrstvou 12., která je na obr. 1 znázorněna střídavě rastrem nebo bílými plochami, čímž je střídavá forma plechového pásu 6 lépe zvýrazněna.
U druhého příkladu provedení podle obr. 2a 3 tvoří skříň
2. rekombinátoru ve své dolní oblasti uložení 13 /obr. 3/ pro demontovatelný a montovatelný násuvný díl 14. Tento násuvný díl 14 obsahuje katalytická plošná tělesa 1 a kanálový systém 15, tvořený společně se skříní 2. a vstupními otvory 2 /označené jako celek/, umožňující proudění zpracovávané směsi plynu a páry přes katalytická plošná tělesa 1 a okolo nich. Vstupní otvor 2 Pro plyn je opět směrován dolů /skříň 2 otevřena směrem dolů/. Výstupní otvor 4 plynu je tvořen několika navzájem rovnoběžnými podélnými štěrbinami 41. Vstupní otvor 2 a výstupní otvor 4 jsou překryty drátěnými mřížkami 16, 17 s jemnými oky, které prakticky neovlivňují proudění plynu a chrání uvedené otvory proti vniknuti cizích těles. Vzhledem k tomu, že drátěná mřížka 16 je na spodní straně, není vidět.
Odchylně od příkladu podle obr. 1 zde slouží k odklonění vertikálně vzhůru směřujícího proudu plynné směsi vnitřní zakřivený vodicí plech 18., který je na obr. 2 a 3 tak znázorněn, jako když je pravá stěna pláště 2d průhledná. Vodicí plech 18 se rozprostírá svou konkávní stranou od horní oblasti vnitřní zadní stěny 2c skříně 2 vzhůru a k čelní stěně 2b, jakož i k přední oblasti vnitřní stěny 2c pláště tak, aby při vertikálně probíhající vnitřní dráze proudění plynu f12 stoupající směsi plynu a páry, byla tato otočena do horizontály, vykazující směr k výstupnímu otvoru 4 plynu /viz dráha prouděni plynu f2/.
Obr. 3 ukazuje, že na jednom konci zásuvného dílu 14 je umístěn větší počet katalytických plošných testovacích těles, která slouží jako testovací tělesa a k tomuto účelu jsou z celkového uspořádání katalytických plošných těles 1 zásuvného dílu 14 bez ovlivnění zbylých plošných těles 1 vyjmutelná. K tomuto účelu jsou tato testovací tělesa 19 vytvořena jako malé plechové destičky, které je možno kartotékovítě zasunout do vodicích drážek na vnitřku zásuvného dílů 14 /na obr. 3 neznázorněno/. Provedení ostatních katalytických plošných těles 2 je v principu takové, jaké je znázorněno a objasněno u obr. 1.
Na jednom konci zásuvného dílu 14 jsou umístěna například čtyři testovací tělesa 19; jejich odstupy jsou takové, že jsou zatíženy ve stejném směru a stejnou rychlostí, jako ostatní plošná tělesa 1, takže po uplynutí určité doby provozu, například 1 rok, je možno takovéto testovací těleso 19 vyjmout a otestovat
-8CZ 280381 B6 stav jeho katalytické účinnosti. K lepší manipulovatelnosti se zásuvným dílem 14 může být tento opatřen držadly 20, výhodné v jeho obou koncových oblastech vždy jedním držadlem 20.
Kanálový systém 15 je u příkladu provedení podle obr. 2 a 3 vytvořen následujícím způsobem:
Na vnitřní straně stěny pláště 2a dna skříně 2 je v jeho okrajových částech upevněn obvodový rám 21. V tomto je v zasunutém stavu vsazen rám 22 zásuvného dílu 14,. Rám 22 nemá žádné dno; je ve směru výšky kratší o zkrácení a3, než je přední stěna 23 zásuvného dílu 14.· Toto zkrácení a3 odpovídá úplně nebo alespoň částečně rozměru a2 výšky obvodového rámu 21. Rám 22, který je na přední stěnu 23 zásuvného dílu 14 přišroubován nebo přivařen, slouží k držení plošných těles 1 a testovacích těles 19. Na straně dna je tento rám 22 stejně jako skříň 2 otevřen.
V zasunutém stavu /obr. 2/ může tímto rámem 22 proudit zpracovávaná směs plynu a páry mezi plošnými tělesy 1 a testovacími tělesy 19 tak, že tato tělesa jsou uvedenou plynnou směsí z obou stran omývána. Zásuvný díl 14 může být v zasunutém stavu /obr. 2/ zajištěn zarážkami 24 , 25 /nebo zašroubováním/. Tyto mohou být například vytvořeny ze zakřivených listových per, připevněných uvnitř uložení 13 na vnitřních plochách jejich postranních boků, a ze zaskakovacích vybrání na postranních bocích rámu 22. V levé části zásuvného dílu 14 není zaskakovací vybrání na obrázku patrné, je znázorněno pouze v pravé části.
Obr. 4 ukazuje schematicky zjednodušeně, že katalytická plošná tělesa 1 mohou být u příkladu podle obr. 1 také uspořádána ve více vrstvách nad sebou. Každý z příslušných plechových pásů 6.1, 6.2, 6.3 má výšku například 50 mm, takže se při třech nad sebou umístěných plechových pásech dosáhne výšky 150 mm. Složení vzájemně sousedících plechových pásů 6.1 - 6.2 nebo 6.2 - 6.3 je účelně provedeno navzájem vystřídané, jak je perspektivně schematicky znázorněno, takže horní vrstva plechového pásu leží stabilně na pod ním se nacházející vrstvě. Počet nad sebou uspořádaných vrstev plošných těles X, popřípadě odpovídajících plechových pásů, závisí na komínové výšce, to znamená stavební výšce rekombinátoru a/nebo na rychlosti proudění. Tato rychlost proudění může být bez zvýšení komínového efektu zvětšena použitím dmýchadel.
Ve smyslu schematického znázornění podle obr. 4 mohou být u příkladu provedení podle obr. 2 a 3 namísto jediného zásuvného dílu 14 provedeny také dva nebo například tři nad sebou ležící zásuvné díly 14 v odpovídajících uloženích 13.
Aby se zvětšila účinná katalytická plocha plošných těles X každé jednotlivé vrstvy, popřípadě každého zásuvného dílu 14 , doporučuje se při vlnovitém nebo střídavém vytvoření katalytických plošných těles X zmenšit rozestupy vrcholů vln, jak je znázorněno na obr. 5 a 6. Na obr. 5 činí například rozestup mezi dvěma sousedícími vrcholy 26 plechového pásu 6 60 mm, popřípadě mezi každým druhým vrcholem 26 plechového pásu 6 120 mm. Obr. 5 ukazuje, že přibodovanými nebo jiným vhodným způsobem připevněnými páry plechových lišt 27 se vytvoří ukládací drážky 28 na vnitřních stranách přední stěny 23 a na zadní stěně rámu 22, kterými mohou
-9CZ 280381 B6 být fixovány střešní hřebeny, popřípadě střešní okraje, skládaného plechového pásu 6 uvnitř skříně 2, popřípadě zásuvného dílu 14.
Obr. 6 ukazuje, že zmenšením rozestupu ukládacích drážek 28 a odpovídajících plechových lišt se může zvýšit hustota vln plechového pásu 6.
U provedení podle obr. 7 je využito uchycení testovacích těles 19 také pro ostatní katalytická plošná tělesa 2· Testovací tělesa 19 a plošná tělesa 1 sestávají oboje obzvláště z tenkostěnných, v jednom směru za sebou řaditelných jednotlivých desek 100. výhodně z jednotlivých plechů, které se mohou kartotékovitě zasunovat do ukládacích drážek 28, vytvořených pomocí párů vodicích lišt. Toto provedení má tu výhodu, že je tím dáno úplně stejné vytvoření pro testovací tělesa 19 a plošná tělesa 1. Pomocí zde neznázorněného šroubového napínacího členu je možno jednotlivé desky 100 udržovat uvnitř rámu 22, popřípadě zásuvného dílu 14 /viz obr. 3/, za jejich elastické deformace zabezpečené proti posunutí.
Pro výše popsaná příkladná provedení podle obr. 1 až 7 platí, že testovací tělesa 19 mohou být dodatečně jištěna proti nežádoucímu vyjmutí tím, že jsou vytvořena jako vylomitelné plechy, opatřené místy požadovaného zlomení. Ke stejnému účelu se mohou testovací tělesa 19 vytvořit jako vytrhnutelné fólie s místy požadovaného odtržení. Například je možno k tomu /viz obr. 7/ použít vždy malý bodový svár nebo natvrdo spájené místo 29 po obou stranách testovacího tělesa 19. Tato fixace by měla být tak lehká, aby se porušila při působení na testovací těleso 19 pomocí kleští a tahem směrem vzhůru. Je také možné k obzvláštnímu zabezpečeni proti smrštění a proudění pojistit i připevnění ostatních plošných těles 1 obdobným způsobem.
Na obr. 2 a 3 je znázorněno, že skříň 2 je na své zadní straně 2c opatřena prostředky 30 pro závěsné upevnění na vertikální stěny budovy. Jedná se při tom například o úchytná oka 32. Odpovídající úchytná oka 32 mohou být rovněž vytvořena na postranních stěnách pláště.
Ve výhodné formě provedení podle obr. 2 a 3 je rekombinátor vytvořen obzvláště pro montáž modulovým způsobem tak, že je sestavitelný větší počet skříní 2, souhlasných alespoň ve dvou svých rozměrech, to znamená například v hloubce t a výšce h nebo v hloubce t a šířce b, vedle sebe nebo nad sebou.
Dolů směřující vstupní otvor 3 pro plyn a na čelní stěnu orientovaný směr výstupního otvoru 4 má mimo jiné tu výhodu, že se minimalizuje znehodnocování prachem /nejsou přítomny žádné otvory, směřující vzhůru, přes které by normálně prach z budovy pronikal dovnitř/. Dodatečně by mohly být ještě vstupní otvory 2 plynu, směřující k čelní stěně, opatřeny podélnými štěrbinami 31 /zvětšení příčného průřezu proudění/, jak je znázorněno na obr. 3.
U rekombinátoru podle předloženého vynálezu se jedná o komponentu, která je obzvláště vhodná pro provozní odstraňování vodíku, který se nachází nebo tvoří v containmentu jaderných elek
-10CZ 280381 B6 tráren. V souvislosti s popsanou modulovou stavbou vyplývá výhodný systém rekombinátorů uvnitř jaderné elektrárny, neboť se může siťovitě odděleně montovat větší počet takovýchto rekombinátorů na odpovídající počet připevňovacích míst na stěně a/nebo v oblasti dna bezpečnostní budovy nebo nádrže.
Obr. 8 ukazuje v třísložkovém diagramu hranici zápalnosti 33, přičemž v poli 34 vně této hranice zápalnosti 33 již nejsou možné rekombinační procesy a přirozeně rovněž žádné zápalné procesy. V oblasti 35 uvnitř hranice zápalnosti 33 může docházet k zapálení vodíku, avšak toto neprobíhá náhle, nýbrž kontinuálním přechodem, neboť rekombinátor podle předloženého vynálezu pracuje již před dosažením koncentrace vodíku, která hranici zápalnosti překračuje. Tím je vyloučena pracovní oblast 37., která je oddělena takzvanou detonační hranicí 36 od oblasti 35 uvnitř hranice zápalnosti.
Z tabulky podle obr. 9 se dá zjistit, že u testovaného rekombinátoru s účinným katalytickým povrchem 46 cm2 je střední rekombinační hodnota v rozmezí od 2,1 % objemových vodíku do 1,1 % objemových vodíku 0,166 litrů vodíku/minutu.
Výpočty v tabulce podle obr. 9 ukazují, že se rekombinační hodnota pro vodík s klesající koncentrací vodíku snižuje, a kromě toho že objemový proud plynu, který se v důsledku konvekce a difúze pohybuje ke katalytickým plošným tělesům, je ve zkoumané oblasti prakticky konstantní a průměrně činí 10,2 1/min. Z toho se dá odvodit, že při dané geometrii rekombinátorů závisí rekombinační hodnota pouze na rychlosti transportu molekuly plynu ke katalytickým plošným tělesům, a že na těchto dochází nezávisle na objemové koncentraci vodíku vždy ke 100% rekombinaci.
Claims (22)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku za pomoci katalytických plošných těles, přes která je možno vést směs plynu a páry, obsahující odstraňovaný vodík, vytvořené skříní, obklopující a držící plošná tělesa, vyznačující se tím, že skříň (2) je opatřena vždy alespoň jedním permanentně otevřeným vstupním otvorem (3) pro plyn a jedním permanentně otevřeným výstupním otvorem (4) plynu, přičemž tyto otvory navzájem komunikují přes dráhu (fl - f2) proudění plynu, přičemž katalytická plošná tělesa (1) jsou umístěna uvnitř skříně (2) v dráze proudění plynu za vstupním otvorem (3).
- 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že skříň (2) je vytvořena ve formě kvádru a vstupní otvor (3) je umístěn v oblasti dna nebo ve spodní oblasti, výhodně vertikálně směrem dolů, a výstupní otvor (4) je umístěn v horní oblasti čelní stěny (2b) skříně (2).
- 3. Zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že skříň (2) má čelní a zadní stěnu (2b, 2c), jejichž šířka (b) a výška (h) je několikanásobkem hloubky (t) stěn pláště (2a, 2d, 2e, 2f).
- 4. Zařízení podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že skříň (2) tvoří ve své spodní oblasti uložení (13) pro demontovatelný a montovatelný zásuvný díl (14) a tento zásuvný díl (14) je opatřen katalytickými plošnými tělesy (1), vstupním otvorem (3) pro plyn a se skříní (2) tvoří kanálový systém (15) pro obtékání a protékání katalytických plošných těles (1) zpracovávanou směsi plynu a páry.
- 5. Zařízení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že vnitřní dráha (fl - f2) proudění plynu je opatřena soustavou vodicích plechů (2e, 18, 8), které při nesouhlasných směrech vstupních otvorů (3) plynu a externího náběhu (fl), popřípadě výstupního otvoru (4) plynu a vnitřního proudění (fl - f2), jsou uspořádány paralelně k plošným tělesům (1), popřípadě jsou zakřiveny směrem k výstupnímu otvoru (4) plynu.
- 6. Zařízení podle nároku 2 a 5, vyznačující se tím, že zakřivený vodicí plech (18) se rozprostírá svou konkávní stranou od horní oblasti vnitřní strany zadní stěny (2c) k přední oblasti vnitřní strany krycí stěny, takže při vertikálně probíhající vnitřní dráze proudění plynu se stoupající směs plynu a páry ohýbá do horizontálního směru, směřujícího k výstupnímu otvoru (4) plynu.
- 7. Zařízení podle nároku 5, vyznačující se tím, že na náběžné straně dolů směřujícího vstupního otvoru (3) plynu je umístěna soustava vodicích plechů (180) ve tvaru světelného mřížkového roštu, který směruje šikmo odspodu proudící směs plynu a páry ke katalytickým plošným tělesům (1).-12CZ 280381 B6
- 8. Zařízení podle nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že výstupní otvor (4) plynu je vytvořen z více navzájem rovnoběžných podélných štěrbin (41).
- 9. Zařízení podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že katalytická plošná tělesa (1) sestávají z jednotlivých, obzvláště tenkostěnných, do jednoho směru seřaditelných jednotlivých desek (100), nebo z vlnovítě probíhajícího pásu (6), přičemž vrcholky vln a prohlubně vln pásu (6) směřují k čelní stěně (2b), popřípadě zadní stěně (2c) skříně (2).
- 10.Zářízení podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že jednotlivé desky (100), popřípadě pás (6), jsou po obou stranách potaženy katalytickým materiálem za vytvoření reakčních ploch a přes vstupní otvor (3) přiváděnou směs plynu a páry je možno vést jak přes čelní, tak také přes zadní reakční plochy pásu (6).
- 11.Zařízení podle nároku 9 nebo 10, vyznačující se tím, že pás (6) pro katalytická plošná tělesa (1) probíhá klikatě.
- 12.Zařízení podle nároků 9 až 11, vyznačující se tím, že rovinný pás (6) je opatřen zónami přehnutí (7) ve formě vroubků a konečný vlnovítý nebo klikatý tvar se dosáhne přehnutím podél zón přehnutí.podle m, načuj ící nároků 4 a 9 až 12, vyz že alespoň na jednom konci zásuvného dílu (14) sloužíúčelu jsou vyjmuplošných testovaovlivnění zbylých
- 13.Zařízení se t í je uspořádán větší počet katalytických plošných těles, cích jako testovací tělesa (19) a k tomuto telná z celkového uspořádání katalytických cích těles (19) zásuvného plošných těles (1).dílu (14) bez
- 14.Zařízení podle nároku tím, že testovací tělesa vytvořena jako tenkostěnné, zlomu vylomítělně plechy.13, vyznačující se (19) a/nebo plošná tělesa (1) jsou prostřednictvím míst požadovaného
- 15.Zařízení podle nároku 13, vyznačující se tím, že testovací tělesa (19) a/nebo plošná tělesa (1) jsou vytvořena jako v liniích požadovaného zlomu odtržitelné fólie.
- 16. Zařízení podle nároků 9, 10 a 13, vyznačující se tím, že jednotlivé desky (100) a/nebo testovací tělesa (19) pro katalytická plošná tělesa (1) sestávají z pravoúhlých jednotlivých plechů a zásuvný díl (14) je ve své oblasti uložení (13) opatřen pro jednotlivé desky (100), popřípadě testovací tělesa (19), ukládacími drážkami (28) pro jednotlivé plechy, vsunutelné kartotékovítě do těchto drážek.
- 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že jednotlivé desky (100) a testovací tělesa (19) jsou fixovatelné pomocí plastické deformace ve svých vodicích drážkách mechanickým předpětím, působícím z vnějšku na zásuvný díl (14), popřípadě jeho rám (22).-13CZ 280381 B6
- 18. Zařízení podle nároků laž 17, vyznačující se tím, že vstupní otvor (3) a výstupní otvor (4) jsou zakryty drátěnými mřížkami (16, 17) s jemnými oky, které proudění plynu prakticky neovlivňují a chrání uvedené otvory proti vniknutí cizích těles.
- 19. Zařízení podle nároků 4 a 5 až 13, vyznačující se tím, že zásuvný díl (14) je ve svém zasunutém stavu zajištěn zarážkami (24, 25) nebo zašroubováním.
- 20. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že zásuvný díl (14) je v obou koncových oblastech své čelní strany opatřen vždy jedním držadlem (20).
- 21. Zařízení podle nároků laž 20, vyznačující se tím, že skříň (2) je na své zadní stěně (2c) a/nebo na svých stěnách pláště (2a, 2c, 2d, 2e) opatřena prostředky (30, 32) pro závěsné upevnění na vertikální stěny budovy.
- 22. Zařízení podle nároků laž 21, vyznačující se tím, že je uzpůsobeno pro montáž modulovým způsobem tak, že je smontovatelné z většího počtu stejného typu skříní, které jsou souhlasné alespoň ve dvou rozměrech, například v hloubce (t) a výšce (h), nebo hloubce (t) a šířce (b), vedle sebe nebo nad sebe do rekombinátorových řad.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4015228A DE4015228A1 (de) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Vorrichtung fuer die rekombination von wasserstoff und sauerstoff sowie verwendung der vorrichtung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS134991A3 CS134991A3 (en) | 1992-01-15 |
| CZ280381B6 true CZ280381B6 (cs) | 1996-01-17 |
Family
ID=6406231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS911349A CZ280381B6 (cs) | 1990-05-11 | 1991-05-08 | Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US5301217A (cs) |
| EP (1) | EP0527968B1 (cs) |
| JP (1) | JPH05507553A (cs) |
| CA (1) | CA2082627A1 (cs) |
| CZ (1) | CZ280381B6 (cs) |
| DE (2) | DE4015228A1 (cs) |
| ES (1) | ES2075476T3 (cs) |
| FI (1) | FI924624A0 (cs) |
| HU (1) | HUT63012A (cs) |
| RU (1) | RU2069582C1 (cs) |
| WO (1) | WO1991018398A1 (cs) |
Families Citing this family (41)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| US5392325A (en) * | 1993-05-21 | 1995-02-21 | General Electric Company | Method and apparatus for local protection of piping systems from stress corrosion cracking |
| DE4421601C1 (de) * | 1994-06-21 | 1995-08-24 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Inertisierung der Atmosphäre in einem Kernkraftwerks-Containment |
| WO1997016832A1 (en) * | 1995-10-31 | 1997-05-09 | Atomic Energy Of Canada Limited | Passive emergency hydrogen mitigation system for water-cooled nuclear reactors |
| JP3110465B2 (ja) * | 1996-01-29 | 2000-11-20 | 株式会社 フジキン | 水分発生用反応炉と水分発生用反応炉の温度制御方法及び白金コーティング触媒層の形成方法 |
| ES2122906B1 (es) * | 1996-08-01 | 1999-07-01 | Portillo Cuerva Juan | Sistema para la produccion de agua potable con recuperacion de energia. |
| DE19636555C1 (de) | 1996-09-09 | 1998-01-15 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zur Einleitung einer Wasserstoff-Sauerstoff-Reaktion in einem Reaktor-Sicherheitsbehälter |
| DE19636557B4 (de) * | 1996-09-09 | 2005-02-03 | Framatome Anp Gmbh | Verwendung eines Katalysatorsystems und Rekombinationseinrichtung zur Rekombination von Wasserstoff und Sauerstoff, insbesondere für ein Kernkraftwerk |
| DE19704608C1 (de) | 1997-02-07 | 1998-06-10 | Siemens Ag | Vorrichtung zur Rekombination von Wasserstoff in einem Gasgemisch |
| JP2000098075A (ja) | 1998-07-23 | 2000-04-07 | Toshiba Corp | 可燃性ガス除去装置 |
| DE19852953C1 (de) | 1998-11-17 | 2000-03-30 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Katalysatorelement für einen Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären |
| DE19852951C2 (de) * | 1998-11-17 | 2002-07-11 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären |
| DE19852954A1 (de) * | 1998-11-17 | 2000-05-18 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | 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 |
| US6372983B1 (en) | 1999-04-14 | 2002-04-16 | Ballard Generation Systems Inc. | Enclosure for electrical components installed in locations where a flammable gas or vapor is expected to be present |
| DE19919268C2 (de) * | 1999-04-28 | 2002-02-28 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Rekombinator zum Beseitigen von Wasserstoff |
| US6902709B1 (en) * | 1999-06-09 | 2005-06-07 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Hydrogen removing apparatus |
| JP2004500577A (ja) * | 2000-03-31 | 2004-01-08 | デイビッド・システムズ・テクノロジー・ソシエダッド・リミターダ | 水素監視及び除去システム |
| US6888713B2 (en) | 2000-12-21 | 2005-05-03 | Douglas Wayne Stamps | Device and method to mitigate hydrogen explosions in vacuum furnaces |
| JP4119218B2 (ja) * | 2002-10-16 | 2008-07-16 | 忠弘 大見 | 水分発生用反応炉の白金コーティング触媒層の形成方法 |
| DE102004052542B4 (de) * | 2004-11-13 | 2007-02-08 | Hauptmanns, Ulrich, Prof. Dr.-Ing. | Fahrzeugkomponente und Beschichtungsmaterial für eine Fahrzeugkomponente |
| DE102007060372B4 (de) * | 2007-12-12 | 2010-11-18 | Areva Np Gmbh | Rekombinatorelement |
| DE102008013213B3 (de) | 2008-03-07 | 2010-02-18 | Areva Np Gmbh | Verfahren zur katalytischen Rekombination von in einem Gasstrom mitgeführtem Wasserstoff mit Sauerstoff sowie Rekombinationssystem zur Durchführung des Verfahrens |
| JP5607742B2 (ja) * | 2010-08-31 | 2014-10-15 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力排ガス再結合触媒及び再結合器 |
| WO2012029090A1 (ja) * | 2010-08-31 | 2012-03-08 | 日立Ｇｅニュークリア・エナジー株式会社 | 原子力排ガス再結合触媒及び再結合器 |
| RU2461900C1 (ru) * | 2011-03-10 | 2012-09-20 | Владимир Андреевич Шепелин | Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода со ступенчато увеличивающейся в направлении газового потока скоростью каталитической реакции |
| CN102280147B (zh) * | 2011-08-05 | 2013-12-25 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种用于密闭环境消除可燃气体的装置 |
| RU2468866C1 (ru) * | 2011-09-15 | 2012-12-10 | Владимир Андреевич Шепелин | Способ изготовления катализатора и импрегнированный пористый носитель катализатора для рекомбинации водорода и кислорода |
| KR101312857B1 (ko) * | 2012-02-08 | 2013-09-30 | (주) 세라컴 | 원자로 내의 수소를 제어하기 위한 피동 촉매형 재결합 장치 및 이를 이용한 원자로 내의 수소 제어 방법 |
| CN103383867B (zh) * | 2012-05-04 | 2017-05-17 | 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 |
| CN103849884B (zh) * | 2012-11-28 | 2016-01-13 | 柯香文 | 一种用于轻水电解法制取超轻水的设备 |
| CN102997961B (zh) * | 2012-12-10 | 2015-02-18 | 中国船舶重工集团公司第七一八研究所 | 一种具有实时检测性能的消氢试验装置 |
| RU2537956C1 (ru) * | 2013-07-19 | 2015-01-10 | Владимир Андреевич Шепелин | Пассивный автокаталический рекомбинатор водорода и кислорода с боковым забором водород-воздушной газовой смеси |
| RU2599145C1 (ru) * | 2015-10-06 | 2016-10-10 | Денис Геннадьевич Зарюгин | Рекомбинатор и способ рекомбинации водорода или метана и кислорода в газовой смеси |
| CN105225703A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-06 | 中国工程物理研究院材料研究所 | 具有热电转换功能的非能动氢复合器及其用途 |
| CN106297911B (zh) * | 2016-10-20 | 2023-10-17 | 中国船舶集团有限公司第七一八研究所 | 一种具有可自动开启的密封结构的氢复合器 |
| CN106268307A (zh) * | 2016-10-20 | 2017-01-04 | 中国船舶重工集团公司第七八研究所 | 一种盒式催化单元 |
| CN107421765B (zh) * | 2017-09-21 | 2024-03-15 | 南京分析仪器厂有限公司 | Cq-1瓷珠消氢性能试验操作工艺及其使用装置 |
| USD917687S1 (en) * | 2018-09-19 | 2021-04-27 | Pivab Ab | Part of gas ventilation equipment |
| CN113380431A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-10 | 哈尔滨工程大学 | 一种氢气复合器催化单元 |
| CN114000171B (zh) * | 2021-10-21 | 2023-04-07 | 中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司 | 一种带有氢氧再结合反应器的电解制氢系统及方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE788538A (fr) * | 1971-09-09 | 1973-03-08 | Westinghouse Electric Corp | Appareil de recombinaison de l'hydrogene et de l'oxygene |
| JPS5275657A (en) * | 1975-12-20 | 1977-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Sold/gas catalytic reactor |
| CA1072720A (en) * | 1976-06-25 | 1980-03-04 | John P. Butler | Process for the exchange of hydrogen isotopes using a catalyst packed bed assembly |
| DE3004677C2 (de) * | 1980-02-08 | 1984-05-03 | Brown Boveri Reaktor GmbH, 6800 Mannheim | Einrichtung zum Abbau des im Sicherheitsbehälter einer wassergekühlten Kernreaktoranlage eingeschlossenen Wasserstoffs |
| US4471014A (en) * | 1981-06-30 | 1984-09-11 | Atomic Energy Of Canada Limited | Ordered bed packing module |
| DE3604416A1 (de) * | 1986-02-12 | 1987-08-13 | Grs Ges Fuer Reaktorsicherheit | Vorrichtung zur beseitigung von wasserstoff |
| DE3725290A1 (de) * | 1987-07-30 | 1989-02-16 | Kernforschungsanlage Juelich | Palladiumlegierung als katalysator zur oxidation von wasserstoff in wasserstoff und sauerstoff enthaltender atmosphaere |
| DE3816012A1 (de) * | 1987-08-14 | 1989-11-16 | Siemens Ag | Vorrichtung zur rekombination von wasserstoff und sauerstoff |
| GB8901738D0 (en) * | 1989-01-26 | 1989-03-15 | Atomic Energy Authority Uk | Recombination catalyst |
-
1990
- 1990-05-11 DE DE4015228A patent/DE4015228A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-05-08 CZ CS911349A patent/CZ280381B6/cs unknown
- 1991-05-09 EP EP91920997A patent/EP0527968B1/de not_active Revoked
- 1991-05-09 HU HU923523A patent/HUT63012A/hu unknown
- 1991-05-09 RU RU9192016320A patent/RU2069582C1/ru active
- 1991-05-09 WO PCT/DE1991/000379 patent/WO1991018398A1/de not_active Application Discontinuation
- 1991-05-09 ES ES91920997T patent/ES2075476T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-05-09 DE DE59106095T patent/DE59106095D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-05-09 CA CA002082627A patent/CA2082627A1/en not_active Abandoned
- 1991-05-09 JP JP91508435A patent/JPH05507553A/ja active Pending
-
1992
- 1992-10-13 FI FI924624A patent/FI924624A0/fi not_active Application Discontinuation
- 1992-11-12 US US07/975,528 patent/US5301217A/en not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-30 US US08/219,784 patent/US5473646A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2069582C1 (ru) | 1996-11-27 |
| ES2075476T3 (es) | 1995-10-01 |
| FI924624A (fi) | 1992-10-13 |
| EP0527968B1 (de) | 1995-07-26 |
| JPH05507553A (ja) | 1993-10-28 |
| HU9203523D0 (en) | 1993-03-01 |
| HUT63012A (en) | 1993-06-28 |
| WO1991018398A1 (de) | 1991-11-28 |
| US5473646A (en) | 1995-12-05 |
| EP0527968A1 (de) | 1993-02-24 |
| DE4015228A1 (de) | 1991-11-14 |
| CS134991A3 (en) | 1992-01-15 |
| CA2082627A1 (en) | 1991-11-12 |
| FI924624A0 (fi) | 1992-10-13 |
| DE59106095D1 (de) | 1995-08-31 |
| US5301217A (en) | 1994-04-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ280381B6 (cs) | Zařízení pro rekombinaci vodíku a kyslíku | |
| JP3486663B2 (ja) | 水素と酸素とを再結合するための特に原子力発電所用の触媒系および再結合装置 | |
| KR100503816B1 (ko) | 가스 혼합물내의 수소를 재결합시키기 위한 장치 | |
| TW548137B (en) | Recombination device and method for carrying catalytic recombination hydrogen and/or mono carbon oxide with oxygen in gas mixture | |
| EP0529329A2 (en) | Plate type shift converter | |
| KR101312857B1 (ko) | 원자로 내의 수소를 제어하기 위한 피동 촉매형 재결합 장치 및 이를 이용한 원자로 내의 수소 제어 방법 | |
| CN103383867A (zh) | 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 | |
| EP1059116B1 (en) | Hydrogen removing apparatus | |
| RU2499305C1 (ru) | Пассивный автокаталитический рекомбинатор водорода и кислорода с равномерной нагрузкой на площадь каталитического элемента | |
| CA2249581C (en) | Apparatus for treating air containing hydrogen gas | |
| DE19852951C2 (de) | Rekombinator zum effektiven Beseitigen von Wasserstoff aus Störfallatmosphären | |
| JP2004157022A (ja) | 水素酸素再結合器 | |
| Shukla et al. | Evaluation of reaction kinetics for the catalyst used in PCRD and study of channel affect on the same | |
| EP3496197B1 (en) | Fuel battery device | |
| BG63136B1 (bg) | Метод и устройство за възбуждане на водородно-кислородна реакция в реакторен защитен контейнер | |
| US20010055360A1 (en) | Apparatus for treating air containing hydrogen gas | |
| Iwai et al. | Hydrophobic Platinum Honeycomb Catalyst to Be Used for Tritium Oxidation Reactors | |
| US20110216872A1 (en) | Boiling Water Nuclear Plant and Steam Dryer | |
| RU2599145C1 (ru) | Рекомбинатор и способ рекомбинации водорода или метана и кислорода в газовой смеси | |
| RU2761989C1 (ru) | Пассивный каталитический рекомбинатор водорода и кислорода | |
| KR20230140449A (ko) | 촉매 디하이드로젠 리컴바이너 | |
| JP2020083703A (ja) | 改質装置 |