[發明專利]一種用于輸氫管道的桿束阻爆裝置

有效

• 申請號: 202210781126.1
• 申請日: 2022-07-04
• 公開（公告）號: CN115105773B
• 公開（公告）日: 2023-06-27
• 發明（設計）人: 王昌建;馬鴻盛
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學智能制造技術研究院;合肥工業大學
• 主分類號: A62C4/02
• 分類號: A62C4/02
• 代理公司: 合肥和瑞知識產權代理事務所(普通合伙) 34118
• 代理人: 王挺

本發明公開了一種用于輸氫管道的桿束阻爆裝置，主通道中設有阻火層，阻火層由沿氣體傳輸方向即沿主通道長度方向設置的若干排阻火桿束排構成；阻火桿束排由沿主通道高度方向分布的若干根阻火桿束構成，且阻火桿束的軸向保持一致均與氣體傳輸方向呈設定夾角；阻火層中任意相鄰的兩個阻火桿束之間均留有間隙，相鄰阻火桿束排中的阻火桿束交錯放置，主通道中沒有沿氣體傳輸方向貫穿主通道的流道；位于氣體出氣側的傳輸通道的內壁面環向凹槽內設有吸波材料，用于吸收管道內爆轟波能量。本發明的桿束阻爆裝置不僅可以抑制管道內火焰傳播而且可以吸收爆轟波能量，減少因輸氫管道內氫氣爆燃爆轟引起輸氫管道壁面嚴重損傷，避免氫泄漏導致的氫爆炸事故。

技術領域

本發明涉及新能源安全利用技術領域，尤其是一種用于輸氫管道的桿束阻爆裝置。

背景技術

能源是國民經濟的重要領域。在雙碳背景下，尋找可持續發展的綠色能源成為當今能源與發展的重點問題。氫能作為一種清潔燃料，是代替傳統化石能源的理想能源。氫氣因其自身特性，在輸送管道中易發生氫泄漏，進而引發后果更加嚴重的泄漏爆燃。因此，抑制和預防管道內氫氣爆炸成為當前氫能安全利用的研究熱點。

阻爆裝置作為輸氫管道內阻爆抑爆的關鍵構件，可以抑制火焰的傳播，是當前可燃氣體管道內阻爆抑爆的主要措施。當可燃氣體在管道內被點燃時，氣體爆燃或爆轟火焰會在整個管網中傳播，依據火焰速度大小，火焰經過阻爆裝置時可能發生火焰淬熄或者高速擊穿的現象。高速擊穿的爆轟火焰會對阻爆裝置和輸送管道的壁面作用爆轟波，當壁面應力超過管道的許用應力時，輸送管道將出現破裂甚至斷裂，從而引發后果更加嚴重的泄漏爆燃事故，造成人員傷亡和經濟損失。

目前，有關可燃氣體管道內阻爆裝置的研究工作主要集中在對金屬網、波紋型濾芯、泡沫陶瓷等常用阻爆裝置的大量阻火性能測試。

發明內容

為了克服上述現有技術中的缺陷，本發明提供一種用于輸氫管道的桿束阻爆裝置，能夠抑制管道內的火焰傳播。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案，包括：

一種用于輸氫管道的桿束阻爆裝置，桿束阻爆裝置包括主通道，所述主通道的兩端分別與與輸氫管道相連接；

所述主通道中設有阻火層，所述阻火層由沿氣體傳輸方向即沿主通道長度方向設置的若干排阻火桿束排構成；

所述阻火桿束排由沿主通道高度方向分布的若干根阻火桿束構成，且阻火桿束排中的此若干根阻火桿束的軸向保持一致，均與氣體傳輸方向相異且呈設定夾角；

所述阻火桿束排中的相鄰阻火桿束之間留有間隙，相鄰的阻火桿束排之間留有間隙，即阻火層中任意相鄰的兩個阻火桿束之間均留有間隙，且相鄰阻火桿束排中的阻火桿束交錯放置，使得主通道中沒有沿氣體傳輸方向貫穿主通道的流道。

優選的，所述阻火桿束為實心桿束，形狀為圓柱形或三棱柱形，且三棱柱的某一側棱朝向氣體進氣側；

所述阻火層中相鄰阻火桿束的幾何中心之間的距離為d，阻火桿束的截面尺寸為h，d≥2.5×h；

所述阻火桿束的截面尺寸h是指：若阻火桿束為圓柱形桿束，則阻火桿束的截面尺寸h為圓形截面的直徑；若阻火桿束為三棱柱形桿束，則阻火桿束的截面尺寸h為三角形截面的最大邊長；

所述主通道的內壁面上設有用于放置阻火桿束的凹槽，即阻火桿束卡設在主通道內壁面上的凹槽中。

優選的，所述阻火桿束的材質為金屬鋁。

優選的，所述阻火桿束的放置方向即軸向與氣體傳輸方向相垂直。

優選的，所述主通道的側壁上開設有窗口，所述窗口用于更換和放置阻火桿束；所述窗口處設有用于連接法蘭蓋的法蘭盤，利用法蘭蓋對主通道進行封閉。

優選的，所述桿束阻爆裝置中還包括：兩個漸變通道和兩個傳輸通道；