[发明专利]一种氢气复合器组件单元轴向优化装置

说明书

本发明提供一种氢气复合器组件单元轴向优化装置，包括：一系列催化元件，所述催化元件的比表面积随气体流动方向而变化。所述催化元件的比表面积从入口到出口递增。根据氢气浓度来限制实际操作温度。实际操作温度限制在安全阈值以下。本发明为了不致使发生氢氧复合反应放出过多的热量，将装置内的温度限制在氢气燃爆温度以下，同时在出口处经过反应后的氢气浓度能够低于安全浓度2％，按照气体的流动方向，逐渐增大催化元件的比表面积，使对流换热和化学反应效率增加。

技术领域

本发明涉及一种氢气复合器组件单元轴向优化装置，是涉及一种在核反应堆发生失水事故时自动催化氢复合而使安全壳内非能动地去除氢的设计方式。

背景技术

核能作为一种清洁能源，极大的缓解了火力发电等引起的环境问题，并且有助于高效的电力生产，作为一种新能源，核能正在越发被重视。核电厂作为产生核能的主要场所，对于事故情况的检测和处理就尤为重要。反应堆由于某些原因出现失水事故(LOCA)时安全壳内温度升高，湿度增大，使内部设备工作条件变化。失水时由于一回路冷却剂的释放，使得安全壳放射性水平也会大幅升高，使得受影响范围内的设备工作环境恶化。故必须采用从安全壳内散热的系统，否则会导致安全壳内温度和压力超过安全限制而出现更严重的事故。

类似于据目前最近的福岛第一核电站事故，由于海啸的袭击，核电站的电气设备、水泵、燃料罐以及紧急用蓄电池等设备损坏或被冲走，导致福岛核电站处于“全站断电”状态。在这种状态下，循环水泵处于停止状态，无法向反应堆内部和核燃料储存池供水以便带走热量，使其中的核燃料无法冷却。与此同时，由于堆芯余热无法排除导致核燃料融化，产生氢气，浓度急剧增大泄漏出反应堆而发生爆炸炸毁了反应堆厂房。因此，在事故之后的第三代核电站迫切需要解决电厂停电情况的安全预防，依托于此的非能动系统成为发展目标。

非能动消氢催化盒作为非能动氢气复合器(PAR)的关键部件，具有无需外加能源即可自启动的特点，具体的工作原理是：氢气泄漏后，氢气与空气中的氧分子进入催化盒，在催化颗粒上催化剂的作用下发生氢氧化和反应，生成水并放出热量，从而使氢气被消耗掉，从而降低产生以上事故的风险。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种氢气复合器组件单元轴向优化装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种氢气复合器组件单元轴向优化装置，包括：一系列催化元件，所述催化元件的比表面积随气体流动方向而变化。

所述催化元件的比表面积从入口到出口递增。

根据氢气浓度来限制实际操作温度。

实际操作温度限制在安全阈值以下。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通常氢氧复合器底部进口氢气浓度较大，由于“烟囱效应”气流上升。本发明为了不致使发生氢氧复合反应放出过多的热量，将装置内的温度限制在氢气燃爆温度以下，同时在出口处经过反应后的氢气浓度能够低于安全浓度2％，按照气体的流动方向，逐渐增大催化元件的比表面积，使对流换热和化学反应效率增加。

附图说明

图1是一种公开非限制性氢复合器组件单元轴向优化装置示意图；

图2是另一种公开非限制性氢复合器组件单元轴向优化装置示意图；

图3，图4，图5是三种基于图二的公开非限制性氢复合器组件单元轴向优化装置示意图；

其中，附图1所标记对应的部件名称为：

1-俯视图，2-侧视图，3-主视图，4A、4B、4C-不同级别的催化元件。

其中，附图3所标记对应的部件名称为：

1，2，3-不同级别的催化元件