一种压差过滤式内置消氢处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种压差过滤式内置消氢处理装置及方法，所述压差过滤式内置消氢处理装置包括氢气复合器，还包括隔离筒和环形槽；所述环形槽设置在隔离筒外侧，所述环形槽内盛装水形成外部水封；所述隔离筒与环形槽相互连通，在隔离筒内形成内部水封，所述氢气复合器置于隔离筒内且置于内部水封上方。本发明专利技术创新性采用过滤式结构，既可以保证氢气复合器长期处于清洁环境，减少了定期清洗成本；又在事故条件下，起到混合气的过滤净化功能，提高了氢气复合器的使用效率；解决了现有非能动氢气复合器直接放置在安全壳内因受到尘埃、蒸汽的影响导致氢气催化复合效果降低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种压差过滤式内置消氢处理装置及方法
本专利技术涉及反应堆
，具体涉及一种压差过滤式内置消氢处理装置及方法。
技术介绍
在破口事故引发的反应堆严重事故条件下，堆芯内因锆水反应产生大量氢气与蒸汽一同进入安全壳。氢气是易燃气体，在与空气混合达到一定比例后，存在一定爆燃风险；爆燃一旦发生，产生强烈的冲击载荷，对安全壳完整性构成巨大威胁。另一方面，高温蒸汽携带大量能量，使安全壳内压力和温度均明显上升，给安全壳承压壳体施加了压力与热力载荷。目前核电站往往采用非能动氢气复合器以消纳事故条件下产生的氢气，使氢气浓度降到合理安全限值以内。非能动氢气复合器内置一定数量的催化板；在催化板表面，氢气与空气中的氧气在较低浓度下发生催化复合反应，达到了降低氢气浓度的目的。在核电站正常运行的大部分时间内，非能动氢气复合器放置在安全壳内，催化板表面容易累积形成一层尘埃，减小了氢气与催化板的有效接触面积，可能会降低氢气复合器的催化能力；另外，严重事故条件下氢气与蒸汽往往混合在一起，氢气的存在会降低蒸汽的直接接触冷凝能力，蒸汽的存在会降低氢气催化复合效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压差过滤式内置消氢处理装置及方法，解决现有非能动氢气复合器直接放置在安全壳内因受到尘埃、蒸汽的影响导致氢气催化复合效果降低的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：一种压差过滤式内置消氢处理装置，包括氢气复合器，还包括隔离筒和环形槽；所述环形槽设置在隔离筒外侧，所述环形槽内盛装水形成外部水封；所述隔离筒与环形槽相互连通，在隔离筒内形成内部水封，所述氢气复合器置于隔离筒内且置于内部水封上方。本专利技术所述氢气复合器为现有技术，将氢气复合器置于隔离筒内上方，起到氢气复合、降低氢气浓度的作用。本专利技术所述外部水封和内部水封均能起到蒸汽、尘埃及气溶胶等的隔离作用，所述外部水封和内部水封形成二级水封，形成过滤式结构，能够提高对蒸汽、尘埃及气溶胶等的隔离作用，所述隔离筒和内部水封形成密闭空间，将述氢气复合器置于密闭空间内。本专利技术的工作原理如下：在日常运行工况下，氢气复合器位于隔离筒内部；隔离筒内部空间与外部空间有两道水封隔离，使得外部空间中的尘埃、杂质等不易进入内部空间，使氢气复合器常期处于内部清洁空间，保持催化板的表面清洁；在事故条件下，安全壳内形成大量蒸汽、氢气、气溶胶等混合物，同时安全壳内压力和温度迅速上升，使得隔离筒的外部压力高于内部压力；在压差作用下，安全壳内的混合气体经过环形槽内的外部水封进入隔离筒内的内部水封，外部水封和内部水封共同构成水空间，在水空间内，混合气体中的蒸汽遇到冷水发生直接接触冷凝，混合气体中的气溶胶、尘埃等溶解在水中，剩余的空气、氢气等从水面逸出，进入隔离筒的气空间(内部水封以上的空间)，在氢气复合内的催化板上氢与氢发生催化复合反应；复合反应生成的水蒸汽被冷凝后，落入下部水空间；多余的空气聚集在气空间上部。本专利技术所述外部水封和内部水封形成二级水封，使用时将整个压差过滤式内置消氢处理装置置于安全壳内，在日常运行工况下，氢气复合器位于隔离筒内部，使用本装置使氢气复合器常期处于内部清洁空间，保持催化板的表面清洁；在事故条件下，可以过滤和冷凝空气、氢气混合物中的蒸汽、气溶胶等，避免这些成分对于氢气复合反应的影响；解决了现有非能动氢气复合器直接放置在安全壳内因受到尘埃、蒸汽的影响导致氢气催化复合效果降低的问题。因此，本专利技术所述压差过滤式内置消氢处理装置能够减小氢气复合器长期备用条件下的尘埃积累问题，以及在启用条件下蒸汽、气溶胶等杂质气体对于氢气复合效应的影响的问题。本专利技术虽然结构简单，但是能够有效解决现有非能动氢气复合器直接放置在安全壳内因受到尘埃、蒸汽的影响导致氢气催化复合效果降低的问题。同时，本专利技术是对氢气复合器结构的设计创新，可以应用于现有电站的氢气复合器的设计改进，可以降低氢气复合器的日常维护成本，增强氢气复合器的设计工况下的使用效能，具有较好的应用前景和推广价值。进一步地，隔离筒的侧壁设置有若干通孔，通过若干通孔实现隔离筒与环形槽相互连通。进一步地，还包括若干鼓泡管，所述鼓泡管贯穿隔离筒的侧壁，通过若干鼓泡管实现隔离筒与环形槽相互连通。采用鼓泡结构实现连通一方面，在无外界压差情况下，通过水封实现内外两个空间的过滤净化；另一方面，在有外界压差情况下，可使外部气体通过鼓泡管进入内部空间。进一步地，鼓泡管水平设置。进一步地，所述鼓泡管的长度小于环形槽半宽与隔离筒二分之一半径之和。进一步地，鼓泡管材质与隔离筒相同，均为不锈钢材质。进一步地，若干鼓泡管均匀布置，所述鼓泡管的一端与环形槽的侧壁之间具有一定间距。进一步地，隔离筒的顶部设置有排气管，所述排气管上设置有单向阀，所述单向阀用于排出隔离筒内的气体。进一步地，隔离筒包括壳体和封头，所述封头可拆卸式安装在壳体两端。进一步地，氢气复合器可拆卸式安装在隔离筒内。基于压差过滤式内置消氢处理装置的消氢方法，包括以下步骤：S1、在事故条件下，在压差作用下安全壳内的混合气体经过环形槽的外部水封进入隔离筒内的内部水封；S2、在外部水封和内部水封形成的水空间内，混合气体中的蒸汽遇到冷水发生直接接触冷凝，混合气体中的气溶胶和尘埃溶解在水中，剩余的空气和氢气从水面逸出，进入隔离筒内的内部水封以上的气空间；S3、进入气空间后，在氢气复合器内的催化板上氧气和氢气发生催化复合反应，催化复合反应生成的水蒸汽被冷凝后，落入下部水空间，多余的空气聚集在气空间上部。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术创新性采用过滤式结构，既可以保证氢气复合器长期处于清洁环境，减少了定期清洗成本；又在事故条件下，起到混合气的过滤净化功能，提高了氢气复合器的使用效率。2、本专利技术可以降低氢气复合器的日常维护成本，增强氢气复合器的设计工况下的使用效能，具有较好的应用前景和推广价值。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为压差过滤式内置消氢处理装置的结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-隔离筒，2-环形槽，3-鼓泡管，4-内部水封，5-氢气复合器，6-单向阀。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1：如图1所示，一种压差过滤式内置消氢处理装置，包括氢气复合器5，还包括隔离筒1和环形槽2；所述环形槽2设置在隔离筒1外侧，即环形槽2绕隔离筒1底部外侧一周，所述环形槽2内盛装水形成外部水封；所述隔离筒1与环形槽2相互连通，在隔离筒1内形成内部水封4，所述氢气复合器5置于隔离筒1内且置于内部水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压差过滤式内置消氢处理装置，包括氢气复合器(5)，其特征在于，还包括隔离筒(1)和环形槽(2)；/n所述环形槽(2)设置在隔离筒(1)外侧，所述环形槽(2)内盛装水形成外部水封；/n所述隔离筒(1)与环形槽(2)相互连通，在隔离筒(1)内形成内部水封(4)，所述氢气复合器(5)置于隔离筒(1)内且置于内部水封(4)上方。/n

【技术特征摘要】
1.一种压差过滤式内置消氢处理装置，包括氢气复合器(5)，其特征在于，还包括隔离筒(1)和环形槽(2)；
所述环形槽(2)设置在隔离筒(1)外侧，所述环形槽(2)内盛装水形成外部水封；
所述隔离筒(1)与环形槽(2)相互连通，在隔离筒(1)内形成内部水封(4)，所述氢气复合器(5)置于隔离筒(1)内且置于内部水封(4)上方。


2.根据权利要求1所述的一种压差过滤式内置消氢处理装置，其特征在于，所述隔离筒(1)的侧壁设置有若干通孔，通过若干通孔实现隔离筒(1)与环形槽(2)相互连通。


3.根据权利要求1所述的一种压差过滤式内置消氢处理装置，其特征在于，还包括若干鼓泡管(3)，所述鼓泡管(3)贯穿隔离筒(1)的侧壁，通过若干鼓泡管(3)实现隔离筒(1)与环形槽(2)相互连通。


4.根据权利要求3所述的一种压差过滤式内置消氢处理装置，其特征在于，所述鼓泡管(3)水平设置。


5.根据权利要求3所述的一种压差过滤式内置消氢处理装置，其特征在于，所述鼓泡管(3)的长度小于环形槽(2)半宽与隔离筒(1)二分之一半径之和。


6.根据权利要求3所述的一种压差过滤式内置消氢处理装置，其特征在于，若干鼓泡管(3)均匀布置，所述鼓泡管(3)的一端与...

【专利技术属性】
技术研发人员：臧金光，闫晓，张妍，
申请(专利权)人：中国核动力研究设计院，
类型：发明
国别省市：四川;51