[實用新型]一種氫氧復合催化板的定檢再生裝置

有效

• 申請號: 201420536056.4
• 申請日: 2014-09-17
• 公開（公告）號: CN204051695U
• 公開（公告）日: 2014-12-31
• 發明（設計）人: 高博;眉國;張學成;周紹飛;張志;唐輝;楊金水;朱宏志;蘇永軍;朱新亮;杜杰;賴新春;張鵬程;李嶸;唐濤;石巖
• 申請（專利權）人: 四川聚能核技術工程有限公司;四川材料與工藝研究所;中廣核工程有限公司
• 主分類號: B01J38/10
• 分類號: B01J38/10;G21C17/00
• 代理公司: 深圳市合道英聯專利事務所(普通合伙) 44309
• 代理人: 廉紅果

技術領域

本實用新型涉及氫氧復合催化劑的性能檢測領域，具體地講，是涉及一種適用于核電站非能動氫復合器的催化板的定檢再生裝置。

背景技術

日本福島核事故以后，為了避免或降低核電站安全殼內氫氣爆炸的風險，目前國際上和國內的二代和三代核電站均采取了相應的措施作為防范，其中一項重要措施便是在安全殼內分布放置數十個非能動氫復合器(PARs)，在設計基準事故和嚴重事故時不需外接能源，可自動啟動，并將氫氣濃度降低至安全水平以下。非能動氫復合器的基本結構可以概括描述為底部裝填催化劑的豎直通道(俗稱“煙囪”)；其工作原理為，事故發生后，氫分子和空氣中的氧分子在催化劑表面接觸，發生如的強放熱自由基反應，反應釋放的大量熱量加熱豎直通道入口處的空氣，為催化元件周圍的氣流上升提供推動力，熱空氣溫度升高、密度降低而沿通道上升，熱空氣上升后留下的空間由氫氧復合器下部冷空氣流入補充，形成氣體自然擴散循環的“煙囪效應”。當使用活性組分為鉑或鈀的催化劑后，上述反應活化大大減小，從而能夠在低溫條件下開始反應。反應遵循Langmuir–Hinshelwood兩步法機理：首先是反應物向催化劑表面的擴散，然后是吸附在催化劑上的反應物發生反應。如此加速實現了氫氧復合器內外氣體“非能動”對流循環，增加單位時間內流過復合器的氣體，加速了氫氣的催化反應，從而提高復合器的消氫能力，最后反應后的氣體經過氫氧復合器頂部排出。非能動氫復合器與安全殼大氣環境的自然對流循環有效地促進了易燃氣體混合，避免了氫氣的累積。

在非能動氫復合器的實際使用中，安全殼內存在著復雜的環境條件：溫度最高達到150℃以上、壓力最高達到0.5MPa以上、累積輻照計量大于5×106Gy；安全殼內的氣體包括放射性氣溶膠(>50g/m3)、水蒸汽(最高可達60％)、氫氣(最高可達10％以上)、空氣以及CO等毒化組分。催化板長期處于如此復雜的環境下，可能會導致其性能降低，因此，需要每隔一定時間對安全殼內的復合器催化板進行定期性能檢測，測試其氫氧復合性能是否下降，并需對性能下降較多的催化板進行活化再生。

我國的非能動氫氣復合器主要從法國阿海琺公司進口，國內雖有研究，但由于前期不具備整機測試條件，無法進行復合器整機測試等多項分析，所研究的復合器水平較低。目前為止，還沒有試驗條件較全面的氫氧復合催化板的定檢活化再生裝置。

實用新型內容

為克服現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種適用于核電站非能動氫復合器內的氫氧復合催化板的定檢再生裝置，主要用以進行催化板的氫氧復合性能的定期檢測和對性能不達標的催化板進行活化再生。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案如下：

一種氫氧復合催化板的定檢再生裝置，包括用于引入定檢再生氣體的氣路系統，與氣路系統的出口分別連接的定檢系統和再生系統，用于測量氣路系統、定檢系統和再生系統參數的測量系統，以及與測量系統連接的數據控制系統，其中，定檢系統包括與氣路系統連接的混氣罐，與混氣罐連接的檢測反應室；再生系統包括與氣路系統連接的還原反應室，與還原反應室連接的排氣氣路；測量系統包括分別設置于檢測反應室進口和出口的氫氣分析儀，設置于混氣罐上的溫度變送器，設置于檢測反應室上的溫度變送器和壓力變送器，設置于還原反應室上的溫度變送器，以及與排氣氣路連接的氧氣分析儀。

為了便于分別進行操作，所述定檢系統和再生系統與氣路系統出口的連接處設有切換閥門。

為了便于外接氣源供氣，所述氣路系統由二條或三條并聯且均與切換閥門連通的供氣支路構成，當為二條供氣支路時，其中一條供氣支路外接氫氣源，另一條供氣支路在定檢時外接空氣源，在再生時外接氮氣源，當為三條供氣支路時，其分別外接氫氣源、空氣源、氮氣源，并在定檢時開啟氫氣源和空氣源的供氣支路，在再生時開啟氫氣源和氮氣源的供氣支路。具體地，所述供氣支路包括通過管道依次串聯的手動閥、單向閥、氫氣阻火器和手動閥，其中一手動閥與外接氣源連接，另一手動閥與切換閥門連接。

為了便于供氣的流量控制，所述供氣支路還包括相互串聯后再與其一手動閥并聯的電磁閥和流量控制器，以及用于檢測供氣支路氣壓的壓力變送器。尤其是在定檢過程中，需通過流量控制器將氫氣與空氣的供氣流量比例控制在小于4:96的范圍內，以便將進入檢測反應室的混合氣體中氫濃度控制在其爆炸極限4％以內，保障操作的安全性。

為了促進再生的進行，所述還原反應室上還設置有真空泵。