一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種非能動氫復合器，具體涉及的是一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器。
【背景技術】
[0002]日本福島核事故以后，為了避免或降低核電站安全殼內氫氣爆炸的風險，目前國際上和國內的二代和三代核電站均采取了相應的措施作為防范，其中一項重要措施便是在安全殼內分布放置數十個非能動氫復合器(PARs)，在設計基準事故和嚴重事故時不需外接能源，可自動啟動，并將氫氣濃度降低至安全水平以下。非能動氫復合器的基本結構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，事故發生后，氫分子和空氣中的氧分子在催化劑表面接觸，發生如的強放熱自由基反應，反應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合器下部冷空氣流入補充，形成氣體自然擴散循環的“煙囪效應”。當使用活性組分為鉑或鈀的催化劑后，上述反應活化大大減小，從而能夠在低溫條件下開始反應。反應遵循Langmuir - Hinshelwood兩步法機理:首先是反應物向催化劑表面的擴散，然后是吸附在催化劑上的反應物發生反應。如此加速實現了氫復合器內外氣體“非能動”對流循環，增加單位時間內流過復合器的氣體，加速了氫氣的催化反應，從而提高復合器的消氫能力，最后反應后的氣體經過氫復合器頂部排出。非能動氫復合器與安全殼大氣環境的自然對流循環有效地促進了易燃氣體混合，避免了氫氣的累積。由此可見，復合器外殼的煙道設計是非能動氫復合器的關鍵。
[0003]現有的非能動氫復合器設計均為抽屜-煙道結構，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間，而且如此操作會使操作人員長時間暴露在安全殼內的輻射中，危害人體健康，并且抽取安裝在高處的氫復合器抽屜還有滑落砸傷人的危險。
【實用新型內容】
[0004]本實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氫復合器，主要解決現有的非能動氫復合器由于結構不合理而存在操作不便、且具有安全隱患的問題。
[0005]為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下:
[0006]一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，包括底部設有入口、上方設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均設有用于連接催化板的催化板插孔排。
[0007]進一步地，本實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一步固定的催化板固定板。
[0008]作為優選，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并排設置的插孔構成。
[0010]再進一步地，相鄰兩個插孔之間的間距為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]與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0012](I)本實用新型將傳統非能動氫復合器的結構進行了改變，利用催化板插孔排替代了原有的抽屜部件的設計，通過催化板插孔排來固定催化板，不僅簡化了非能動氫復合器的結構，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間，并且由于沒有了抽屜對流場的阻礙，因而也增強了煙道外殼的力學性能，有利于煙道內的氣體循環和增強復合器的消氫性能。
[0013](2)本實用新型還設置了催化板固定板，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行進一步的固定，而且還方便將其進行拆裝。
[0014](3)本實用新型性價比高、操作便捷、且易于批量制造生產，并且能夠有效地減少操作人員暴露在輻照環境的時間，從而減少了安全事故的發生，提高了設備操作的安全性，因此，本實用新型適于推廣應用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0016]圖2為本實用新型裝置在2%氫濃度下的啟動曲線圖。
[0017]圖3為本實用新型裝置在8%氫濃度下的消氫曲線圖。
[0018]其中，附圖標記對應的零部件名稱為:
[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。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明，本實用新型的實施方式包括但不限于下列實施例。
實施例
[0021]如圖1所示，本實用新型提供了一種新型的非能動復合器，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。而作為本實用新型的主要改進點之一，則是催化板插孔排5設置在煙道外殼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。本實施例中，催化板插孔排5由至少兩個并排設置的插孔構成，而根據催化板的結構特點，優選地，相鄰兩個插孔之間的間距為8mm?30mm，并且每個插孔的高度和厚度均比催化板的高度和厚度大。
[0022]此外，為進一步穩固催化板的安裝，所述煙道外殼4上還設有催化板固定板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行固定，本實施例中，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，并且整個復合器的總高度在1.4米以上。
[0024]如圖2所示，在50%水蒸汽濃度的試驗條件下，從本實用新型入口處通入水蒸汽，使其濃度提高至2%，仔細觀察一段時間，可以發現，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。這說明復合器已啟動，如此說明，本實用新型在較低的氫濃度下(2%)就能啟動，執行消氫功能。而由于8%的氫濃度遠遠高于氫空混合氣體的爆炸極限(4%)，非常危險，因此該條件經常被用來檢測非能動氫復合器在高氫濃度下是否會點火爆炸。本實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)，試驗中，測試容器內氫濃度已達8.5%，遠遠高于氫復合器的正常工況。催化板的最高溫度為676°C，溫度與氫濃度曲線未發生突變，說明試驗中未發生點火現象。容器內氫濃度在7%以上保持了 30分鐘以上，說明復合器經歷了高氫濃度與高溫的考驗，仍具有較好的消氫性能。
[0025]本實用新型基于核電站安全殼的實際使用工況進行了改進，不僅簡化了其結構，降低了設備制造的成本，而且增強了復合器的消氫性能，使其在低氫濃度與高氫濃度均具有較好的消氫性能。
[0026]上述實施例僅為本實用新型的優選實施例，并非是對本實用新型保護范圍的限制，但凡采用本實用新型的設計原理，以及在此基礎上進行非創造性勞動而作出的變化，均應屬于本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，包括底部設有入口、上方設有煙道出口(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)下方前后兩側均設有用于連接催化板的催化板插孔排(5 )。2.根據權利要求1所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，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)進一步固定的催化板固定板(6)。3.根據權利要求2所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，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.根據權利要求1?3任意一項所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，其特征在于:所述催化板插孔排(5)由至少兩個并排設置的插孔構成。5.根據權利要求4所述的一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，其特征在于:相鄰兩個插孔之間的間距為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】本實用新型公開了一種便于安裝抽檢的核電用非能動氫復合器，解決現有的非能動氫復合器由于結構不合理而存在操作不便、且具有安全隱患的問題。本實用新型包括底部設有入口、上方設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均設有用于連接催化板的催化板插孔排。本實用新型基于核電站安全殼的實際使用工況進行了改進，取消了現有復合器的催化板抽屜結構，改為直接在復合器外殼上設置催化板插孔排結構，本實用新型在簡化復合器結構的同時，不僅很好地增強了復合器外殼的力學性能和消氫性能，而且減少了催化板安裝抽檢和操作人員暴露在輻照環境的時間，消除了安全隱患。
【IPC分類】G21C9/06
【公開號】CN204732167
【申請號】CN201520366941
【發明人】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, 四川聚能核技術工程有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年6月1日