一种海上核电平台供氢气系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种海上核电平台供氢气系统，包括氢气罐、氢气减压阀组、供氢气管路组件、氮气罐和氮气减压阀组，所述氢气罐分别连通氢气充气管路和第一供氢管路，所述第一供氢管路与氢气减压阀组件的入口端连通；所述氮气罐分别连通氮气充气管路和第一供氮管路，所述第一供氮管路与氮气减压阀组的入口端连通；所述供氢气管路组件包括套管和内置于套管的第二供氢管路，所述套管两端口封闭，所述第二供氢管路的两端自套管伸出，套管内壁与第二供氢管路的外壁之间形成用于流通氮气的环形通道。本发明专利技术的有益效果为：通过实时监测供氢气管路及套管的压力，来判断供气管路是否存在泄漏；用惰性的氮气快速置换供氢气管路内的氢气，提高了船舶上供氢系统的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种海上核电平台供氢气系统及方法
本专利技术涉及海上移动式核电平台，具体涉及一种海上核电平台供氢气系统及方法。
技术介绍
海上移动式核电平台是近年来一种新型的核动力功能船，该船具有自主航行能力、面向深远海使用要求的实用型海洋核电平台，可对外提供优质的电力资源、水源和热源。供氢气系统是海上小核堆一回路核辅系统重要的保障系统，在移动式海上核电平台上安全存储、减压输送氢气，并向一回路提供合格氢气。用于机组氢气冷却及化学、容积控制系统使用。目前，可获知的国内外与供氢气系统设计相关的标准规范均仅适用于陆上条件，服务于核电厂、电厂、化工等，用于船用氢气系统研究极少。氢气是一种极易燃、易爆的危险气体，具有以下特点：点火能量很低，在空气中的最小点火能为0.019mJ，一般撞击、摩擦、不同点位之间的放电、各种爆炸材质的引燃、明火、热气流、高温延期、雷电感应、电磁辐射等都可点燃氢-空气混合物；氢气燃烧时的火焰没有颜色，肉眼不易察觉。氢气在空气中的爆炸范围较宽，为4％～75％(体积分数)，因此氢气-空气混合物很容易发生爆燃，爆燃产生的热气体迅速膨胀，形成的冲击波会对人员造成伤亡，对周围设备造成破坏。船舶与陆地环境完全不同，船舶运动时会有振动、冲击，长时间的振动冲击会破坏管路的密封性，造成氢气泄漏。而船舶上系统处于封闭的环境中，空气不流通，泄漏的氢气一旦聚集，形成的氢气空气混合物很容易发生爆燃。现有陆上供氢气系统的规范标准没有时时自动监控氢气泄漏的方法，也没有快速安全置换氢气的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可实时自动监控氢气泄漏并快速安全置换氢气的安全可靠的海上核电平台供氢气系统及方法。本专利技术采用的技术方案为：一种海上核电平台供氢气系统，包括氢气罐、氢气减压阀组、供氢气管路组件、氮气罐和氮气减压阀组，所述氢气罐分别连通氢气充气管路和第一供氢管路，所述第一供氢管路与氢气减压阀组件的入口端连通；所述氮气罐分别连通氮气充气管路和第一供氮管路，所述第一供氮管路与氮气减压阀组的入口端连通；所述供氢气管路组件包括套管和内置于套管的第二供氢管路，所述套管两端口封闭，所述第二供氢管路的两端自套管伸出，套管内壁与第二供氢管路的外壁之间形成用于流通氮气的环形通道；其中，第二供氢管路的入口端与氢气减压阀组件的出口端连通，第二供氢管路的出口端与用户管路连通；所述氮气减压阀组的出口端经第二供氮管路与第一供氢管路的出口端连通；所述氮气减压阀组的出口端经第三供氮管路与环形通道的入口端连通，环形通道的出口端与排放总管连通；各管路均分别配置有用于控制通断的阀门。按上述方案，所述氢气罐的顶部出口经第一排氢支路汇入排放总管；所述第一供氢管路上沿氢气流动方向依次配置有第一氢气安全阀和第二氢气截止阀，第一氢气安全阀的出口端连通排放总管，排放总管的出口配置阻火器。按上述方案，所述氢气罐的底部出口与氢气排放管路连通，氢气排放管路的出口配置阻火器，氢气排放管路上配置有第三氢气截止阀。按上述方案，氢气罐的顶部出口配置有氢气瓶头阀块，氢气瓶头阀块带安全泄放装置；第一排氢支路、氢气充气管路及第一供氢管路均集成于氢气瓶头阀块，与氢气瓶头阀块连接。按上述方案，所述氢气减压阀组包括氢气减压管路，以及沿氢气流动方向依次布置于氢气减压管路上的第四氢气截止阀、第一氢气减压阀、第五氢气截止阀和第二氢气安全阀；在第四氢气截止阀上游的氢气减压管路上连通第一氢气减压支路，第一氢气减压支路上配置有第二氢气压力表及第二氢气压力表阀；在第五氢气截止阀和第二氢气安全阀之间的氢气减压管路上连通第二氢气减压支路，第二氢气减压支路上配置有第三氢气压力表及第三氢气压力表阀，第一氢气减压支路和第二氢气减压支路通过减压排氢支路连通并汇入排放总管；所述第二氢气安全阀的出口连通排放总管。按上述方案，所述氮气罐的顶部出口经第一排氮支路汇入排放总管；所述第一供氮管路上沿氮气流动方向依次配置有第一氮气安全阀和第二氮气截止阀，第一氮气安全阀的出口连通排放总管。按上述方案，所述氮气罐的底部出口与氮气排放管路连通；氮气罐的顶部出口配置有氮气瓶头阀块，氮气瓶头阀块带安全泄放装置；第一排氮支路、氮气充气管路及第一供氮管路均集成于氮气瓶头阀块，与氮气瓶头阀块连通。按上述方案，所述氮气减压阀组包括氮气减压管路，以及沿氮气流动方向依次布置于氮气减压管路上的第四氮气截止阀、第一氮气减压阀、第五氮气截止阀和第二氮气安全阀，第二氮气安全阀的出口连通排放总管；在第四氮气截止阀上游的氮气减压管路连通第一氮气减压支路，第一氮气减压支路上配置有第二氮气压力表和第二氮气压力表阀；在第五氮气截止阀和第二氮气安全阀之间的氮气减压管路上连通第二氮气减压支路，第二氮气减压支路上配置有第三氮气压力表及第三氮气压力表阀，第一氮气减压支路和第二氮气减压支路通过减压排氮支路连通并汇入排放总管；氮气减压管路的出口经第二供氮管路与第一供氢管路的出口端连通，第二供氮管路上设置有第六氮气截止阀；氮气减压管路的出口经第三供氮管路与环形通道的入口端连通，第三供氮管路上配置有第七氮气截止阀。按上述方案，所述第二供氢管路的出口端经第二排氢排氮支路汇入排放总管；所述环形通道的出口端连通第二排氮支路，第二排氮支路汇入排放总管。本专利技术还提供了一种海上核电平台供氢方法，该方法包括以下步骤：步骤一、提供如上所述供氢气系统，并保证各管路上的阀门初始状态均为闭合状态；步骤二、打开氢气充气管路上的阀门，向氢气瓶充注氢气；步骤三、打开氮气充气管路上的阀门，向氮气瓶充注氮气；步骤四、关闭氢气充气管路上的阀门，打开第一供氢管路上的阀门，向氢气减压阀组供氢气；步骤五、关闭氮气充气管路上的阀门，打开第一供氮管路上的阀门，向氮气减压阀组供氮气；步骤六、打开氢气减压管路上的阀门，调整氢气减压阀组出口压力，以满足用户要求；步骤七、打开氮气减压管路上的阀门，调整氮气减压阀组出口压力，以满足用户要求；步骤八、打开第五氮气截止阀、第二供氮管路上的阀门和第九氮气截止阀，对区间管路用氮气吹扫或置换，以满足系统安全性要求；步骤九、打开第五氮气截止阀、第七氮气截止阀和第八氮气截止阀，氮气通过环形通道吹扫；关闭第八氮气截止阀，建立管路稳定压力，对第二供氢管路进行时时安全监测；步骤十、打开第五氢气截止阀和第二供氢管路上的阀门，氢气通过第二供氢管路向用户安全供气。本专利技术的有益效果为：本专利技术针对振动冲击的船用环境提出的海上核电平台供氢气系统及方法，可以通过实时监测供氢气管路及套管的压力，来判断供气管路是否存在泄漏；而且在应急情况下，可用惰性的氮气快速置换供氢气管路内的氢气，提高了船舶上供氢系统的安全性。附图说明图1为本专利技术一个具体实施例的结构示意图。其中：1、供氢主构件；1-1、第一氢气过滤器；1-2、第一氢气止回阀；1-3、第一氢气截止阀；1-4、氢气瓶头阀块；1-5、第一氢气压力表及第一氢气压力表阀；1-6、第一氢气安全本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种海上核电平台供氢气系统，其特征在于，包括氢气罐、氢气减压阀组、供氢气管路组件、氮气罐和氮气减压阀组，所述氢气罐分别连通氢气充气管路和第一供氢管路，所述第一供氢管路与氢气减压阀组件的入口端连通；所述氮气罐分别连通氮气充气管路和第一供氮管路，所述第一供氮管路与氮气减压阀组的入口端连通；所述供氢气管路组件包括套管和内置于套管的第二供氢管路，所述套管两端口封闭，所述第二供氢管路的两端自套管伸出，套管内壁与第二供氢管路的外壁之间形成用于流通氮气的环形通道；其中，第二供氢管路的入口端与氢气减压阀组件的出口端连通，第二供氢管路的出口端与用户管路连通；所述氮气减压阀组的出口端经第二供氮管路与第一供氢管路的出口端连通；所述氮气减压阀组的出口端经第三供氮管路与环形通道的入口端连通，环形通道的出口端与排放总管连通；各管路均分别配置有用于控制通断的阀门。/n

【技术特征摘要】
1.一种海上核电平台供氢气系统，其特征在于，包括氢气罐、氢气减压阀组、供氢气管路组件、氮气罐和氮气减压阀组，所述氢气罐分别连通氢气充气管路和第一供氢管路，所述第一供氢管路与氢气减压阀组件的入口端连通；所述氮气罐分别连通氮气充气管路和第一供氮管路，所述第一供氮管路与氮气减压阀组的入口端连通；所述供氢气管路组件包括套管和内置于套管的第二供氢管路，所述套管两端口封闭，所述第二供氢管路的两端自套管伸出，套管内壁与第二供氢管路的外壁之间形成用于流通氮气的环形通道；其中，第二供氢管路的入口端与氢气减压阀组件的出口端连通，第二供氢管路的出口端与用户管路连通；所述氮气减压阀组的出口端经第二供氮管路与第一供氢管路的出口端连通；所述氮气减压阀组的出口端经第三供氮管路与环形通道的入口端连通，环形通道的出口端与排放总管连通；各管路均分别配置有用于控制通断的阀门。


2.如权利要求1所述的海上核电平台供氢气系统，其特征在于，所述氢气罐的顶部出口经第一排氢支路汇入排放总管；所述第一供氢管路上沿氢气流动方向依次配置有第一氢气安全阀和第二氢气截止阀，第一氢气安全阀的出口端连通排放总管，排放总管的出口配置阻火器。


3.如权利要求2所述的海上核电平台供氢气系统，其特征在于，所述氢气罐的底部出口与氢气排放管路连通，氢气排放管路的出口配置阻火器，氢气排放管路上配置有第三氢气截止阀。


4.如权利要求3所述的海上核电平台供氢气系统，其特征在于，氢气罐的顶部出口配置有氢气瓶头阀块，氢气瓶头阀块带安全泄放装置；第一排氢支路、氢气充气管路及第一供氢管路均集成于氢气瓶头阀块，与氢气瓶头阀块连接。


5.如权利要求2所述的海上核电平台供氢气系统，其特征在于，所述氢气减压阀组包括氢气减压管路，以及沿氢气流动方向依次布置于氢气减压管路上的第四氢气截止阀、第一氢气减压阀、第五氢气截止阀和第二氢气安全阀；在第四氢气截止阀上游的氢气减压管路上连通第一氢气减压支路，第一氢气减压支路上配置有第二氢气压力表及第二氢气压力表阀；在第五氢气截止阀和第二氢气安全阀之间的氢气减压管路上连通第二氢气减压支路，第二氢气减压支路上配置有第三氢气压力表及第三氢气压力表阀，第一氢气减压支路和第二氢气减压支路通过减压排氢支路连通并汇入排放总管；所述第二氢气安全阀的出口连通排放总管。


6.如权利要求2所述的海上核电平台供氢气系统，其特征在于，所述氮气罐的顶部出口经第一排氮支路汇入排放总管；所述第一供氮管路上沿氮气流动方向依次配置有第一氮气安全阀和第二氮气截止阀，第一氮气安全阀的出口连通排放总管。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘安涟，罗晓黎，王洋，刘毅，李慧子，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：发明
国别省市：湖北;42