[發明專利]一種消氫試驗裝置

有效

• 申請號: 201210525568.6
• 申請日: 2012-12-10
• 公開（公告）號: CN103035305A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陶志勇;姜韶堃;趙寧;朱敏;張彬
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七一八研究所
• 主分類號: G21C17/00
• 分類號: G21C17/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;付雷杰

技術領域

本發明涉及一種消氫試驗裝置，屬于核電試驗系統技術領域。

背景技術

大型消氫試驗系統試驗過程中，由于氫氧復合反應強放熱效應，試驗系統內部溫度逐漸升高。為使溫度保持預定值，目前的降溫控制方法多采用外部冷卻介質或內部噴淋來完成。對于使用外部冷卻介質方式，需設計適當的冷卻降溫管裝置，采用適當的冷卻介質，計算換熱面積，操作中準確控制冷卻介質流量；對于使用內部噴淋方式，需計算適當的噴淋面積，操作中準確控制噴淋水流量，若試驗過程升溫較快，則需頻繁開啟噴淋裝置，導致系統內水含量不斷增加。兩種方式操作繁瑣，需較多的人為控制，能耗也較高。

傳統的供氫裝置采用管道直接向試驗系統內通氫，若通氫量較大，導致局部氫氣濃度較高，存在燃爆危險，因此試驗系統內需安裝攪拌風機使得氫氣均勻分布。該方式危險系數高、能耗高。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種消氫試驗裝置，該裝置能夠均勻的向試驗系統內部提供氫氣，且具有良好的冷卻效果，從而保證試驗能夠順利安全的進行。

本發明的消氫試驗裝置包括供氫裝置、供氧裝置、冷卻裝置和罐體。

所述罐體由上封頭腔、上封頭、罐身、下封頭和下封頭腔組成。

所述供氫裝置包括環形管、五通管、進氣管道、氫氣罐和匯流排A。其中氫氣罐和匯流排A布置在罐體外圍，環形管水平固定在罐體的下封頭腔內。其具體連接關系為：兩個或兩個以上氫氣罐并聯在匯流排A上，匯流排A通過進氣管道與位于環形管中心的五通管連接。所述五通管包括一個進氣口和四個出氣口，進氣口為五通管中心線上的豎直通口，出氣口為均勻分布在進氣口外圓周的水平通口。五通管的進氣口與進氣管道貫通，四個出氣口分別與環形管貫通。環形管的管徑為100mm—150mm，環形管的外圓直徑為1000mm-1500mm。環形管的上表面均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔，保證環形管上透氣孔的面積和與進氣管道的橫截面面積相等，從而使進氣管道與環形管的流通量相同。在下封頭腔的外圓周加工有配液口，配液口的水平高度大于環形管上表面的水平高度，在下封頭腔的底部加工有排液口。供氫裝置工作前，先往下封頭腔內注水，將環形管淹沒在水中，從而使氫氣從水中擴散出來，增加裝置的安全性能。為了使從環形管內釋放的氫氣分散的更均勻，在下封頭與下封頭腔的連接處固接有不銹鋼板，不銹鋼板的直徑等于下封頭與下封頭腔連接處的直徑，不銹鋼板上均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔。

所述供氧裝置包括輸氣管道、氧氣罐和匯流排B。氧氣罐和匯流排B布置在罐體外圍，兩個或兩個以上氧氣罐并聯在匯流排上，匯流排通過輸氣管道與罐體相貫通，從而為試驗裝置中的氫氧反應提供所需的氧氣。

所述冷卻裝置包括兩個或兩個以上冷凝管，冷凝管在罐體的外圓周均勻分布。冷凝管的頂部焊接在上封頭上，底部焊接在罐身下邊緣或下封頭上。冷凝管的材料選用內襯不銹鋼，直徑范圍為100mm—200mm，冷凝管的豎直部分與罐身外圓周的距離為200mm—300mm。冷凝管底部的拐角應大于或等于90°。為了便于對冷凝管的控制，在每個冷凝管上均安裝有蝶閥。在整個裝置預熱時，蝶閥關閉，冷卻裝置不工作；當罐體內氫和氧反應時，打開蝶閥，冷卻裝置開始工作。此時，罐體內的熱空氣上升，在上封頭內累積，從而在罐體內形成壓差，使熱空氣通過冷凝管重新回到罐身底部或下封頭內。

有益效果

（1）本發明中的供氫裝置通過環形管上表面均勻分布的透氣孔向罐體內提供氫氣，保證氫氣能夠均勻擴散，使氫氣能夠在罐體內均勻分布；同時環形管上透氣孔的面積和與進氣管道的橫截面面積相等，從而可使進氣管道與環形管的流通量相同，防止氣體在進氣管道內堆積。

（2）在本裝置中，供氫用的環形管淹沒在水中，從而使氫氣從水中擴散出來，增加裝置的安全性能。

（3）下封頭與下封頭腔的連接處的不銹鋼板能夠使從環形管內釋放的氫氣在罐體內分散的更均勻，從而防止罐體內局部氫氣濃度較高，采用該方式供氫危險系數低、能耗低。

（4）本發明中的冷卻裝置，無需借助外界的冷卻介質，也無需較多的人為控制，直接通過罐體內部冷熱空氣的相互流通來達到冷卻效果；結構簡單，冷卻效果好，無能耗。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為環形管的俯視圖。

其中：1-上封頭腔，2-上封頭，3-罐身，4-下封頭，5-下封頭腔，6-環形管，7-配液口，8-排液口，9-冷凝管，10-蝶閥，11-五通管。

具體實施方式

下面結合附圖并舉實施例，對本發明進行詳細描述。