一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種非能動(dòng)氫復(fù)合器，具體涉及的是一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器。
【背景技術(shù)】
[0002]日本福島核事故以后，為了避免或降低核電站安全殼內(nèi)氫氣爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，目前國際上和國內(nèi)的二代和三代核電站均采取了相應(yīng)的措施作為防范，其中一項(xiàng)重要措施便是在安全殼內(nèi)分布放置數(shù)十個(gè)非能動(dòng)氫復(fù)合器(PARs)，在設(shè)計(jì)基準(zhǔn)事故和嚴(yán)重事故時(shí)不需外接能源，可自動(dòng)啟動(dòng)，并將氫氣濃度降低至安全水平以下。非能動(dòng)氫復(fù)合器的基本結(jié)構(gòu)可以概括描述為底部裝填催化劑的豎直通道(俗稱“煙囪”)；其工作原理為，事故發(fā)生后，氫分子和空氣中的氧分子在催化劑表面接觸，發(fā)生如的強(qiáng)放熱自由基反應(yīng)，反應(yīng)釋放的大量熱量加熱豎直通道入口處的空氣，為催化元件周圍的氣流上升提供推動(dòng)力，熱空氣溫度升高、密度降低而沿通道上升，熱空氣上升后留下的空間由氫復(fù)合器下部冷空氣流入補(bǔ)充，形成氣體自然擴(kuò)散循環(huán)的“煙囪效應(yīng)”。當(dāng)使用活性組分為鉑或鈀的催化劑后，上述反應(yīng)活化大大減小，從而能夠在低溫條件下開始反應(yīng)。反應(yīng)遵循Langmuir - Hinshelwood兩步法機(jī)理:首先是反應(yīng)物向催化劑表面的擴(kuò)散，然后是吸附在催化劑上的反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng)。如此加速實(shí)現(xiàn)了氫復(fù)合器內(nèi)外氣體“非能動(dòng)”對流循環(huán)，增加單位時(shí)間內(nèi)流過復(fù)合器的氣體，加速了氫氣的催化反應(yīng)，從而提高復(fù)合器的消氫能力，最后反應(yīng)后的氣體經(jīng)過氫復(fù)合器頂部排出。非能動(dòng)氫復(fù)合器與安全殼大氣環(huán)境的自然對流循環(huán)有效地促進(jìn)了易燃?xì)怏w混合，避免了氫氣的累積。由此可見，復(fù)合器外殼的煙道設(shè)計(jì)是非能動(dòng)氫復(fù)合器的關(guān)鍵。
[0003]現(xiàn)有的非能動(dòng)氫復(fù)合器設(shè)計(jì)均為抽屜-煙道結(jié)構(gòu)，即:將70?150片催化板放置在抽屜中，再將抽屜放入煙道外殼中固定。由于抽屜裝滿催化板后質(zhì)量較大，至少有20kg以上，取出并不方便，特別是在安裝定檢等流程中，如果需要取出催化板，則必須先取出抽屜，再從抽屜中取出催化板。這樣一來，不僅延長了抽取催化板的時(shí)間，而且如此操作會(huì)使操作人員長時(shí)間暴露在安全殼內(nèi)的輻射中，危害人體健康，并且抽取安裝在高處的氫復(fù)合器抽屜還有滑落砸傷人的危險(xiǎn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，主要解決現(xiàn)有的非能動(dòng)氫復(fù)合器由于結(jié)構(gòu)不合理而存在操作不便、且具有安全隱患的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，包括底部設(shè)有入口、上方設(shè)有煙道出口的煙道外殼，通過頂板支撐柱連接在煙道外殼頂部的防噴淋板，以及催化板，所述煙道外殼下方前后兩側(cè)均設(shè)有用于連接催化板的催化板插孔排。
[0007]進(jìn)一步地，本實(shí)用新型還包括與煙道外殼可拆卸連接、并用于將催化板和催化板插孔排進(jìn)一步固定的催化板固定板。
[0008]作為優(yōu)選，所述催化板固定板通過螺釘與煙道外殼連接。
[0009]具體地說，所述催化板插孔排由至少兩個(gè)并排設(shè)置的插孔構(gòu)成。
[0010]再進(jìn)一步地，相鄰兩個(gè)插孔之間的間距為8mm?30mm，并且插孔的高度和厚度均大于催化板的高度和厚度。
[0011]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果:
[0012](I)本實(shí)用新型將傳統(tǒng)非能動(dòng)氫復(fù)合器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改變，利用催化板插孔排替代了原有的抽屜部件的設(shè)計(jì)，通過催化板插孔排來固定催化板，不僅簡化了非能動(dòng)氫復(fù)合器的結(jié)構(gòu)，而且使催化板的插入和取出更加方便，減少了催化板安裝抽檢的時(shí)間，并且由于沒有了抽屜對流場的阻礙，因而也增強(qiáng)了煙道外殼的力學(xué)性能，有利于煙道內(nèi)的氣體循環(huán)和增強(qiáng)復(fù)合器的消氫性能。
[0013](2)本實(shí)用新型還設(shè)置了催化板固定板，并且是以可拆卸的方式與煙道外殼連接，因而不僅能夠很好地對催化板進(jìn)行進(jìn)一步的固定，而且還方便將其進(jìn)行拆裝。
[0014](3)本實(shí)用新型性價(jià)比高、操作便捷、且易于批量制造生產(chǎn)，并且能夠有效地減少操作人員暴露在輻照環(huán)境的時(shí)間，從而減少了安全事故的發(fā)生，提高了設(shè)備操作的安全性，因此，本實(shí)用新型適于推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型裝置在2%氫濃度下的啟動(dòng)曲線圖。
[0017]圖3為本實(shí)用新型裝置在8%氫濃度下的消氫曲線圖。
[0018]其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)的零部件名稱為:
[0019]1-防噴淋板，2-頂板支撐柱，3-煙道出口，4-煙道外殼，5-催化板插孔排，6_催化板固定板。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，本實(shí)用新型的實(shí)施方式包括但不限于下列實(shí)施例。
實(shí)施例
[0021]如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種新型的非能動(dòng)復(fù)合器，其包括防噴淋板1、煙道外殼4、催化板插孔排5以及催化板(附圖未畫出)。所述煙道外殼4上部設(shè)有煙道出口3，防噴淋板I位于煙道出口 3的頂部，并通過頂板支撐柱2與煙道外殼4連接。而作為本實(shí)用新型的主要改進(jìn)點(diǎn)之一，則是催化板插孔排5設(shè)置在煙道外殼4的下方，并且煙道外殼4前后表面均有，催化板插孔排5用于將催化板連接到煙道外殼4上。本實(shí)施例中，催化板插孔排5由至少兩個(gè)并排設(shè)置的插孔構(gòu)成，而根據(jù)催化板的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，優(yōu)選地，相鄰兩個(gè)插孔之間的間距為8mm?30mm，并且每個(gè)插孔的高度和厚度均比催化板的高度和厚度大。
[0022]此外，為進(jìn)一步穩(wěn)固催化板的安裝，所述煙道外殼4上還設(shè)有催化板固定板6，在將催化板安裝到催化板插孔排5上后，通過催化板的固定板可將其進(jìn)行固定，本實(shí)施例中，所述的催化板固定板6兩端均通過螺釘與煙道外殼4可拆卸連接。
[0023]上述部件中，除了催化板外，其余部件均由不銹鋼制成，并且整個(gè)復(fù)合器的總高度在1.4米以上。
[0024]如圖2所示，在50%水蒸汽濃度的試驗(yàn)條件下，從本實(shí)用新型入口處通入水蒸汽，使其濃度提高至2%，仔細(xì)觀察一段時(shí)間，可以發(fā)現(xiàn)，催化板溫度在10.5分鐘后明顯上升，從初始的121°C上升至140°C。這說明復(fù)合器已啟動(dòng)，如此說明，本實(shí)用新型在較低的氫濃度下(2%)就能啟動(dòng)，執(zhí)行消氫功能。而由于8%的氫濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氫空混合氣體的爆炸極限(4%)，非常危險(xiǎn)，因此該條件經(jīng)常被用來檢測非能動(dòng)氫復(fù)合器在高氫濃度下是否會(huì)點(diǎn)火爆炸。本實(shí)用新型在高氫濃度下的溫度與氫濃度變化曲線如圖3所示(圖中，曲線A代表催化板溫度的變化，曲線B代表氫濃度的變化)，試驗(yàn)中，測試容器內(nèi)氫濃度已達(dá)8.5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氫復(fù)合器的正常工況。催化板的最高溫度為676°C，溫度與氫濃度曲線未發(fā)生突變，說明試驗(yàn)中未發(fā)生點(diǎn)火現(xiàn)象。容器內(nèi)氫濃度在7%以上保持了 30分鐘以上，說明復(fù)合器經(jīng)歷了高氫濃度與高溫的考驗(yàn)，仍具有較好的消氫性能。
[0025]本實(shí)用新型基于核電站安全殼的實(shí)際使用工況進(jìn)行了改進(jìn)，不僅簡化了其結(jié)構(gòu)，降低了設(shè)備制造的成本，而且增強(qiáng)了復(fù)合器的消氫性能，使其在低氫濃度與高氫濃度均具有較好的消氫性能。
[0026]上述實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非是對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，但凡采用本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理，以及在此基礎(chǔ)上進(jìn)行非創(chuàng)造性勞動(dòng)而作出的變化，均應(yīng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，包括底部設(shè)有入口、上方設(shè)有煙道出口(3)的煙道外殼(4)，通過頂板支撐柱(2)連接在煙道外殼(4)頂部的防噴淋板(1)，以及催化板，其特征在于:所述煙道外殼(4)下方前后兩側(cè)均設(shè)有用于連接催化板的催化板插孔排(5 )。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，其特征在于:還包括與煙道外殼(4)可拆卸連接、并用于將催化板和催化板插孔排(5)進(jìn)一步固定的催化板固定板(6)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，其特征在于:所述催化板固定板(6)通過螺釘與煙道外殼(4)連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1?3任意一項(xiàng)所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，其特征在于:所述催化板插孔排(5)由至少兩個(gè)并排設(shè)置的插孔構(gòu)成。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，其特征在于:相鄰兩個(gè)插孔之間的間距為8mm?30mm，并且插孔的高度和厚度均大于催化板的高度和厚度。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種便于安裝抽檢的核電用非能動(dòng)氫復(fù)合器，解決現(xiàn)有的非能動(dòng)氫復(fù)合器由于結(jié)構(gòu)不合理而存在操作不便、且具有安全隱患的問題。本實(shí)用新型包括底部設(shè)有入口、上方設(shè)有煙道出口的煙道外殼，通過頂板支撐柱連接在煙道外殼頂部的防噴淋板，以及催化板，所述煙道外殼下方前后兩側(cè)均設(shè)有用于連接催化板的催化板插孔排。本實(shí)用新型基于核電站安全殼的實(shí)際使用工況進(jìn)行了改進(jìn)，取消了現(xiàn)有復(fù)合器的催化板抽屜結(jié)構(gòu)，改為直接在復(fù)合器外殼上設(shè)置催化板插孔排結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型在簡化復(fù)合器結(jié)構(gòu)的同時(shí)，不僅很好地增強(qiáng)了復(fù)合器外殼的力學(xué)性能和消氫性能，而且減少了催化板安裝抽檢和操作人員暴露在輻照環(huán)境的時(shí)間，消除了安全隱患。
【IPC分類】G21C9/06
【公開號】CN204732167
【申請?zhí)枴緾N201520366941
【發(fā)明人】邵正鋒, 唐俊, 高博, 賴新春, 朱宏志, 鄭振華, 梅國, 周亞林, 曹偉, 唐濤
【申請人】中國工程物理研究院材料研究所, 四川聚能核技術(shù)工程有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月1日