[发明专利]一种具有实时检测性能的消氢试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种消氢试验装置，具体涉及一种具有实时检测性能的消氢试验装置，属于核电试验系统技术领域。

背景技术

核电站安全壳内发生事故后，释放出大量氢气，氢气在安全壳内迅速累积，浓度逐渐增大，采用非能动氢复合器（简称PAR）来消除氢气，实现氢气浓度控制。为了保证PAR在现场使用的安全性及有效性，需对PAR的消氢性能进行测试。在PAR性能验证试验过程中，PAR进、出口氢气浓度、温度以及进口风速和环境氢气浓度、环境氧气浓度、环境温度、环境压力等参数均与PAR性能验证相关，需精确测量，且为了保证测量的有效性，各参数测点需合理布置。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有实时检测性能的消氢试验装置，该装置能够在对消氢装置进行性能验证试验过程中，实时测量消氢装置的进、出口氢气浓度、温度以及进口风速和环境氢气浓度、环境氧气浓度、环境温度、环境压力等参数。

本发明的消氢试验装置包括罐体、检测装置、供氢装置、供氧装置和冷却装置，外围设备为待测试的非能动氢复合器。

所述罐体由上封头腔、上封头、罐身、下封头和下封头腔组成，非能动氢复合器固定在罐身的中心。

所述检测装置包括氢浓度分析仪、氧浓度分析仪、热电偶、压力变送器和风速计。为了固定检测装置，在罐身的外圆周上沿轴向均匀分布有三层或三层以上法兰阵列，每层阵列上沿周向均匀分布有三个或三个以上法兰，法兰用来固定检测装置的管路或连接座。在安装检测装置中的各仪器前先确定测量点的位置：

氢浓度测量点：为了检测PAR的消氢能力，在PAR进口处的中心位置和出口处的中心位置各设置一个氢浓度测量点；为了检测罐体内环境的氢浓度，分别在最上层法兰阵列所在平面、最下层法兰阵列所在平面及中间层法兰阵列所在平面上各设置有三个氢浓度测量点，每层法兰列阵上的三个氢浓度测量点的位置分别位于与PAR出口方向呈0°、90°和180°的直线上。在每个氢浓度测量点处安装一个氢浓度分析仪；氢浓度分析仪通过不锈钢管路固定在法兰上。

氧浓度测量点：氧浓度测量点在罐体内随机选取；在氧浓度测量点处安装氧浓度分析仪；氧浓度分析仪通过不锈钢管路固定在法兰上。

温度测量点：温度测量点的位置与氢浓度测量点的位置相同。在每个温度测量点处安装一个热电偶，热电偶通过连接座固定在法兰上。

压力测量点：分别在最上层法兰阵列所在平面、最下层法兰阵列所在平面及中间层法兰阵列所在平面上各设置有一个压力测量点，压力测量点的位置在上述三个平面上随机选取；压力变送器通过安装座安装在法兰上，同时压力变送器与固定在法兰上的不锈钢管相通，将所述不锈钢管延伸至罐体内所选取的压力测量点处，便可通过压力变送器测量所选取的压力测量点处的压力。

风速测量点：风速测量点设置在非能动氢复合器进口处，在风速测量点处安装一个风速计，风速计通过连接座固定在法兰上。

所述供氢装置包括环形管、五通管、进气管道、氢气罐和汇流排A。其中氢气罐和汇流排A布置在罐体外围，环形管水平固定在罐体的下封头腔内。其具体连接关系为：两个或两个以上氢气罐并联在汇流排A上，汇流排A通过进气管道与位于环形管中心的五通管连接。所述五通管包括一个进气口和四个出气口，进气口为五通管中心线上的竖直通口，出气口为均匀分布在进气口外圆周的水平通口。五通管的进气口与进气管道贯通，四个出气口分别与环形管贯通。环形管的上表面均匀分布有两个或两个以上透气孔，保证环形管上透气孔的面积和与进气管道的横截面面积相等。在下封头腔的外圆周加工有配液口，配液口的水平高度大于环形管上表面的水平高度，在下封头腔的底部加工有排液口。

所述供氧装置包括输气管道、氧气罐和汇流排B。氧气罐和汇流排B布置在罐体外围，两个或两个以上氧气罐并联在汇流排上，汇流排通过输气管道与罐体相贯通，从而为试验装置中的氢氧反应提供所需的氧气。

所述冷却装置包括两个或两个以上冷凝管，冷凝管在罐体的外圆周均匀分布。冷凝管的顶部焊接在上封头上，底部焊接在罐身下边缘或下封头上，冷凝管底部的拐角大于或等于90°。冷凝管的材料选用内衬不锈钢。为了便于对冷凝管的控制，在每个冷凝管上均安装有蝶阀。