[發明專利]一種氫氣復合器高溫保護裝置

在審

• 申請號: 202110382866.3
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113130102A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 高全燚;李昊洋;周雨鋒;郭澤華;丁銘;孫志遠;曹巍
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G21C9/06
• 分類號: G21C9/06;G21C9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種氫氣復合器高溫保護裝置，包括一系列催化單元和高溫保護單元。所述催化單元和高溫保護單元二者以組合形式構成氫氣復合器催化裝置本體。所述高溫保護單元的操作溫度低于氫氣爆燃溫度。所述高溫保護單元由一種或幾種相變材料形成。所述高溫保護單元能對復合器中的催化區域進行高溫保護，能夠使催化區域的溫度低于氫氣和氧氣燃燒的臨界溫度。本發明依靠高溫保護單元吸收氫氣、氧氣反應釋放的熱量即可維持催化區域的溫度，從而避免了復合器催化表面因溫度過高導致的氫氣燃燒風險。

技術領域

本發明屬于核能工業部門除氫裝置領域，具體涉及一種氫氣復合器高溫保護裝置。

背景技術

在壓水堆核電廠發生嚴重事故進程中,反應堆堆芯部分燃料的鋯合金包殼在高溫下與水蒸氣反應、反應堆堆芯熔融物與混凝土反應都會產生大量氫氣。氫氣在安全殼內輸運過程中,與安全殼內的空氣與水蒸汽混合,會在安全殼部分空間形成可燃混合氣體。在一定條件下，該混合氣體燃燒后會在容器內形成溫度壓力負荷,而且一旦發生氫氣混合氣體爆燃甚至爆炸還將危及安全殼的完整性,造成放射性物質外泄的嚴重后果。對于此風險,采用氫氣催化復合器通過在非能動金屬表面催化氫氧反應將氫氣消耗是一種有效的應對手段。

由于氫氣、氧氣混合氣體進入氫氣催化復合器時，氫氣與氧氣復合反應放熱可能導致復合器催化區域溫度高于氫氣爆燃的臨界溫度，氫氣燃燒甚至爆炸，導致氫復合器失效，危機安全殼的完整性。但現有氫氣復合器并未考慮此潛在風險也沒有對此設立專設安全設施。

發明內容

本發明針對現有技術中的缺陷，本發明提供了一種氫氣復合器高溫保護方法。通過所述催化單元和高溫保護單元二者以組合形式構成氫氣復合器催化裝置本體。采用相變吸熱的方式對氫氣催化復合器的催化區域進行高溫保護，從而保證氫復合器的正常運行。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明提供了一種氫氣復合器高溫保護裝置，其特征在于，包括一系列催化單元和高溫保護單元。

優選地，所述催化單元和高溫保護單元二者以組合形式構成氫氣復合器催化裝置本體。優選地，所述高溫保護單元的操作溫度低于氫氣爆燃溫度。

優選地，所述高溫保護單元由一種或幾種相變材料形成。

優選地，在高溫保護單元的操作溫度低于氫爆溫度下，盡量選取操作溫度高的相變材料以提高催化劑的催化活度，提高消氫效率。

優選地，所述高溫保護單元能對復合器中的催化區域進行高溫保護，能夠使催化區域的溫度低于氫氣和氧氣燃燒的臨界溫度。

所述高溫保護單元的保護原理為：在嚴重事故下，氫氣泄漏到安全殼，氫氧復合器投入運行，復合器內高溫保護單元能對復合器中的催化區域進行高溫保護，能夠使催化區域的溫度低于氫氣和氧氣燃燒的臨界溫度。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

本發明通過催化單元和高溫保護單元二者以組合形式構成氫氣復合器催化裝置本體。采用相變吸熱的方式對氫氣催化復合器的催化區域進行高溫保護，從而保證氫復合器的正常運行。依靠高溫保護單元吸收氫氣、氧氣反應釋放的熱量即可維持催化區域的溫度，從而避免了復合器催化表面因溫度過高導致的氫氣燃燒風險。

附圖說明

圖1是一種公開的非限制性實施例的氫復合器的高溫保護裝置；

圖2是另一種公開的非限制性實施例的氫復合器的高溫保護；

圖3是另一種公開的非限制性實施例的氫復合器的高溫保護方法；

圖4是一種公開的非限制性實施例的催化單元和高溫保護單元組合形式。

其中，1-氣體出口；2-復合器殼體；3-氣體入口；4-催化單元；5-高溫保護單元。

具體實施方式