【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种安全壳内氢气浓度测量系统，属于易燃易爆气体浓度测量
技术介绍
核电厂事故工况下会产生大量氢气，氢气的来源1)事故早期，锆-水反应高速率地产生氢气。2)事故中后期，水的辐照分解、堆芯融溶物和混凝土的反应，也会产生大量氢气。大量氢气的聚集使安全壳内氢气浓度有超过爆炸限4%的可能，存在爆炸的危险。为避免氢爆燃事故发生，破坏安全壳完整性，需要构建氢气测量系统对安全壳不同位置的氢气聚集状态进行监测，在事故发生后实施有效地干预。在事故工况下，反应堆放出大量的热量，安全壳内温度的升高伴随着压力的升高。 如二代和二代加核电厂事故后温度可达150度，压力可达6bar。安全壳内的气体组成是以空气与水蒸气为主，含有氢气及其他气体的高温高压混合性气体。由于事故工况下安全壳内气体呈现高温、高压、高放射性的特点，因此对于氢气浓度的测量增加了很大的难度。对于安全壳氢气浓度，常见的测量方式是将少量的安全壳内气体作为样品气抽出经传输管道送到安全壳外，在安全壳外经过气体预处理后由氢气传感器测量气体中的氢气浓度，测量过程包括气体预处理、气体浓度分析都在安全壳外完成。这种方式国内外都有应用先例。这种方式由于存在对放射性气体的管路传输，存在响应滞后、存在潜在的放射性泄露风险的缺点。同时由于测量管路的限制，一般布置为单点测量。气体在传输过程状态发生变化，测量结果的准确性受到影响。由于气体预处理和气体传输管路的存在，系统较复杂，耗能设备多、功耗大。由于抽出式测量系统的上述缺点，特别是日本福岛核事故发生后，研制直接布置在安全壳内测量的氢气传感器受到广泛关注。直接测量系统组成...
【技术保护点】
一种安全壳内氢气浓度测量系统，其特征在于：所述系统包括：温度采集单元、信号处理单元和氢气浓度显示单元；其中，信号处理单元包括：模拟量输入模块、CPU模块和模拟量输出模块；？温度采集单元、模拟量输入模块、CPU模块、模拟量输出模块和氢气浓度显示单元依次相连；？所述温度采集单元位于核电厂安全壳内，信号处理单元和氢气浓度显示单元集成在核电厂安全壳外的测量柜中；？温度采集单元：采集核电厂安全壳内的环境温度和氢氧化合反应温度，并将温度的电信号输出给信号处理单元中的模拟量输入模块；？模拟量输入模块：接收来自温度采集单元的温度电信号转化成温度值，并输出给CPU模块；？CPU模块：接收来自模拟量输入模块的温度值，先根据式（I）计算氢氧化合反应的温升值，再根据式（II）计算氢气浓度，并将氢气浓度值输出给模拟量输出模块；？AT＝T2？T1？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？（I）？其中，AT为催化反应的温升值，T1为环境温度，T2为氢氧化合反应温度；？其中，为氢气浓度，K为表征参数，K的取值是通过对氢气和氧气化合反应进行大量的实验后得出的合理值；？模拟量输出模块：接收来自CPU模块的氢气浓度值，将浓度...
【技术特征摘要】
1.一种安全壳内氢气浓度测量系统，其特征在于所述系统包括温度采集单元、信号处理单元和氢气浓度显示单元；其中，信号处理单元包括模拟量输入模块、CPU模块和模拟量输出模块； 温度采集单元、模拟量输入模块、CPU模块、模拟量输出模块和氢气浓度显示单元依次相连； 所述温度采集单元位于核电厂安全壳内，信号处理单元和氢气浓度显示单元集成在核电厂安全壳外的测量柜中； 温度采集单元采集核电厂安全壳内的环境温度和氢氧化合反应温度，并将温度的电信号输出给信号处理单元中的模拟量输入模块； 模拟量输入模块接收来自温度采集单元的温度电信号转化成温度值，并输出给CPU模块； CPU模块接收来自模拟量输入模块的温度值，先根据式(I)计算氢氧化合反应的温升值，再根据式(II)计算氢气浓度，并将氢气浓度值输出给模拟量输出模块； AT = T2-T1(I) 其中，AT为催化反应的温升值，Tl为环境温度，T2为氢氧化合反应温度；2.根据权利要求I所述的一种安全壳内氢气浓度测量系统，其特征在于所述温度采集单元通过催化式氢气传感器采集核电厂安全壳内的环境温度和氢氧化合反应温度，所述催化式氢气传感器包括催化反应器(I)、防爆器(2)、防护外筒(3)、第一热敏感元件(4)、第一卡套(5)、第二卡套(6)、上花板(7)、定位杆(8)、安装杆(9)、第二热敏感元件(10)、防护保护过滤层(11)、托板(12)和下花板(13); 其中，催化反应器(I)是一端开口的圆筒结构，开口端带有外螺纹；防爆器(2)为一端开口的圆筒结构，开口端带有内螺纹，开口内径与催化反应器(I)开口端外径相配合，筒体内径大于催化反应器(I)的外径；防护保护过滤层(11)为一端开口的圆筒结构，开口端内径与防爆器(2)开口端外径相配合，防护保护过滤层(11)侧壁为由内层侧壁和外层侧壁构成的中间有空隙的双层结构，内层侧壁的内径大于防爆器(2)的外径；托板(12)为圆形板，直径大于防护保护过滤层(11)外层侧壁的外径；防护外筒(3)为两端开口的圆筒结构；上花板(7)的直径与防护外筒(3)的外径相同，下花板(13)的直径与防护外筒(3)的内径相同，上花板(7)和下花板(13)上有均匀分布的通孔，用于气体扩散； 所述催化式氢气传感器中各组件的连接关系如下 上花板(7)位于防护外筒(3)上方，上花板(7)底面与防护外筒(3)筒壁顶端固连，下花板(13)位于防护外筒(3)底部内侧，并与防护外筒(3)筒壁内侧固连；催化反应器(I)装入防爆器(2)内部，催化反应器(I)开口端与防爆器(2)开口端均朝上、且通过螺纹连接，催化反应器(I)底部与防爆器(2)底部留有间隙；防护保护过滤层(11)套装在防爆器(2)外部，且开口端朝上，防护保护过滤层(11)顶部与防暴器顶部固连，防护保护过滤层(11)底部位于防爆器(2)底部下方，并与防...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗沙，覃亮，祝维燕，李琳，黄永生，牛立宏，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一八研究所，
类型：发明
国别省市：
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