[发明专利]一种具有喷淋系统的消氢试验装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种消氢试验装置，具体涉及一种具有喷淋系统的消氢试验装置，属于核电试验系统技术领域。

背景技术

核电站安全壳内发生事故时，释放大量氢气，氢气在安全壳内迅速累积，氢气浓度逐渐增大；同时，安全壳内温度和压力迅速增大，水蒸气含量升高。在事故状态下，高浓度氢气极易发生燃爆风险。为了消除安全壳内氢气，实现氢气浓度控制，需在在安全壳内布置非能动氢复合器（简称PAR）。核电站安全壳内发生事故时，内部温度迅速升高，为了快速降低温度，通常会在安全壳内布置喷淋系统，喷淋系统工作后安全壳内湿度增大，同时温度也会突变，容易导致PAR失效，存在一定的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有喷淋系统的消氢试验装置，该装置能够检测消氢装置的消氢性能，并能够模拟在喷淋情况下消氢装置是否作用，从而检测消氢装置的抗湿性能和温度突变时的性能。

本发明的消氢试验装置包括罐体、检测装置、供氢装置、供氧装置和喷淋装置，外围设备为待测试的非能动氢复合器。

所述罐体由上封头腔、上封头、罐身、下封头和下封头腔组成，试验时，非能动氢复合器固定在罐身中心。

所述喷淋装置包括喷淋管、五通管A、进水管和水箱。喷淋管为环形管，喷淋管通过固定在上封头内表面的挂钩悬挂在上封头内，采用挂钩是为了便于喷淋管的拆卸。水箱位于罐体外围，进水管的一端依次通过电动阀和手动阀与水箱连接，另一端通过位于喷淋管中心的五通管A与喷淋管连接。五通管A包括一个进水口和四个出水口，进水口为五通管A中心线上的竖直通口，出水口为均匀分布在进水口外圆周的水平通口。五通管A的进水口与进水管贯通，四个出水口分别与喷淋管贯通。喷淋管的管径为100mm—150mm，外圆直径为1000mm。喷淋管的下表面均匀分布有两个或两个以上排水孔。使用时，消氢装置固定在罐体内，喷淋管与消氢装置顶部的距离为1m-1.5m。通过电动阀可控制喷淋管的流量，从而模拟不同的喷淋环境。

所述供氢装置包括供氢管、五通管B、进气管、氢气罐和汇流排A，供氢管为环形管。其中氢气罐和汇流排A布置在罐体外围，供氢管水平固定在罐体的下封头腔内。其具体连接关系为：两个或两个以上氢气罐并联在汇流排A上，汇流排A通过进气管道与位于供氢管中心的五通管B连接。所述五通管B包括一个进气口和四个出气口，进气口为五通管B中心线上的竖直通口，出气口为均匀分布在进气口外圆周的水平通口。五通管B的进气口与进气管贯通，四个出气口分别与供氢管贯通。供氢管的上表面均匀分布有两个或两个以上透气孔，保证供氢管上透气孔的面积和与进气管的横截面面积相等。在下封头腔的外圆周加工有配液口，配液口的水平高度大于环形管上表面的水平高度，在下封头腔的底部加工有排液口。

所述供氧装置包括输气管道、氧气罐和汇流排B。氧气罐和汇流排B布置在罐体外围，两个或两个以上氧气罐并联在汇流排上，汇流排通过输气管道与罐体相贯通，从而为试验装置中的氢氧反应提供所需的氧气。

所述检测装置包括氢浓度分析仪、氧浓度分析仪、热电偶、压力变送器和风速计。为了固定检测装置，在罐身的外圆周上沿轴向均匀分布有三层或三层以上法兰阵列，每层阵列上沿周向均匀分布有三个或三个以上法兰，法兰用来固定检测装置中的各仪器。在安装检测装置前先确定个测量点的位置：

氢浓度测量点：为了检测PAR的消氢能力，在PAR进口处的中心位置和出口处的中心位置各设置一个氢浓度测量点；为了检测罐体内环境的氢浓度，分别在最上层法兰阵列所在平面、最下层法兰阵列所在平面及中间层法兰阵列所在平面上各设置有三个氢浓度测量点，所述每层中三个氢浓度测量点分别位于与非能动氢复合器出口方向呈0°、90°和180°的直线上；在每个氢浓度测量点处安装一个氢浓度分析仪；氢浓度分析仪通过不锈钢管路固定在法兰上。

氧浓度测量点：氧浓度测量点在罐体内随机选取，在氧浓度测量点处安装氧浓度分析仪，氧浓度分析仪通过不锈钢管路固定在法兰上。

温度测量点：温度测量点的位置与氢浓度测量点的位置相同，在每个温度测量点处安装一个热电偶，热电偶通过连接座固定在法兰上。

压力测量点：分别在最上层法兰阵列所在平面、最下层法兰阵列所在平面及中间层法兰阵列所在平面上各设置有一个压力测量点，压力测量点的位置在上述三个平面上随机选取。压力变送器通过安装座安装在法兰上，同时压力变送器与固定在法兰上的不锈钢管相通，将所述不锈钢管延伸至罐体内所选取的压力测量点处，便可通过压力变送器测量所选取的压力测量点处的压力。