本發(fā)明涉及一種非能動(dòng)消氫和消一氧化碳(CO)裝置。

背景技術(shù)：

在核電站發(fā)生設(shè)計(jì)基準(zhǔn)和超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故時(shí)，安全殼內(nèi)會(huì)產(chǎn)生大量氫氣，同時(shí)當(dāng)發(fā)生堆芯熔融物與混凝土反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生大量的CO。氫氣和CO同屬于可燃?xì)怏w，達(dá)到一定濃度，超過(guò)爆炸下限，就會(huì)導(dǎo)致燃爆或爆炸事故，嚴(yán)重威脅到安全殼的完整性?，F(xiàn)有核電站大多設(shè)置了非能動(dòng)氫復(fù)合器，用于安全殼封閉空間內(nèi)的高溫、高壓、高濕、氫氣含量為1～4％環(huán)境下的氫氣消除。

但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，沒有涉及到氫氣和CO含量大于10％環(huán)境下的可燃?xì)怏w消除，特別是兩種可燃?xì)怏w同時(shí)存在的情況。因此，如何應(yīng)對(duì)消除超過(guò)爆炸下限的高濃度氫氣和CO等可燃?xì)怏w，緩解設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故或嚴(yán)重事故中氫氣和CO累積帶來(lái)的燃爆風(fēng)險(xiǎn)成為了亟待解決的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種非能動(dòng)消氫和CO裝置，所述非能動(dòng)消氫和CO裝置包括殼體,以及消氫模組和消CO模組；其中,所述消氫模組和消CO模組分層布置在所述殼體內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述消氫模組由若干平行布置相距一定間距空間的消氫單元組成；所述消一氧化碳模組由若干平行布置相距一定間距空間的消一氧化碳單元組成。。

優(yōu)選地，所述消氫單元為片狀。

優(yōu)選地，所述消氫單元為盒狀。

優(yōu)選地，所述消CO模組由若干平行布置相距一定間距空間的消CO單元組成。

優(yōu)選地，所述消CO單元為片狀。

優(yōu)選地，所述消CO單元為盒狀。

優(yōu)選地，所述消氫模組和消CO模組的數(shù)量為多層，包括從下往上依次設(shè)置的第一層模組，第二層模組、第三層模組等等。每層模組分別實(shí)現(xiàn)消氫和/或消CO功能，根據(jù)實(shí)際需要排列消氫模組或消一氧化碳模組。以三層模組為例，三層模組由下往上依次為：消CO-消氫-消氫或消氫-消CO-消氫或消氫-消氫-消CO或消CO-消CO-消氫或消CO-消氫-消CO或消氫-消CO-消CO；三層模組中每層模組亦可由若干平行布置相距一定間距空間的交叉排列的消氫單元和消CO單元組成。

優(yōu)選地，所述第一層模組中的相鄰單元為20mm以上的間距布置并且附帶散熱翅片結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述消氫單元內(nèi)裝有的活性組分為鉑或鈀的球形或條形催化劑，顆粒當(dāng)量直徑為1-6mm，載體為三氧化二鋁或分子篩；所述消一氧化碳單元內(nèi)裝有的活性組分為鉑或鈀的球形或條形催化劑，顆粒當(dāng)量直徑為1-6mm，載體為三氧化二鋁、分子篩或三氧化二鐵。

優(yōu)選地，所述消氫單元和消CO單元間隔0～20mm平行、豎直放置于所述殼體內(nèi)的擱架上。

優(yōu)選地，所述殼體為中空的盒狀立方體，氣體從下往上通過(guò)所述消氫模組和消CO模組。

優(yōu)選地，所述氣體為可燃?xì)怏w。

優(yōu)選地，所述消氫模組和所述消一氧化碳模組混合地由若干平行布置相距一定間距空間的交叉排列的消氫單元和消一氧化碳單元組成。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的非能動(dòng)消氫和CO裝置具有能夠有效地進(jìn)行氫氣含量大于10％和CO含量大于10％環(huán)境下的可燃?xì)怏w消除的有益效果。

附圖說(shuō)明

圖1為符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)消氫和CO裝置的示意圖；

圖2為符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)消氫和CO裝置的消氫模組和消CO的示意圖。

1-消氫和消CO單元；

2-消氫和消CO模組；

3-殼體。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例提供了一種非能動(dòng)消氫和CO裝置，所述非能動(dòng)消氫和CO裝置包括殼體3,以及消氫模組、消CO模組2；其中,所述消氫模組和消CO模組3分層布置在所述殼體內(nèi)部。該裝置用于消除可燃?xì)怏w如氫氣和CO超過(guò)爆炸下限(如含量10％以上)的高濃度空氣，并可防止可燃?xì)怏w燃爆。

優(yōu)選地，所述消氫模組由若干平行布置相距一定間距空間的消氫單元組成，同理消CO模組也由若干平行布置相距一定間距空間的消CO單元組成。該消氫單元和消CO單元構(gòu)件型式既可用于無(wú)源非能動(dòng)消氫和CO，還可用于有源大處理量的能動(dòng)式消氫和CO。

優(yōu)選地，所述消氫單元為片狀。

優(yōu)選地，所述消氫單元為盒狀。

優(yōu)選地，所述消CO單元為片狀。

優(yōu)選地，所述消CO單元為盒狀。

優(yōu)選地，所述消氫模組和消CO模組2的數(shù)量為三層，包括從下往上依次設(shè)置的第一層消氫模組，第二層消CO模組以及第三層消氫模組。第一層模組用于將濃度較高的可燃?xì)怏w進(jìn)行初步消除，以降低進(jìn)入第二層模組中的可燃?xì)怏w濃度，經(jīng)過(guò)第二層模組后，可燃?xì)怏w濃度進(jìn)一步降低，從而進(jìn)入第三層組件模塊，以此方式降低可燃?xì)怏w濃度防止爆炸的發(fā)生。

優(yōu)選地，所述第一層消氫模組中的消氫單元為20mm以上的間距布置并且附帶散熱翅片結(jié)構(gòu)。第一層消氫模組最先與高濃度可燃?xì)怏w接觸，消除濃度較高的可燃?xì)怏w如氫氣時(shí)反應(yīng)熱最大，溫升最高，采用大的間距布置(20mm以上)和附帶散熱翅片結(jié)構(gòu)的消除單元，用于將反應(yīng)熱快速傳遞給消除單元間的空氣，降低消除單元表面溫度，同時(shí)加快空氣的對(duì)流換熱效率，提高自然循環(huán)通過(guò)的空氣流量，這種空氣中含有需要消除的氫和一氧化碳等可燃成分。

優(yōu)選地，所述消氫單元和消CO單元1內(nèi)裝有的活性組分為鉑或鈀的球形或條形催化劑，顆粒當(dāng)量直徑為1-6mm，載體為三氧化二鋁或分子篩。

優(yōu)選地，所述消氫單元和消CO單元1間隔0～20mm平行、豎直放置于所述殼體內(nèi)的擱架上。從而保持上下部空氣暢通，空氣可通過(guò)單元構(gòu)件之間的間隙自由流動(dòng)。用于自啟動(dòng)的消氫和CO裝置，含有一定氫濃度和CO濃度的混合氣體在氫氧反應(yīng)和/或CO與氧氣熱引起的自然空氣流吸引下，自下而上自然流動(dòng)。

優(yōu)選地，所述殼體為中空的盒狀立方體，氣體從下往上通過(guò)所述消氫模組和消CO模組。

優(yōu)選地，所述氣體為可燃?xì)怏w。

優(yōu)選地，所述消氫模組和所述消一氧化碳模組2混合地由若干平行布置相距一定間距空間的交叉排列的消氫單元和消一氧化碳單元1組成。

符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的非能動(dòng)消氫和CO裝置，可用于氫氣含量大于10％和CO含量大于10％以上的超過(guò)爆炸下限的空氣，可直接用于高濃度氫氣和/或CO的安全消除，解除高濃度可燃?xì)怏w泄露導(dǎo)致的爆燃或爆炸事故。如核電站超設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故下，安全殼內(nèi)的高濃度可燃?xì)怏w的安全消除，不引發(fā)爆炸。

本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。對(duì)于實(shí)施例公開的系統(tǒng)而言，由于與實(shí)施例公開的方法相對(duì)應(yīng)，所以描述的比較簡(jiǎn)單，相關(guān)之處參見方法部分說(shuō)明即可。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)每個(gè)特定的應(yīng)用來(lái)使用不同方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所描述的功能，但是這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包括這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。