核电厂安全壳内氢气消除系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种核电厂安全壳内氢气消除系统，其包括设于安全壳内的氢气点火装置，其中，还包括设于安全壳内的氢燃料电池，氢燃料电池消除安全壳内部分氢气为氢气点火装置提供电能。本实用新型专利技术中氢燃料电池消除安全壳内部分氢气的同时产生电能，并将产生的电能供给氢气点火装置以使其高效消除其余大部分氢气，可在严重事故情况下，不依赖外部电源供电长期持续工作，可靠并有效地消除安全壳内的氢气。

【技术实现步骤摘要】
核电厂安全壳内氢气消除系统
本技术属于核电
，更具体地说，本技术涉及一种核电厂安全壳内氢气消除系统。
技术介绍
压水堆核电站主要由压水反应堆、一回路系统和二回路系统等三个部分组成。核裂变是在压力容器内由核燃料组成的反应堆堆芯里进行的。压水堆以低浓缩铀为燃料，轻水为冷却剂和慢化剂，核裂变放出的热量由流经堆内的一回路系统的高压水带出堆外并在蒸器发生器里将热量传递给二回路的水，水受热后产生的蒸汽推动蒸汽轮机，蒸汽轮机则带动发电机发电。轻水堆核电厂严重事故进程中，核燃料锆合金包壳与水或水蒸汽反应产生大量的氢气，并通过反应堆冷却剂系统压力边界或压力容器破口释放到安全壳中，如果压力容器下封头被熔穿，堆芯熔融物又会与安全壳堆腔内水或混凝土接触反应，释放出大量氢气和少量其他易燃易爆气体，释放的氢气在安全壳内扩散流动，与水蒸气、空气混合，形成可燃混合气体。当氢气的浓度超过可燃浓度限值4％时，则可能发生燃烧，甚至爆炸，这将会引起安全壳超压和温度升高，从而对安全壳的完整性构成威胁，影响第三道屏障的完整性，并会最终导致放射性物质向环境的大量释放。因此，为保证安全，必须设法将核电厂安全壳内集聚的氢气予以消除，目前普遍采用的方法为氢气催化复合器和/或氢气点火装置。请参照图1所示，氢气催化复合器20的消氢速度慢，在锆水反应加速进行的瞬态过程中，安全壳30内可能在短时间内产生大量氢气，局部氢气浓度可能超过燃爆限值，这时仅靠氢气复合器20来消除氢气是远远不够的，氢气将很快达到可燃浓度，必须辅以氢气点火装置10，氢气点火装置10虽可以快速有效地降低氢气浓度，但需要依赖外部电源40才能工作，在失去所有电源的严重事故工况下将失效或工作时间显著受限。有鉴于此，确有必要提供一种不依赖外部电源、高效的核电厂安全壳内氢气消除系统。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：提供一种不依赖外部电源、高效的核电厂安全壳内氢气消除系统。为了实现上述专利技术目的，本技术提供一种核电厂安全壳内氢气消除系统，包括设于安全壳内的氢气点火装置，其中，还包括设于安全壳内的氢燃料电池，所述氢燃料电池消除安全壳内部分氢气为氢气点火装置提供电能。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述氢燃料电池与氢气点火装置安装在相近位置。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述氢燃料电池安装在安全壳上部的内壁上。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述氢气点火装置安装在安全壳内的上部。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述核电厂安全壳内氢气消除系统内设置至少一个氢燃料电池为一个氢气点火装置提供电能。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述核电厂安全壳内氢气消除系统包括两个氢气点火装置和四个氢燃料电池，每两个氢燃料电池为一个氢气点火装置提供电能。作为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的一种改进，所述氢燃料电池通过电源线与氢气点火装置连接。相对于现有技术，本技术核电厂安全壳内氢气消除系统具有以下有益技术效果：氢燃料电池消除安全壳内部分氢气的同时产生电能，并将产生的电能供给氢气点火装置以使其高效消除其余大部分氢气，本技术核电厂安全壳内氢气消除系统可在严重事故情况下，不依赖外部电源供电长期持续工作，可靠并有效地消除安全壳内的氢气。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本技术核电厂安全壳内氢气消除系统进行详细说明，其中：图1为现有核电厂安全壳内氢气消除系统的结构示意图。图2为本技术核电厂安全壳内氢气消除系统的结构示意图。具体实施方式为了使本技术的专利技术目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本技术，并非为了限定本技术。请参照图2所示，本技术提供了一种核电厂安全壳内氢气消除系统，其包括设于安全壳30内的氢气点火装置10，其中还包括设于安全壳30内的氢燃料电池50，氢燃料电池50消除安全壳30内部分氢气为氢气点火装置10提供电能。氢燃料电池50与氢气点火装置10安装在相近位置,便于氢燃料电池50为氢气点火装置10提供电能。由于氢气的相对分子量较小，安全壳30内产生氢气后，氢气会向安全壳30内的上部扩散，因此，氢燃料电池50可安装在安全壳30上部的内壁上，氢气点火装置10也设于安全壳30内的上部，能更好的与氢气接触，以便更好的消除氢气。一般可设置一个氢燃料电池50为一个氢气点火装置10供电，当安全壳30内产生氢气时，一个氢燃料电池50消除部分氢气产生的电能足够为一个氢气点火装置10电能。当处于严重事故情况下，可能会失去所有电源，为保证氢气点火装置10的供电，可设置两个氢燃料电池50为一个氢气点火装置10提供电能，以保证其可在严重事故情况下，不依赖外部电源供电长期持续工作，可靠并有效地消除安全壳30内的氢气。如图2所示，本技术核电厂安全壳内氢气消除系统包括两个氢气点火装置10和四个氢燃料电池50，每两个氢燃料电池50为一个氢气点火装置10提供电能，保证氢气点火装置10的供电，使氢气点火装置10可不依赖外部电源供电仍能长期持续工作。核燃料锆合金包壳与水或水蒸汽反应产生大量的氢气，并通过反应堆冷却剂系统压力边界或压力容器破口释放到安全壳30中，释放的氢气在安全壳30内扩散流动；如果压力容器下封头被熔穿，堆芯熔融物又会与安全壳30堆腔内水或混凝土接触反应，释放出大量氢气和少量其他易燃易爆气体，释放的氢气在安全壳30内扩散流动，与水蒸气、空气混合，形成可燃混合气体。此时，氢燃料电池50消除安全壳30内部分的氢气，产生电能，并将电能供应给氢气点火装置10，氢气点火装置10可快速有效地降低安全壳30内氢气的浓度。而且在严重事故情况下，当外部电源无法供电时，本技术核电厂安全壳内氢气消除系统仍可通过氢燃料电池50提供的电能，使氢气点火装置10长期持续工作，可靠并有效地消除安全壳30内的氢气，从而避免安全壳30内的氢气达到可燃浓度，保证了安全壳30的完整性以及整体结构的安全性。结合以上对本技术的详细描述可以看出，相对于现有技术，本技术至少具有以下有益技术效果：氢燃料电池50消除安全壳30内部分氢气的同时产生电能，并将产生的电能供给氢气点火装置10以使其高效消除其余大部分氢气，本技术核电厂安全壳内氢气消除系统可在严重事故情况下，不依赖外部电源供电长期持续工作，可靠并有效地消除安全壳30内的氢气。根据上述原理，本技术还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本技术的一些修改和变更也应当落入本技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本技术构成任何限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种核电厂安全壳内氢气消除系统，包括设于安全壳内的氢气点火装置，其特征在于：还包括设于安全壳内的氢燃料电池，所述氢燃料电池通过电源线与氢气点火装置连接，消除安全壳内部分氢气为氢气点火装置提供电能。

【技术特征摘要】
1.一种核电厂安全壳内氢气消除系统，包括设于安全壳内的氢气点火装置，其特征在于：还包括设于安全壳内的氢燃料电池，所述氢燃料电池通过电源线与氢气点火装置连接，消除安全壳内部分氢气为氢气点火装置提供电能。2.根据权利要求1所述的核电厂安全壳内氢气消除系统，其特征在于：所述氢燃料电池与氢气点火装置安装在相近位置。3.根据权利要求1所述的核电厂安全壳内氢气消除系统，其特征在于：所述氢燃料电池安装在安全壳上部的内壁上。4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张颢，华玺，陈军，秦雁枫，周创彬，张百舸，曹宁，
申请(专利权)人：中广核工程有限公司，中国广核集团有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44