一种非能动消氢和一氧化碳装置的制作方法

本发明涉及一种非能动消氢和消一氧化碳(CO)装置。

背景技术：

在核电站发生设计基准和超设计基准事故时，安全壳内会产生大量氢气，同时当发生堆芯熔融物与混凝土反应，会产生大量的CO。氢气和CO同属于可燃气体，达到一定浓度，超过爆炸下限，就会导致燃爆或爆炸事故，严重威胁到安全壳的完整性。现有核电站大多设置了非能动氢复合器，用于安全壳封闭空间内的高温、高压、高湿、氢气含量为1～4％环境下的氢气消除。

但是，在现有技术中，没有涉及到氢气和CO含量大于10％环境下的可燃气体消除，特别是两种可燃气体同时存在的情况。因此，如何应对消除超过爆炸下限的高浓度氢气和CO等可燃气体，缓解设计基准事故或严重事故中氢气和CO累积带来的燃爆风险成为了亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明针对现有技术的不足，提出一种非能动消氢和CO装置，所述非能动消氢和CO装置包括壳体,以及消氢模组和消CO模组；其中,所述消氢模组和消CO模组分层布置在所述壳体内部。

优选地，所述消氢模组由若干平行布置相距一定间距空间的消氢单元组成；所述消一氧化碳模组由若干平行布置相距一定间距空间的消一氧化碳单元组成。。

优选地，所述消氢单元为片状。

优选地，所述消氢单元为盒状。

优选地，所述消CO模组由若干平行布置相距一定间距空间的消CO单元组成。

优选地，所述消CO单元为片状。

优选地，所述消CO单元为盒状。

优选地，所述消氢模组和消CO模组的数量为多层，包括从下往上依次设置的第一层模组，第二层模组、第三层模组等等。每层模组分别实现消氢和/或消CO功能，根据实际需要排列消氢模组或消一氧化碳模组。以三层模组为例，三层模组由下往上依次为：消CO-消氢-消氢或消氢-消CO-消氢或消氢-消氢-消CO或消CO-消CO-消氢或消CO-消氢-消CO或消氢-消CO-消CO；三层模组中每层模组亦可由若干平行布置相距一定间距空间的交叉排列的消氢单元和消CO单元组成。

优选地，所述第一层模组中的相邻单元为20mm以上的间距布置并且附带散热翅片结构。

优选地，所述消氢单元内装有的活性组分为铂或钯的球形或条形催化剂，颗粒当量直径为1-6mm，载体为三氧化二铝或分子筛；所述消一氧化碳单元内装有的活性组分为铂或钯的球形或条形催化剂，颗粒当量直径为1-6mm，载体为三氧化二铝、分子筛或三氧化二铁。

优选地，所述消氢单元和消CO单元间隔0～20mm平行、竖直放置于所述壳体内的搁架上。

优选地，所述壳体为中空的盒状立方体，气体从下往上通过所述消氢模组和消CO模组。

优选地，所述气体为可燃气体。

优选地，所述消氢模组和所述消一氧化碳模组混合地由若干平行布置相距一定间距空间的交叉排列的消氢单元和消一氧化碳单元组成。

与现有技术相比，本发明的非能动消氢和CO装置具有能够有效地进行氢气含量大于10％和CO含量大于10％环境下的可燃气体消除的有益效果。

附图说明

图1为符合本发明优选实施例的非能动消氢和CO装置的示意图；

图2为符合本发明优选实施例的非能动消氢和CO装置的消氢模组和消CO的示意图。

1-消氢和消CO单元；

2-消氢和消CO模组；

3-壳体。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1和图2所示，本发明的优选实施例提供了一种非能动消氢和CO装置，所述非能动消氢和CO装置包括壳体3,以及消氢模组、消CO模组2；其中,所述消氢模组和消CO模组3分层布置在所述壳体内部。该装置用于消除可燃气体如氢气和CO超过爆炸下限(如含量10％以上)的高浓度空气，并可防止可燃气体燃爆。

优选地，所述消氢模组由若干平行布置相距一定间距空间的消氢单元组成，同理消CO模组也由若干平行布置相距一定间距空间的消CO单元组成。该消氢单元和消CO单元构件型式既可用于无源非能动消氢和CO，还可用于有源大处理量的能动式消氢和CO。

优选地，所述消氢单元为片状。

优选地，所述消氢单元为盒状。

优选地，所述消CO单元为片状。

优选地，所述消CO单元为盒状。

优选地，所述消氢模组和消CO模组2的数量为三层，包括从下往上依次设置的第一层消氢模组，第二层消CO模组以及第三层消氢模组。第一层模组用于将浓度较高的可燃气体进行初步消除，以降低进入第二层模组中的可燃气体浓度，经过第二层模组后，可燃气体浓度进一步降低，从而进入第三层组件模块，以此方式降低可燃气体浓度防止爆炸的发生。

优选地，所述第一层消氢模组中的消氢单元为20mm以上的间距布置并且附带散热翅片结构。第一层消氢模组最先与高浓度可燃气体接触，消除浓度较高的可燃气体如氢气时反应热最大，温升最高，采用大的间距布置(20mm以上)和附带散热翅片结构的消除单元，用于将反应热快速传递给消除单元间的空气，降低消除单元表面温度，同时加快空气的对流换热效率，提高自然循环通过的空气流量，这种空气中含有需要消除的氢和一氧化碳等可燃成分。

优选地，所述消氢单元和消CO单元1内装有的活性组分为铂或钯的球形或条形催化剂，颗粒当量直径为1-6mm，载体为三氧化二铝或分子筛。

优选地，所述消氢单元和消CO单元1间隔0～20mm平行、竖直放置于所述壳体内的搁架上。从而保持上下部空气畅通，空气可通过单元构件之间的间隙自由流动。用于自启动的消氢和CO装置，含有一定氢浓度和CO浓度的混合气体在氢氧反应和/或CO与氧气热引起的自然空气流吸引下，自下而上自然流动。

优选地，所述壳体为中空的盒状立方体，气体从下往上通过所述消氢模组和消CO模组。

优选地，所述气体为可燃气体。

优选地，所述消氢模组和所述消一氧化碳模组2混合地由若干平行布置相距一定间距空间的交叉排列的消氢单元和消一氧化碳单元1组成。

符合本发明优选实施例的非能动消氢和CO装置，可用于氢气含量大于10％和CO含量大于10％以上的超过爆炸下限的空气，可直接用于高浓度氢气和/或CO的安全消除，解除高浓度可燃气体泄露导致的爆燃或爆炸事故。如核电站超设计基准事故下，安全壳内的高浓度可燃气体的安全消除，不引发爆炸。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。