[发明专利]核电站催化式氢气复合工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于氢气复合工艺方法，具体涉及一种压水堆核电站 (PWR)催化式氢气复合工艺。

背景技术

核电站在运行的时候会产生氢气，尤其是在失水事故(LOCA)和 严重事故(SA)后，安全壳穹顶和某些设备隔间上部会有大量的氢 气聚集。大量的氢气存在爆炸的危险，这种情况严重影响核电站的正 常安全生产。

传统的氢气复合方法采用的是电加热法，它大致包含如下步骤： (1)将可能包含大量氢气的气体抽出；(2)对抽出的气体加热，直 到气体温度达到718℃，到达该温度后氢氧开始反应；(3)排出氢氧 复合后形成的水，将剩余气体输送回反应堆内。

该方法的缺点在于：(1)加热温度高，因为氢氧复合是在718℃ 的高温下进行的，所以必须将气体加热至该温度才能使反应开始；(2) 加热时间长，一般情况下从开始加热到复合完成需要1～1.5小时，反 应效率低；(3)耗电量大，现有的加热装置几乎都是电热式加热装置， 长时间大功率的加热会耗费大量电能。

发明内容

本发明针对电加热法技术的缺陷，提供一种加热温度低、反应效 率高、耗电量低的核电站催化式氢气复合工艺。

本发明是这样实现的：一种核电站催化式氢气复合工艺，包括如 下步骤：

(1)将可能包含大量氢气的气体抽出；

(2)汽水分离：

消除气体中的气溶胶状态的碘；

(3)氢氧复合

本步骤又包含如下步骤

(3.1)加热：将步骤(2)中抽出的含氢空气加热至120℃～140 ℃；

(3.2)沉降：将空气中的微小固体颗粒沉降；

(3.3)催化反应：通过催化剂令沉降后的气体反应，进行氢氧 复合，所述的为金属氧化物催化剂或者贵金属催化剂。

如上所述的一种核电站催化式氢气复合工艺，其中，在步骤(3) 后增加将复合后形成的水收集到一个专用储存罐内，剩余气体输送回 安全壳的步骤。

如上所述的一种核电站催化式氢气复合工艺，其中，所述的催化 剂为贵金属铂的不锈钢载体催化剂或贵金属钯的AL₂O₃载体催化剂。

如上所述的一种核电站催化式氢气复合工艺，其中，所述的贵金 属催化剂为XQ-III G型消氢催化剂。

使用本发明的效果是：①只需要将气体加热至120℃～140℃就可 以实现复合反应，加热温度低；②加热时间短，只需要很短的加热时 间就可以达到反应所需的温度；③耗电量低，本工艺的耗电量大约只 需要电加热工艺的一半；④连续工作时间长，本工艺可以连续工作 150小时以上。⑤当氢气浓度达到3％时，消氢效率大于99％，在氢 气浓度在0.5％时就可以开始反应。

附图说明

图1是汽水分离器的结构原理示意图。

图中：1.汽水分离器、2.多层波纹填料。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明提供的核电站催化式氢 气复合工艺方法进行进一步详细说明。

一种核电站催化式氢气复合工艺，包括如下步骤：

(1)将包含大量氢气的气体抽出；

按照现有技术的方法将包含氢气的气体抽出，该含氢气的气体一 般存在于反应堆的安全壳中；

(2)汽水分离：

通过汽水分离器进行汽水分离。

在汽水分离器1内设有多层波纹填料2如图1所示，填料的材质 可以根据需要设置。本例中的填料主要是用于消除气溶胶状态碘的， 能将大于10miu米的液滴有效分离。气体从汽水分离器的入口进入， 通过波纹填料后从出口排除，由于波纹填料与汽体的接触面很大，因 此气体中的液态流体从波纹填料中析出，该过程可以消除气体中大部 分的气溶胶状态的碘。脱除气溶胶状态的碘是为了避免在后续的反应 中使催化剂中毒。

(3)氢氧复合

本步骤又包含如下步骤