可燃性气体去除装置制造方法及图纸

一种可燃性气体去除装置，在检测核反应堆安全外壳内的可燃性气体浓度的变化后才开始启动，防止催化毒物导致的催化剂性能的下降，包括：使可燃性气体反应的催化剂；内装该催化剂、至少有一个开口部的框图；设在筐体的开口部的盖子，通过设置接合盖子和筐体并在高温下溶化的粘接部件和发热体，使盖子通常关闭，当周围气体温度上升时将盖子打开。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种去除因为某种反应产生的可燃性气体、抑制压力的上升的可燃性气体去除装置。作为一个较佳的例子，可燃性气体去除装置设置在原子能发电站的核反应堆安全外壳内，当发生事故时去除核反应堆安全外壳内产生的可燃性气体。以下说明这种情况下的现有技术。图31是现有的核反应堆安全外壳的简要系统剖面图。核反应堆压力容器101内装有核反应堆堆芯107，核反应堆安全外壳102将该核反应堆压力容器101装入其内，它由包围核反应堆压力容器101的上部干燥槽103、下部干燥槽104、和具有抑制槽105a的湿槽105构成，该湿槽105通过通气管106与上部干燥槽103连接。另外还设置有包围核反应堆压力容器101的生物屏蔽壁108。当与核反应堆压力容器101连接的主蒸气管109等核反应堆一次冷却系统的配管万一破裂时，向核反应堆安全外壳102内的上部干燥槽103放出高温、高压的核反应堆一次冷却剂，上部干燥槽103内的压力、温度急剧上升。向上部干燥槽103放出的高温、高压的冷却剂与上部干燥槽103内的气体混合，通过通气管106放出到抑制槽105a的水中，并被冷却。这样从核反应堆压力容器101放出的很多热能在该抑制槽105a被吸收。紧急用堆芯冷却系统将抑制槽中的水注入核反应堆压力容器101内，使堆芯冷却，该冷却水长期从堆芯吸收衰变热量，从破裂的配管的破裂口向干燥槽流出。因此，此时上部干燥槽103内的压力、温度总比湿槽的高。这样长期下去，在轻水反应堆型原子能发电站的反应堆内作为冷却剂的水被放射线分解，产生氢气和氧气。而且，当燃料包覆管的温度上升时，水蒸气和燃料包覆管材料的锆之间发生反应(称为金属一水反应)，在短时间产生氢气。这样产生的氢气从破裂的配管的破裂口等向核反应堆安全外壳内放出，而且，因氢气具有非凝缩性，核反应堆安全外壳102内的压力也上升。当对此状态不采取对策，氢气浓度上升到4vol％且氧气浓度上升到5vol％以上，即可燃性气体浓度超过可燃界限时，气体成为可燃状态。而且氢气浓度上升时可能产生过剩反应。作为这种情况的有效对策，对于以往的沸腾水型原子能发电设备，通过在压力抑制型的核反应堆安全外壳内以氮气置换，维持低的氧气浓度，即使对于因金属一水反应在短时间大量产生的氢气，也能严格防止核反应堆安全外壳内成为可燃性环境，保持应有的安全性。另外，为了除去氢气，通过设置在核反应堆安全外壳外，具有复合器和鼓风机的可燃性气体浓度控制装置，将核反应堆安全外壳内的气体吸引至核反应堆安全外壳外，使气体升温，将氢气和氧气再化合还原为水，将剩下的气体冷却后返回核反应堆安全外壳，由此抑制可燃性气体浓度的上升。作为一种与上述装置不同、不需要外部电源的静态控制可燃性气体浓度的方法，现在开发了一种将多个催化剂式复合器配置在核反应堆安全外壳内的方法，该催化剂式再化合装置使用氢气的氧化催化剂促进再化合反应。这样的可燃性气体去除装置的结构记载在例如特表平5-507553号公报和特开平5-188196号公报上。图32是表示现有的催化剂式再化合装置的概略斜视图。内装有催化剂111的筐体112具有经常开放的二个开口部113a、113b。核反应堆安全外壳内的气体从设在筐体112的下方的开口部113b被取入催化剂层。当核反应堆安全外壳内保护气的可燃性气体浓度上升时，在筐体112内通过催化剂111的作用，发生氢气和氧气的再化合反应。因反应热而被加热的气体从设在筐体112的上方的开口部113a排出。由催化剂111产生的反应热形成通过催化剂式再化合装置的自然循环流。现在人们正关注一种催化剂型再化合装置，与现有的将核反应堆安全外壳内的气体吸引至核反应堆安全外壳外、使气体升温、将氢气和氧气再化合还原为水的可燃性气体浓度控制装置相比，具有因发生事故时不需操作而成本低，容易维修的优点。但是，装在催化剂式再化合装置内的催化剂由于在发生事故时被存在于安全外壳内的以碘为代表的催化剂有毒物质所毒化，去除可燃性气体的能力可能降低。为了防止催化毒物造成催化剂性能的下降，人们提议了一种事先将催化剂与保护气隔离，以安全外壳内的温度上升作为触发解除催化剂的隔离，在将催化剂与气体接触前通过过滤器除去催化剂有毒物质的方法。但是，该方法中提到的过滤器适合于去除润滑粒子和悬浮粒子，但不适合于对催化剂毒效果大的气体状态的碘。而且，当将安全外壳内的温度作为解除催化剂隔离的触发时，在发生事故初期尽管安全外壳内氧浓度很低，隔离被解除的可能性也很大，不能说解除隔离的时机最合适。在可燃性气体浓度控制系统或可燃性气体去除装置未工作时，发生事故时安全外壳内的保护气达到可燃界限前有几十个小时的宽裕时间。换言之，即使不使可燃性气体去除装置工作，几十个小时内也达不到可燃界限，从防止催化剂的性能劣化的观点看，在这期间将催化剂与气体事先隔离的方法是一个有效的方法。但是，对于开口部经常开放的现有的催化剂式再化合装置，和因安全外壳内温度的上升使开口部开放的现有的催化剂式再化合装置，催化剂与事故发生初期存在的高浓度的催化毒物长时间接触而劣化，其结果本来希望应促进再化合反应的催化剂不能充分发挥作用。本专利技术的目的是为了解决上述问题，在不需要催化剂式再化合装置的催化剂作用时，将催化剂从安全外壳内保护气隔离，防止因催化毒物造成的性能劣化，并根据安全外壳内的可燃性气体的浓度，适当地解除催化剂的隔离，长时间将安全外壳内可燃性气体浓度维持在可燃界限以下。进而提供一种价格更低的催化剂，通过预热催化剂的表面温度而提高催化剂的活性，抑制被催化毒物毒化。为了达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案一种可燃性气体去除装置，其特征在于具有催化剂再化合装置，包括使可燃性气体反应的催化剂；内装有该催化剂并至少有一个开口部的筐体；在上述筐体的开口部设置的上述盖子，并具有盖关闭装置，使设在上述筐体的开口部的盖子通常关闭；盖开放装置，当上述筐体的外部附近的保护气中的可燃性气体浓度上升时，使上述盖关闭装置动作，使上述盖子成为打开状态。记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置由粘合上述盖子和上述筐体，并在高温下融化的粘接部件构成；上述盖开放装置具有的结构为，上述盖子中至少与上述粘接部件接触的部分由氢气的氧化催化剂构成。记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置在与上述盖子相对的上述开口部的至少一部分上配置磁性体；上述盖开放装置具有设置在上述筐体的内壁面附近、内装有在高温时产生非凝缩性气体的非凝缩性气体产生物质收容容器，通过将与产生上述非凝缩性气体的物质的温度上升对应而产生的上述非凝缩性气体移送到上述筐体内，上述盖关闭装置动作，上述盖子被打开。记载的可燃性气体去除装置，其特征在于将氢气吸留合金或氢气的氧化催化剂中的任一个配置在与上述非凝缩性气体产生物质收容容器邻接、且在上述筐体的外壁或其附近的位置。记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置由粘合上述盖子与上述筐体、并在高温下融化的粘接部件构成；上述盖开放装置包括发热体，设在上述盖子的至少与上述粘接部件接触部分；可燃性气体传感器，设置在上述筐体的外部，对应于可燃性气体浓度的上升输出电流；导电装置，由连接可燃性气体传感器和发热体的导电性物质构成。记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可燃性气体去除装置，其特征在于：具有催化剂再化合装置，其包括： 使可燃性气体反应的催化剂；内装有该催化剂并至少有一个开口部的筐体； 在上述筐体的开口部设置的上述盖子，并具有盖关闭装置，使设在上述筐体的开口部的盖子通常关闭； 盖开放装置，当上述筐体的外部附近的保护气中的可燃性气体浓度上升时，使上述盖关闭装置动作，使上述盖子成为打开状态。

【技术特征摘要】
JP 1999-6-9 161985/1999;JP 1998-7-23 207452/19981.一种可燃性气体去除装置，其特征在于具有催化剂再化合装置，其包括使可燃性气体反应的催化剂；内装有该催化剂并至少有一个开口部的筐体；在上述筐体的开口部设置的上述盖子，并具有盖关闭装置，使设在上述筐体的开口部的盖子通常关闭；盖开放装置，当上述筐体的外部附近的保护气中的可燃性气体浓度上升时，使上述盖关闭装置动作，使上述盖子成为打开状态。2.根据权利要求1记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置由粘合上述盖子和上述筐体，并在高温下融化的粘接部件构成；上述盖开放装置具有的结构为，上述盖子中至少与上述粘接部件接触的部分由氢气的氧化催化剂构成。3.根据权利要求1记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置在与上述盖子相对的上述开口部的至少一部分上配置磁性体；上述盖开放装置具有设置在上述筐体的内壁面附近、内装有在高温时产生非凝缩性气体的非凝缩性气体产生物质收容容器，通过将与产生上述非凝缩性气体的物质的温度上升对应而产生的上述非凝缩性气体移送到上述筐体内，上述盖关闭装置动作，上述盖子被打开。4.根据权利要求3记载的可燃性气体去除装置，其特征在于将氢气吸留合金或氢气的氧化催化剂中的任一个配置在与上述非凝缩性气体产生物质收容容器邻接、且在上述筐体的外壁或其附近的位置。5.根据权利要求1记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置由粘合上述盖子与上述筐体、并在高温下融化的粘接部件构成；上述盖开放装置包括发热体，设在上述盖子的至少与上述粘接部件接触部分；可燃性气体传感器，设置在上述筐体的外部，对应于可燃性气体浓度的上升输出电流；导电装置，由连接可燃性气体传感器和发热体的导电性物质构成。6.根据权利要求1记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置具有与上述盖子连接而设置、从上述筐体的盖子内侧支撑该盖子的盖支撑装置；上述盖开放装置包括可燃性气体传感器，设置在上述筐体的外部、对应可燃性气体的浓度的上升输出电流；非凝缩性气体产生物质收容容器，设置在上述筐体的内部、内装有高温时产生非凝缩性气体的物质；发热体，与上非凝缩性气体产生物质收容容器接触而设置；导电装置，由连接该发热体和上述可燃性气体传感器的导电性物质构成；压力驱动装置，与上述非凝缩性气体产生物质收容容器的内压上升相对应驱动上述盖支撑装置；产生上述非凝缩性气体，驱动上述压力驱动装置，上述盖关闭装置动作，上述盖子被打开。7.根据权利要求1记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述盖关闭装置具有金属线，其设置在上述筐体的侧面，一端连接上述筐体侧面，另一端连接上述盖子，在通常时通过张力关闭上述盖子；上述盖开放装置具有金属线切断装置，设在上述金属线的中途，与可燃性气体浓度的上升对应将上述金属线切断。8.根据权利要求7记载的可燃性气体去除装置，其特征在于包括辅助金属线，其与上述金属线切断装置分支而设置的；和缓冲筒，其支撑该辅助金属线的一端。9.根据权利要求7记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述金属线切断装置具有设在上述金属线的预定切断位置的在高温下溶化的发热体；与该发热体相接触地设置的对应可燃性气体的浓度上升而使上述发热体升温的升温装置。10.根据权利要求9记载的可燃性气体去除装置，其特征在于上述升温装置具有导电电路，由电源及连接该电源和上述发热体的导电性物质构成；以及设在该导电电路的中途的电路开关；该电路开关具有包括内装有氢气吸留合金的氢气吸留合金收容容器，随着该氢气吸留合金的周围的氢气气体浓度的上升，上述氢气吸留合金的体积增加，成为导通状态。11.一种可燃性气体去除装置，其特征在于包括第1催化剂式再化合装置，内装有使可燃性气体反应的催化剂、具有至少有一个开口部的第1筐体；第2催化剂式再化合装置，内装有上述催化剂、具有至少有一个第2开口部的第2筐体，和设在该筐体的开口部的盖子，并配置有盖关闭装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：田原美香，大泽康夫，山本雄司，新井健司，原田亮，
申请(专利权)人：东芝株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]