[发明专利]一种用于密闭环境消除可燃气体的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种消除可燃气体的装置，特别是涉及一种用于密闭环境消除可燃气体的装置。

背景技术

核电站事故虽是小概率事件，发生的概率虽低，但是如果发生则影响巨大。在严重事故状况下，燃料外壳有可能被完全氧化，该反应为放热反应，并产生大量氢气。严重的事故中氢气的释放速率最高可能达到1kg/s，因此安全壳内必须采取某些系统以维持氢气浓度在安全浓度下，否则安全壳内氢气的富集量会大大增加，从而在安全壳内生成潜在爆炸气体混合物，一旦有微小的火花，即可造成大量氢气的燃烧或爆炸，从而危及安全壳的完整性。

近期的福岛核电站由于可燃气体的氢气爆炸造成安全壳损坏，放射性物质外泄，对世界范围环境造成影响。该电站为70年代沸水堆，内部未设置无源消氢的装置，因此对氢爆无法有效控制，使得事故级别不断上升。

当矿井特别是煤矿突遇瓦斯突发事件时，瓦斯在矿井内的浓度剧增，很多采矿人员往往无法及时逃出矿井就发生了瓦斯爆炸，危及采矿人员的生命安全。

实用新型专利ZL200620116543.0介绍了一种无须外部提供能源的氢与氧复合装置也能起到消除氢等可燃气体的作用，但其壳体为烟囱状，顶端是四个角，这样气体阻力较大，不利于气体排干净，而且整个装置需要放在一个底座上，使用不够方便。

发明内容

本发明提供一种用于密闭环境消除可燃气体的装置，能够实现在无能源供应时，利用环境气氛中的气体在催化球的表面自发产热，形成热源，利用结构内外的温差为动力形成气流循环，从而达到消除或缓解在不定因素条件下产生的对环境、设备有害或威胁安全的气体的目的。

一种用于密闭环境消除可燃气体的装置，包括产热组件、导流护罩和两块固定板，其中产热组件包括矩形箱体和催化盒，矩形箱体的上下两面是敞口结构，矩形箱体内放置有一个或一个以上的催化盒，催化盒与矩形箱体间或每个催化盒之间留有间隙，矩形箱体的下部连有通风设备；矩形箱体内部分布有放置催化盒的承载结构，催化盒内装有催化球。

导流护罩是由变径体和导流体构成的整体罩型结构，变径体的外形是一个上下两面开口的空心四棱锥台，下端面开口大小与矩形箱体敞口结构的尺寸一致，上端面的各边为a、b、c、d，变径体的锥面与水平面夹角为15-75°；导流体由两个支撑面和一段圆弧面固连而成，两支撑面的各边为X、Y、Z、X’、Y’、Z’，圆弧面的各边为a’、b’、c’、d’，两支撑面的弧边Z、Z’与圆弧面的两条弧边b’、d’连接，且尺寸一致结构相匹配，两支撑面的一条支撑边X、X’与变径体上端面的b、d边连接，且尺寸一致结构相匹配，圆弧面的c’边与变径体上端面的c边连接，且尺寸一致结构相匹配，圆弧面的a’边与两支撑面的支撑边Y、Y’及变径体上端面的a边组成导流护罩出风口；出风口所在的平面与竖直方向平面夹角为5-45°，能起到防止外部水滴溅入导流护罩内部的作用，出风口上安装铁丝网，能阻挡颗粒、灰尘等外部杂质进入。

其整体连接关系为：导流护罩上变径体的一个底边与矩形箱体上端的一边铰接，实现整个装置的开启和闭合，以及催化盒的安放和更换；导流护罩出风口两侧方向的矩形箱体侧面各安装一个固定板，通过固定板将装置整体安装在竖直的墙面或固定物上面。

其中：矩形箱体中催化盒的排列方式可选择单层平面排列或多层空间排列，单层平面排列为平行排列、交叉排列、矩阵排列，多层空间排列是在整体结构中不同高度上排列不同数量的单层平面排列的承载结构，承载结构的形式可以是片状、盒状或柱状；承载结构的主要功能是为环境气体接触形成动力，不同的排列方式是为形成阻力较低的气流通道。

工作原理：通风设备与矩形箱体的下底面开口及催化盒间的间隙形成一个进风通道，而且，由变径体和导流体构成的导流护罩与装有催化盒的矩形箱体上底面也形成一个通风通道，当空气中氢气浓度达到或超过氢气的安全极限，空气由矩形箱体下底面的开口自下往上进入矩形箱体内，含氢空气与催化盒中的催化球接触，在较低的氢气浓度及较低的环境温度下发生催化氧化反应，同时由于氢氧反应产生的热量加热了局部的空气，热空气因密度减小上升并穿过催化盒间的间隙，从矩形箱体的上底面出来，进入导流护罩，在导流护罩的导流体的引导下，改变方向，从上方向顺着导流体的圆弧面内侧转成侧方向，从导流护罩出风口排出，热空气上升后留下的空间由装置下部冷空气过来补充，重复上述过程，形成了气流循环，变径体的缩口结构也在一定程度上促进了气流循环的速度，通过有导向性的散热的方式达到消除可燃气体的作用。