KR101657049B1 - Passive autocatalytic recombiner having guidance vane - Google Patents
Passive autocatalytic recombiner having guidance vane Download PDFInfo
- Publication number
- KR101657049B1 KR101657049B1 KR1020150107074A KR20150107074A KR101657049B1 KR 101657049 B1 KR101657049 B1 KR 101657049B1 KR 1020150107074 A KR1020150107074 A KR 1020150107074A KR 20150107074 A KR20150107074 A KR 20150107074A KR 101657049 B1 KR101657049 B1 KR 101657049B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- hydrogen
- main body
- present
- guide
- guide vane
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 87
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 87
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 83
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 6
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 3
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 241000006966 Areva Species 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000012857 radioactive material Substances 0.000 description 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/108—Hydrogen
-
- 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
-
- Y02E30/40—
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Emergency Management (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 원자력 발전소 격납건물 내부의 수소를 효과적으로 저감시키기 위하여 본체와 이격된 안내날개를 구비하고 다단의 촉매를 부착한 피동형 수소재결합기(PAR: Passive Autocatalytic Recombiner)에 관한 것이다.The present invention relates to a passive water material combiner having a guide vane. More particularly, to a Passive Autocatalytic Recombiner (PAR) having a multi-stage catalyst and a guide vane spaced apart from the main body in order to effectively reduce hydrogen in a nuclear power plant containment building.
체르노빌과 후쿠시마 원전사고는 원자로 냉각재가 손실되어 연료봉에서 발생하는 많은 열을 냉각할 수 없었기 때문에 원자로 내의 온도가 매우 높게 상승하게된 중대사고였다.The Chernobyl and Fukushima nuclear accidents were a major accident that caused the temperature inside the reactor to rise very high because the reactor coolant was lost and the heat from the fuel rods could not be cooled.
원자로 내의 높은 온도는 연료봉과 원자로 내부를 용융시키게 되고 이 과정에서 피복재와 수증기가 반응하여 다량의 수소가 발생되며, 발생된 수소는 방사능물질과 함께 파손부위를 통하여 격납건물에 분출된다. The high temperature in the reactor melts the fuel rod and the inside of the reactor. In this process, a large amount of hydrogen is generated by the reaction of the cover material and the water vapor, and the generated hydrogen is ejected to the containment building together with the radioactive material through the broken part.
분출된 수소는 그 양이 증가하면서 건물 상부에 모이게 되는데 정전기의 발생 등에 의하여 점화가 되면 폭발하여 격납건물을 파손시키고 방사능을 공기 중으로 방출시키게 된다. As the amount of hydrogen is increased, it collects in the upper part of the building. When it is ignited by the generation of static electricity, it explodes and damages the containment building and releases the radioactivity into the air.
이러한 수소폭발의 위해도를 감소시키기 위하여 격납건물에 발생되는 수소를 신속히 효과적으로 제거해야 할 필요가 있다. 이를 위해 개발된 장치들로는 점화기(igniter)와 피동형 수소재결합기(PAR)가 있으며 새롭게 건설되는 많은 원자력발전소에서는 피동형 수소재결합기의 적용이 의무화되고 있다. In order to reduce the risk of hydrogen explosion, it is necessary to quickly and efficiently remove the hydrogen generated in the containment. The devices developed for this purpose include igniters and passive water couplers (PAR), and the application of passive water couplers is mandatory in many newly constructed nuclear power plants.
피동형 수소재결합기의 효율적 활용을 위해서는 정확한 수소의 농도와 유동을 예측한 후, 수소를 가장 신속하고 효과적으로 제거할 수 있는 위치에 설치하여야 한다.In order to efficiently utilize the passive water coupler, it is necessary to predict the concentration and flow of the correct hydrogen, and to install the hydrogen at the position where it can remove the hydrogen quickly and effectively.
그러나, 중대사고 시 격납건물 내부로 분출되는 수소의 거동은 매우 불규칙하고 사고의 발생 조건에 따라 변화되기 때문에 수소분포 및 유동을 정확히 예측하는 것은 사실상 불가능하다. However, it is practically impossible to accurately predict the hydrogen distribution and the flow since the behavior of the hydrogen spouted into the containment building at the time of a major accident is very irregular and changes according to the occurrence condition of the accident.
또한 수소의 농도가 증가하여 많은 양의 수소가 피동형 수소재결합기로 유입되면 촉매주변의 온도가 수소의 자기발화온도보다 높게 되어 연소현상이 발생되고, 압력이 증가되어 화염이 아랫방향으로 밀려나오는 역화가 발생하는 문제가 있다. 따라서 수소분포가 예측되는 넓은 범위의 수소를 효과적으로 제거해야 하지만 현재의 기술로는 격납건물 내의 수소의 양을 줄이는 데에는 한계가 있다. Also, when the concentration of hydrogen increases and a large amount of hydrogen is introduced into the passive hydrogen recombiner, the temperature around the catalyst becomes higher than the self-ignition temperature of hydrogen, so that the combustion phenomenon occurs and the flame is pushed downward There is a problem that arises. Therefore, it is necessary to effectively remove a wide range of hydrogen in which the hydrogen distribution is predicted, but current technologies have limitations in reducing the amount of hydrogen in the containment.
이러한 한계를 극복하기 위해 현재 개발되어 상용화되어 있는 장치는 AREVA, NUKEM, AECL, KNT사의 제품으로써 크게 4가지로 구분되는데, 기본 구조는 도1에 도시된 바와 같이 본체(10)가 사각 기둥의 형태로 이루어져 수소의 유입면적이 오로지 수소 제거장치의 하부 단면적에 의존하거나, 촉매(12)의 구조와 형상이 조금씩 다른 것 외에는 큰 차이가 없다. In order to overcome these limitations, currently developed and commercialized devices are classified into four types as products of AREVA, NUKEM, AECL, and KNT. The basic structure is as shown in FIG. 1, in which the
따라서 주위의 넓은 영역에 많은 양의 수소가 분포한다면 건물 내부의 수소제거에 한계가 있으며, 측면, 경사면 혹은 하부방향의 유동이 발생하는 경우에는 수소 제거기 내부로의 유동이 상당부분 감소하는 문제가 있고, 많은 양의 수소가 촉매로 유입될 경우 연소의 발생과 함께 화염이 역화할 수 있다는 문제가 있다.Therefore, if a large amount of hydrogen is distributed in a large area around the hydrogen generator, there is a limit to the removal of hydrogen in the inside of the building, and if the side, slope or downward flow occurs, , There is a problem that when a large amount of hydrogen flows into the catalyst, the flame can be backed up with the occurrence of combustion.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉각재 상실사고가 발생할 경우 원자로 내에서 생성된 수소가 격납건물로 분출되면서 나타날 수 있는 수소폭발의 위해도를 효과적으로 저감시키는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a passive hydrogen recombination system having guide wings for effectively reducing the risk of hydrogen explosion that may occur when hydrogen generated in a reactor is discharged into a containment structure, And the like.
구체적으로 외부유동의 방향에 관계없이 더 많은 영역의 수소가 유입될 수 있도록 하며, 유입된 수소를 역화의 문제없이 다량으로 제거하기 위해 본체부의 하부에 안내날개를 구비하되, 안내날개와 본체부를 분리하여 서로 이격된 상태로 배치하고, 수소의 유동 방향을 고려하여 안내날개가 상하로 회전되도록 하며, 촉매를 다단으로 부착하여 최대온도를 낮게 유지함으로써 넓은 영역에서 유입된 다량의 수소를 역화의 문제 없이 효과적으로 제거할 수 있는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 제공하는 것을 목적으로 한다.More specifically, it is possible to allow hydrogen to be introduced into more areas irrespective of the direction of the external flow, and to provide a guide wing at a lower portion of the main body to remove a large amount of the introduced hydrogen without backfire, And the guide vanes are rotated up and down in consideration of the flow direction of the hydrogen. By keeping the maximum temperature low by attaching the catalyst in multiple stages, a large amount of hydrogen introduced in a large area can be prevented from being back- And it is an object of the present invention to provide a driven-type hydrogen re-combiner having a guide wing which can be effectively removed.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 하단으로 수소가 유입되고, 내부에는 수소제거 촉매를 구비하는 본체부; 및 상기 본체부의 하부에 이격된 상태로 배치되어 상기 본체부의 하단으로 수소의 유입을 유도하는 안내날개를 구비하는 날개부를 포함하는 것을 특징으로 하는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a fuel cell system including: a main body having a lower portion thereof with hydrogen, And a wing portion disposed at a lower portion of the main body portion and having a guide vane for guiding inflow of hydrogen into the lower end of the main body portion.
이때, 상기 안내날개는 회동가능하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.In this case, the guide vane is rotatably provided.
또한, 상기 수소제거 촉매는 복수 개 구비되고, 복수 개의 상기 수소제거 촉매는 상기 본체부의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, a plurality of the hydrogen removing catalysts are provided, and a plurality of the hydrogen removing catalysts are arranged in the vertical direction of the main body unit.
이때, 상기 날개부는 상기 본체부의 하단 테두리로부터 하방으로 이격되어 배치되는 힌지부재; 및 상기 힌지부재에 회동가능하도록 결합되는 복수의 안내날개를 구비할 수 있다.Here, the wing portion may include a hinge member spaced downward from a lower edge of the main body portion. And a plurality of guide blades rotatably coupled to the hinge member.
또한, 상기 날개부는 상기 힌지부재를 상기 본체부에 이격된 상태로 결합시키는 이격수단을 더 구비하고, 상기 이격수단은 상하방향으로 길이조절이 가능하도록 구비될 수 있다.Further, the wing portion may further include a separating means for separating the hinge member from the body portion, and the separating means may be provided to adjust the length in the vertical direction.
또한, 상기 날개부는 상하방향으로 복수 개 구비될 수 있다.In addition, a plurality of the vanes may be provided in the vertical direction.
본 발명은 수소 유동의 방향에 관계없이 넓은 범위의 수소를 유입시켜 단계적으로 수소를 저감함으로써 격납건물의 수소폭발 위해도를 저감시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of reducing the hydrogen explosion risk of the containment building by reducing the hydrogen in a stepwise manner by introducing a wide range of hydrogen regardless of the direction of the hydrogen flow.
도1은 종래의 피동형 수소재결합기를 설명하기 위한 도면이다.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 안내날개가 회전된 상태를 도시한 단면도이다.
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 안내날개가 회전된 상태를 도시한 단면도이다.
도8은 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기와 일반모델의 성능비교와 최적구조를 찾기 위하여 제시한 형상도이다.
도9는 상부유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이다.
도10은 측면유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이다.
도11은 경사유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이다.
도12는 상부유동이 발생한 경우에 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거면적을 속도에 따라 비교한 그래프이다.
도13은 측면유동이 발생한 경우에 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거면적을 속도에 따라 비교한 그래프이다.
도14는 경사유동이 발생한 경우에 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거면적을 속도에 따라 비교한 그래프이다.FIG. 1 is a view for explaining a conventional driven rechargeable hydrogen recycling apparatus.
FIG. 2 is a perspective view schematically showing a driven hydrogen-reclaimer having a guide vane according to a first embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically illustrating a driven hydrogen-reclaimer having a guide vane according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a guide vane of a driven-type water coupling device having a guide vane according to a first embodiment of the present invention in a rotated state.
5 is a perspective view schematically showing a driven hydrogen-reclaimer having a guide vane according to a second embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view schematically showing a driven hydrogen-reclaimer having a guide vane according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a guide vane of a driven water coupling device having a guide vane rotated according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a schematic diagram showing a performance comparison between a passive hydrogen-reclaimer having a guide vane of the present invention and a general model, and an optimal structure.
FIG. 9 is an analysis view showing a hydrogen removal region of a passive water material coupler having a guide shape and a flow shape when an upper flow occurs. FIG.
10 is an analysis view showing a hydrogen removal region of a passive water material coupler having a guide shape and a flow shape when a side flow is generated;
11 is an analytical view showing a hydrogen removal region of a passive water material coupler having a guiding vane of the present invention and a flow shape when a gradient flow occurs.
FIG. 12 is a graph in which the hydrogen removal area of the passive water material coupler with the guide vane of the present invention is compared according to the speed when the upper flow occurs.
FIG. 13 is a graph showing a comparison of the hydrogen removal area of the passive water material coupler with the guide vane of the present invention, when the lateral flow occurs, according to the speed.
FIG. 14 is a graph in which the hydrogen removal area of the passive water material coupler having the guide vane of the present invention is compared according to the speed when the oblique flow occurs.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 첨가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. Further, if it is determined that the gist of the present invention may be blurred, detailed description thereof will be omitted. In addition, embodiments of the present invention will be described below, but it goes without saying that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be practiced by those skilled in the art.
도2는 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도3은 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도4는 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 안내날개가 회전된 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically showing a driven-type hydrogen-reforming reactor having a guide vane according to a first embodiment of the present invention, FIG. 3 is a schematic view of a passive hydrogen- FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a guide vane of a driven water coupler having a guide vane according to a first embodiment of the present invention in a rotated state.
이하, 도2 내지 도4를 참고하여 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(100)를 설명한다.Hereinafter, a passive
본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(100)는 하단으로 수소가 유입되고, 내부에는 수소제거 촉매(112)를 구비하는 본체부(110)와, 본체부(110)의 하단으로 수소의 유입을 유도하는 안내날개(122)를 구비하는 날개부(120)를 포함한다.The
이때, 안내날개(122)는 본체부(110)의 하부방향으로 소정거리 이격된 상태로 배치되며, 수소제거 촉매(112)는 복수 개가 본체부(110)의 상하방향을 따라 다단으로 배치된다.At this time, the
또한, 안내날개(122)는 회동가능하도록 구비되는데, 이를 위해 날개부(120)는 본체부(110)의 하단 테두리로부터 하방으로 이격되어 배치되는 힌지부재(124)를 구비하고, 복수 개로 구비되는 안내날개(122)는 각각 힌지부재(124)에 회동가능하도록 결합된다.The guide vane 122 is rotatably provided. The
이러한 날개부(120)는 도2에 도시된 바와 같이 안내날개(122)들이 하방으로 회동된 상태에서 하부방향으로 갈수록 확장된 형태를 가지는데, 이 상태에서 날개부(120) 상부의 개구면은 수소가 유입되는 본체부(110) 하단면의 형상과 동일하게 형성되도록 한다.As shown in FIG. 2, the
또한, 날개부(120)는 힌지부재(124)를 본체부(110)에 이격된 상태로 결합시키는 이격수단(126)을 더 구비할 수 있는데, 이러한 이격수단(126)은 상하방향으로 길이조절이 가능한 형태로 구현함으로써 본체부(110)와 안내날개(122)의 이격거리를 조절할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The
이렇게 함으로써 수소의 유동에 따라 본체부(110)와 안내날개(122)가 이격되어 형성되는 측면공간으로의 수소 유입량을 적절하게 조절하는 것이 가능하게 된다.By doing so, it becomes possible to appropriately adjust the amount of hydrogen inflow into the side space formed by separating the
예를 들어, 이격수단(126)은 길이조절이 가능하도록 다단구조를 갖는 파이프의 형태로 형성할 수 있으며, 이 외에도 상하방향으로 길이조절이 가능한 형태라면 어떠한 구조로 형성되어도 무방하다.For example, the spacing means 126 may be formed in the form of a pipe having a multi-stage structure so that the length thereof can be adjusted. In addition, the spacing means 126 may be formed in any structure as long as the length can be adjusted in the vertical direction.
이와 같은 본 발명의 제1실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(100)는 격납건물 내부에 분포된 수소를 효과적으로 제거할 수 있는 장치로서, 안내날개(122)가 하방으로 회전된 상태에서 안내날개(122)의 하부영역을 통하여 본체부(110)의 하단면보다 더 넓은 영역에 분포하는 상부로 유동하는 수소를 본체부(110)로 유입되도록 유도할 수 있다.The passive water combiner 100 having the guide vane according to the first embodiment of the present invention is an apparatus capable of effectively removing hydrogen distributed in the containment building. The
또한, 측면유동이나 경사유동의 경우 수소 가스가 안내날개(122)의 벽면을 타고 본체부(110) 내부로 유도되고, 상부에서 하부로 이동하는 유동에 대해서는 도4에 도시된 바와 같이 안내날개(122)를 상부로 회전하여 설치함으로써 본체부(110)로 수소 가스의 유입을 유도할 수 있게 된다.In the case of side flow or tilted flow, the hydrogen gas is guided into the
도5는 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도6은 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기를 개략적으로 도시한 단면도이며, 도7은 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 안내날개가 회전된 상태를 도시한 단면도이다.FIG. 5 is a perspective view schematically showing a driven-type hydrogen-reforming reactor provided with a guide vane according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a schematic view showing a passive hydrogen-reforming reactor having a guide vane according to a second embodiment of the present invention, And FIG. 7 is a sectional view showing a state in which the guide vanes of the passive water material coupler having the guide vanes according to the second embodiment of the present invention are rotated.
이하, 도5 내지 도7을 참고하여 본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(200)를 설명한다.Hereinafter, a passive
본 발명의 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(200)는 날개부(120)가 상하방향으로 복수 개 구비되며, 이 외에 다른 구성은 제1실시예의 경우와 동일하다.The passive
이러한 제2실시예에 따른 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(200)는 구비되는 이격수단(126)을 통해 각 날개부(120) 간의 이격거리를 조절할 수 있다.The distance between the
또한, 도7에 도시된 바와 같이 상부에 배치된 날개부(120)에 구비된 안내날개(122)는 상방으로 회전시키고, 하부에 배치된 날개부(120)의 안내날개(122)는 하방을 향하도록 함으로써 상부, 하부 및 측면에서 본체부(110)로의 수소 유입을 더욱 효과적으로 유도할 수 있게 된다.7, the
도8은 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기와 일반모델의 성능비교와 최적구조를 찾기 위하여 제시한 형상도이다.FIG. 8 is a schematic diagram showing a performance comparison between a passive hydrogen-reclaimer having a guide vane of the present invention and a general model, and an optimal structure.
구체적으로 도8의 각 형상은 안내날개(122)가 없는 기본형(Original type)과 안내날개(122)가 본체부(110) 하부에서 멀리 떨어져 부착되는 Type 1, 가깝게 부착된 Type 2와 사이공간이 없이 직접 부착된 Type 3로 구분된다.Specifically, each shape shown in FIG. 8 is composed of an original type having no
도9는 상부유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이고, 도10은 측면유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이며, 도11은 경사유동이 발생한 경우의 유동형상과 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거영역을 나타낸 해석도이다.FIG. 9 is an analysis view showing a hydrogen removal region of a passive water material coupler provided with a guide vane of the present invention and a flow shape when an upper flow occurs, FIG. FIG. 11 is an analysis view showing a hydrogen removal region of a passive water material coupler having a guiding vane of the present invention and a flow shape when a gradient flow is generated; and FIG. to be.
간략하게 말하면 도9 내지 11은 상부, 측면, 경사유동이 발생한 경우의 유동형상과 수소제거영역을 나타낸 해석도로서, 상부 유동의 경우 안내날개(122)를 갖는 모든 경우가 안내날개(122)가 없는 기본형에 비하여 넓은 영역의 수소를 촉매에 유도하는 것을 알 수 있다. Briefly, FIGS. 9 to 11 are schematic views showing a flow shape and a hydrogen removal region in the case where an upper, side, and inclined flow are generated, and in the case of the upper flow, all cases having the
측면 유동의 경우는 그 정도가 더욱 크게 나타나는데, 유동이 증가하여 3m/s가 되면 안내날개(122)가 없는 기본형의 경우 거의 모든 유동이 본체부(110)의 유입구를 지나쳐서 흐름으로써 본체부(110)의 수소제거 촉매(112)로 들어가는 영역은 매우 제한적인 것을 알 수 있다.In the case of the basic type in which the
또한, 본체부(110)와 이격되지 않고 본체부(110)에 직접 부착된 Type 3의 경우에도 측면유동이 증가하면 본체부(110)로의 유입영역이 매우 크게 줄어드는 것을 알 수 있다. In addition, even in the case of
반면, Type 1의 경우에는 안내날개(122) 벽면에 의해 유도되어 많은 양의 수소가 본체부(110)로 유입되는 것을 알 수 있으며, 경사면의 유동에서도 안내날개(122)의 역할에 의하여 넓은 영역의 수소가 본체부(110)로 유도되는 것을 알 수 있다.On the other hand, in the case of
도12 내지 도14는 각각 상부유동, 측면유동 및 경사유동 발생한 경우에 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기의 수소제거면적을 속도에 따라 비교한 그래프이다. FIGS. 12 to 14 are graphs for comparing the hydrogen removal area of the passive water material coupler provided with the guide vanes of the present invention, when the upper flow, the side flow, and the oblique flow are generated, respectively.
이를 참고하면, 상부유동의 경우에는 안내날개(122)를 갖는 모든 경우가 기존의 모델에 비하여 수소제거 성능이 크게 향상된 것을 알 수 있다. 측면과 경사면의 유동의 경우에서 본체부(110)와 이격이 존재하는 Type 1과 2가 기존의 안내날개(122)가 없는 경우와 안내날개(1220)가 본체부(110)와의 이격없이 본체부(110)에 바로 부착된 Type 3 보다는 수소 제거영역이 크게 증가된 것을 알 수 있다. It can be seen from this that, in the case of the upper flow, the hydrogen removal performance is significantly improved in all cases having the
상술한 바와 같이 본 발명의 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기(100,200)는 매우 넓은 영역의 수소를 제거할 수 있기 때문에 건물내부의 수소를 보다 효과적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다.As described above, since the
또한, 어떠한 형태의 유동이 발생하더라도 넓은 영역의 수소를 효과적으로 본체부(110) 내부의 수소제거 촉매(112)로 유도할 수 있으며, 단계적인 촉매반응을 통하여 유입된 다량의 수소를 역화의 문제없이 효과적으로 제거할 수 있어 매우 유용한 것이다.Also, it is possible to efficiently introduce a large amount of hydrogen into the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구 범위에 의해서 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and accompanying drawings. The scope of protection of the present invention should be construed according to the claims, and all technical ideas within the scope of equivalents thereof should be construed as being included in the scope of the present invention.
100, 200: 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기
110: 본체부 112: 수소제거 촉매
120: 날개부 122: 안내날개
124: 힌지부재 126: 이격수단100, 200: passive water material coupler having guide wings
110: main body 112: hydrogen removing catalyst
120: wing portion 122: guide wing
124: hinge member 126: spacing means
Claims (6)
상기 본체부의 하부에 이격된 상태로 배치되어 상기 본체부의 하단으로 수소의 유입을 유도하는 안내날개를 구비하는 날개부를 포함하되,
상기 날개부는 상기 본체부의 하단 테두리로부터 하방으로 이격되어 배치되는 힌지부재와, 상기 힌지부재를 상기 본체부에 이격된 상태로 결합시키는 이격수단을 구비하고,
상기 안내날개는 복수 개 구비되며, 각각의 상기 안내날개는 상기 힌지부재에 회동가능하도록 결합되고, 상기 이격수단은 상하방향으로 길이조절이 가능하도록 구성된 것을 특징으로 하는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기.A main body portion having hydrogen introduced into the lower end thereof and having a hydrogen removing catalyst therein; And
And a wing portion disposed at a lower portion of the main body portion and having a guide wing for guiding the inflow of hydrogen to the lower end of the main body portion,
Wherein the wing portion includes a hinge member spaced downward from a lower edge of the main body portion and a separating means for separating the hinge member from the main body portion in a spaced-
Wherein each of the guide blades is rotatably coupled to the hinge member, and the distance between the guide blades is adjustable in a vertical direction. The guide wing according to claim 1, Coupler.
상기 수소제거 촉매는 복수 개 구비되고, 복수 개의 상기 수소제거 촉매는 상기 본체부의 상하방향으로 배치되는 것을 특징으로 하는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the hydrogen removing catalysts are provided, and a plurality of the hydrogen removing catalysts are arranged in a vertical direction of the main body part.
상기 날개부는
상하방향으로 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 안내날개를 구비한 피동형 수소재결합기.The method according to claim 1,
The wing
And a plurality of guide vanes are provided in the vertical direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107074A KR101657049B1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Passive autocatalytic recombiner having guidance vane |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150107074A KR101657049B1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Passive autocatalytic recombiner having guidance vane |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101657049B1 true KR101657049B1 (en) | 2016-09-13 |
Family
ID=56946671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150107074A KR101657049B1 (en) | 2015-07-29 | 2015-07-29 | Passive autocatalytic recombiner having guidance vane |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101657049B1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328221A (en) * | 2016-10-20 | 2017-01-11 | 上海核工程研究设计院 | Distributed hydrogen eliminating device |
| CN113113159A (en) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 哈尔滨工程大学 | Optimizing device of component structure hydrogen recombiner |
| CN113380430A (en) * | 2021-06-03 | 2021-09-10 | 哈尔滨工程大学 | Hydrogen recombiner catalyst loading box |
| FR3118589A1 (en) * | 2021-01-07 | 2022-07-08 | Soletanche Freyssinet | Dihydrogen Catalytic Recombiner |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09264990A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Toshiba Corp | Combustible gas concentration controller |
| JPH10227885A (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Hitachi Ltd | Flammable gas concentration controlling system |
| JP2005003371A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | Method and device for removing hydrogen in reactor containment vessel |
| JP2011106917A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | Device and method for removing hydrogen in reactor containment vessel |
| KR20130091395A (en) | 2012-02-08 | 2013-08-19 | (주) 세라컴 | Passive auto-catalytic recombiner for controlling hydrogen in nuclear reactor and control method hydrogen in nuclear reactor using same |
-
2015
- 2015-07-29 KR KR1020150107074A patent/KR101657049B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09264990A (en) * | 1996-03-29 | 1997-10-07 | Toshiba Corp | Combustible gas concentration controller |
| JPH10227885A (en) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Hitachi Ltd | Flammable gas concentration controlling system |
| JP2005003371A (en) * | 2003-06-09 | 2005-01-06 | Toshiba Corp | Method and device for removing hydrogen in reactor containment vessel |
| JP2011106917A (en) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Toshiba Corp | Device and method for removing hydrogen in reactor containment vessel |
| KR20130091395A (en) | 2012-02-08 | 2013-08-19 | (주) 세라컴 | Passive auto-catalytic recombiner for controlling hydrogen in nuclear reactor and control method hydrogen in nuclear reactor using same |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106328221A (en) * | 2016-10-20 | 2017-01-11 | 上海核工程研究设计院 | Distributed hydrogen eliminating device |
| FR3118589A1 (en) * | 2021-01-07 | 2022-07-08 | Soletanche Freyssinet | Dihydrogen Catalytic Recombiner |
| WO2022148813A1 (en) * | 2021-01-07 | 2022-07-14 | Soletanche Freyssinet | Catalytic dihydrogen recombiner |
| CN113113159A (en) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 哈尔滨工程大学 | Optimizing device of component structure hydrogen recombiner |
| CN113380430A (en) * | 2021-06-03 | 2021-09-10 | 哈尔滨工程大学 | Hydrogen recombiner catalyst loading box |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101657049B1 (en) | Passive autocatalytic recombiner having guidance vane | |
| JP6452732B2 (en) | Flow distribution device and nuclear reactor module having the device | |
| US8681928B2 (en) | Pressurizer baffle plate and pressurized water reactor (PWR) employing same | |
| SE510816C2 (en) | Sprayer and fuel cartridge for a nuclear reactor | |
| GB2549641A (en) | Deflecting vane structure and mixing grid | |
| JP5601658B2 (en) | How to operate a boiling water reactor | |
| Lee et al. | Overview of ex-vessel cooling strategies and perspectives | |
| KR101851184B1 (en) | Bottom nozzle providing improved filtering capability for nuclear fuel assembly | |
| KR20210142402A (en) | A bottom Fixture of Nuclear Fuel Assembly formed flow hole by a Aircraft Airfoil Structure forming a flow hole | |
| KR101967583B1 (en) | Cooling system comprising thermal insulating barrier for external cooling in nuclear reactor vessel | |
| KR101851181B1 (en) | Bottom nozzle including filtering device for nuclear fuel assembly | |
| US9601220B2 (en) | Earthquake-resistant reinforcement assembly | |
| KR100572046B1 (en) | Direct vessel injection system for emergency core cooling water using vertical injection pipe, sparger, internal spiral threaded injection pipe, and inclined injection pipe | |
| KR20110100146A (en) | A protective grid attachment | |
| Fischer et al. | Mitigation of severe accidents in AREVA's Gen 3+ nuclear power plants | |
| KR100844473B1 (en) | Uniform guide tube with bleed hole closing switch | |
| RU100844U1 (en) | LAMINATED STRUCTURE FOR FUEL ASSEMBLY | |
| KR102179778B1 (en) | Rib-type roughness design for improved heat transfer in pwr rod bundles | |
| RU2448376C1 (en) | Structure of plate grid for fuel assembly | |
| CN105468832A (en) | Nuclear thermal coupling iteration method of supercritical water reactor core | |
| KR102468162B1 (en) | Pressurized water reactor fuel assembly | |
| RU2594897C1 (en) | Nuclear reactor fuel assembly | |
| Imshennik et al. | Is the detonation burning in a degenerate carbon-oxygen core of a presupernova possible? | |
| KR20130069423A (en) | Pull-up shackle for integrated head assembly | |
| US20030150405A1 (en) | Apparatus and methods for controlling flow in BWR steam dryers |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |