专利名称:核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法
技术领域：
本发明涉及核电厂非能动氢复合器的检测领域，具体是指一种核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法。
背景技术：
非能动氢复合器是核电厂安全壳内重 要的安全设备，当主回路压力边界或压力容器出现破口等严重事故，非能动氢复合器将以非能动的方式自动启动，有效降低安全壳内的氢气含量，防止氢爆的发生，最大限度地保护安全壳的完整性和核电厂的设备安全。由于非能动氢复合器长期处于备用状态，其内部安装的催化板表面会吸附压力壳内空气中各类的物质，例如灰尘、油漆挥发物、卤素物质以及水汽等，这些物质会影响催化板的催化活性，从而影响非能动氢复合器的消氢性能。核电厂运行人员需定期对催化板进行在役检查，并对不合格的催化板进行修复和再生，从而保证非能动氢复合器处于有效状态。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种可有效提高工作效率、提高操作安全可靠性的核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，包括以下步骤
(a)制定判定标准选择受不同物质影响的催化板，将其放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并实时观察其出口处的氢浓度变化情况；分别记录出口处的氢浓度开始增加到出现陡降所需的时间，选择最长的时间作为判定标准的反应时间，分别记录出口处的氢浓度出现陡降时的值，选取最小的值作为判定标准的判定值；由于受不同物质影响的催化板的反应时间和氢浓度出现陡降时的值均不同，如判定标准的反应时间不是选择的最大值，则有可能出现合格催化板还未达到启动消氢的时间点即判定其为不合格的情况，如判定标准的判定值选取的不是最小值，则会出现催化板并未启动消氢而判断其为合格的情况，为了使得检查结果准确，故在步骤(a)中应选择最长的反应延迟时间作为判定标准的反应时间，选取最小的值作为判定标准的判定值；
(b)催化板检查将待检查的催化板放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并实时观察其出口处的氢浓度变化情况；在判定标准的反应时间内，若氢浓度降到判定标准的判定值以下，则表明无论该催化板是受何种物质的影响，其都能启动消氢，故催化板判定合格，否则判定为不合格，进入步骤(C)；
(C)对催化板进行再生，再生后再次进行步骤(b)，如检查仍不合格，则需更换催化板。
本发明的原理为(1)通过创新的方法制定出催化板的判定标准，由于氢气和氧气在催化剂的作用下发生反应会致使氢气浓度下降，通过检测反应前后氢气浓度的变化情况，然后结合预先制定出的判定标准进行催化板的性能评判；(2)检查模式下，仅采用空气中氢气含量为2. 5^3. 0 vol. %的混合气作为检查气体，再生模式下，仅采用氮气中氢气含量为4 5 vol. %的混合气作为再生气体；这样不仅在役检查方法简单有效，有效提高工作效率，大幅度缩短核电厂非能动氢复合器催化板在役检查时间，同时更具安全可靠性。
检查气体的选定催化板的检查方法是通入某定值浓度的含氢气体，检验催化板是否可在规定时间内启动消氢以及消氢能力是否满足使用要求，因此，需对检查气体的种类和浓度进行选定。按照非能动氢复合器催化板的工作原理，选择氢气空气混合气作为检查气体。检查气体浓度的选择不仅要保证催化板在此浓度下能够快速启动，而且要保证催化板检查过程中的安全性。按照核电厂非能动氢气复合器技术规格书的要求，非能动氢气复合器催化板的启动阈值为< 2 vol. % (氢气体积浓度 )，由于非能动氢复合器催化板启动阈值存在差异，为有效消除催化板启动阈值差异所带来的影响，检查气体中氢气浓度应^ 2 vol.% ;且GB4962《氢气使用安全技术规程》指出氢气在空气中的爆炸极限为49^75vol. %，因此，检查气体中氢气浓度应在29T4vol. %之间，而越接近爆炸极限的标气配制难度和危险性越大，结合国内气体生产商实际生产情况以及相关实验，将检查气体选定为空气中氢气含量为2. 5^3. 0 vol. %的混合气。
再生气体的选定催化板的再生是指在高温、惰性环境中通入还原剂还原被氧化的催化剂，并去除表面杂质及附着物，使催化剂恢复高效活性，因此,需对再生气体的种类和浓度进行选定。催化剂通常采用氢气进行还原，并用惰性气体覆盖，以防止还原后的催化剂在高温下与氧接触产生氧化作用。催化板表面的附着物主要包括I2、碳氢化合物(如油漆挥发物)等物质，催化板的再生是采用通入氢气与催化板表面的催化剂反应，通过加热产生高温，并依靠自身挥发作用去除附和物。再生气体的选择不仅要考虑催化板的再生效率，而且还要考虑再生过程中的安全性；催化板的再生效率与再生气体中氢气浓度有关，但由于催化板的再生是在不完全密封的加热箱中进行，局部与空气相通，从安全角度出发，选择氮氢混合气作为再生气体，且再生气体的氢气浓度不宜过高，并用氮气进行吹扫和建立惰性环境。综合考虑，选定氮气作为吹扫气体，选定氮气中氢气含量为4 5 vol. %的混合气作为再生气体。
本发明中，通过在高温条件下加入氢气还原催化剂来实现催化板的再生，通过高温氢气将催化剂从氧化钼、氧化钯还原为金属单质钼和钯，极大提高了催化剂的活性，催化板的再生过程具体步骤为将催化板放入再生模式加热箱中，加热使再生环境温度为16(T210°C ;向再生模式加热箱中通入吹扫气体，且控制吹扫气体的压力为0. 15MPa，流量为500L/h，吹扫时间为5分钟；吹扫完毕后通入再生气体，且控制再生气体的压力为0. 15MPa，流量为100(Tl200L/h，再生时间为15 20分钟。
再生流量的选定再生流量的选定应考虑催化剂的还原质量和H2的排放对环境的影响等因素。研究证明，再生气体的流量将影响催化剂的还原质量，提高再生气体的流量能提高还原速度，也有利于还原反应进行，但通入的氢气有部分并未完全参与反应即被排出，可见，排出氢气量与再生流量成正比，因此，在满足功能的前提下，再生流量应尽量小。通过试验结果表明，再生气体流量为800L/h时，再生时间为20分钟，催化板表面局部呈黄色(即氧化态)，再生不完全；再生气体流量为1000L/h时，再生时间为20分钟，催化板表面呈黑色，再生效果良好；再生气体流量为1200L/h时，再生时间为20分钟，催化板表面呈黑色，再生效果良好；再生气体流量为1400L/h时，再生时间为20分钟，相对于再生气体流量为1200L/h时再生效果没有变化，而且增加再生成本；因此，选定再生流量为100(Tl200L/h。[0010]再生温度的选定采用氧化态的催化板(表面呈黄色)进行再生温度选择试验，再生后进行性能检查，检查试验数据如下表所示
权利要求
1.核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，其特征在于包括以下步骤 (a)制定判定标准选择受不同物质影响的催化板，将其放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并实时观察其出口处的氢浓度变化情况；分别记录出口处的氢浓度开始增加到出现陡降所需的时间，选择最长的时间作为判定标准的反应时间，分别记录出口处的氢浓度出现陡降时的值，选取最小的值作为判定标准的判定值； (b)催化板检查将待检查的催化板放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并实时观察其出口处的氢浓度变化情况；在判定标准的反应时间内，若氢浓度降到判定标准的判定值以下，则催化板判定合格，否则判定为不合格，进入步骤(C)； (C)对催化板进行再生，再生后再次进行步骤(b)，如检查仍不合格，则需更换催化板。
2.根据权利要求
I所述的核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，其特征在于所述催化板的再生过程为将催化板放入再生模式加热箱中，加热使再生环境温度为16(T210°C ;向再生模式加热箱中通入吹扫气体，且控制吹扫气体的压力为0. 15MPa，流量为500L/h，吹扫时间为5分钟；吹扫完毕后通入再生气体，且控制再生气体的压力为0. 15MPa，流量为100(Tl200L/h，再生时间为15 20分钟。
3.根据权利要求
2所述的核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，其特征在于所述检查气体采用空气中氢气含量为2. 5^3. 0 vol. %的混合气。
4.根据权利要求
1、2或3所述的核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，其特征在于所述再生气体采用氮气中氢气含量为4 5 vol. %的混合气。
5.根据权利要求
1、2或3所述的核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，其特征在于所述影响催化板的物质包括灰尘、油漆挥发物、卤素物质或者水汽。
专利摘要
本发明公开了一种核电厂非能动氢复合器催化板在役检查方法，包括(a)选择不同催化板放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并实时观察其出口处的氢浓度变化情况；分别记录出口处的氢浓度开始增加到出现陡降所需的时间和氢浓度出现陡降时的值，选择最长的时间和最小的值作为判定标准的反应时间和判定值；(b)将催化板放入检查模式箱中，向检查模式箱中通入检查气体，并观察氢浓度变化情况；在判定标准的反应时间内，若氢浓度降到判定标准的判定值以下，则催化板合格，否则为不合格，进入步骤(c)；(c)对催化板进行再生，再生后如检查仍不合格，则需更换催化板。本发明可有效提高工作效率、提高操作安全可靠性。
文档编号G21C17/104GKCN102750995SQ201210240784
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月12日
发明者傅晟伟, 姜峨, 张波, 李杨, 王宏庆, 王春, 邱添, 马韦刚 申请人:中国核动力研究设计院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan