[发明专利]一种组件结构氢气复合器的优化装置

说明书

本发明提供一种组件结构氢气复合器的优化装置，包括一系列不同高度同时具有不同催化能力的催化组件单元，按照一定方式进行分区域排列的催化装置本体，所述催化组件单元为消氢反应的催化剂载体，所述组件单元外部几何结构形式相同但是内部所填充的催化剂活性、催化剂形式不同从而造成单元作为一个整体的反应活性不同，所述催化装置本体分成多个区域，每个区域按照需求选择不同反应活性以及不同高度的单元，从而优化整个装置的反应速率及催化性能。本发明上述的组件单元按照一定的方式规则排列将整个催化装置分成多个区域，按照不同区域的催化需求选择不同反应活性的单元，从而优化整个装置的反应速率。

技术领域

本发明属于氢气催化复合器技术领域，公开了一种组件结构氢气复合器的优化装置，是涉及一种在核反应堆发生失水事故时能够高效消氢的优化装置。

背景技术

日本福岛第一核电站发生事故，事故系由地震引起的爆炸与核泄漏造成的，此次事故也被评定为6级核事故。其中，事故发生造成堆芯熔毁从而导致放射性物质泄漏，同时由于温度过高超过燃料棒锆锡合金的熔点而使核燃料泄漏。

温度升高致使水沸腾后所形成的高温水蒸气与锆锡合金接触时，会分解出氢气：

Zr+2H₂O→ZrO₂+2H₂↑

若氢气无法排出而累积，与空气混合后，则可能会发生氢气爆炸而损坏压力容器及围阻体，严重情况下，对邻近土地的长期污染很有可能远超过核武器爆炸。

为了防止出现因氢气泄漏而造成爆炸的严重事故出现，需要在氢气产生后及时有效地处理。现有的核电站消氢方式有两种，一种是利用点火装置(igniter)直接将氢气燃烧消耗，第二种是非能动氢复合器(PAR)利用氢氧复合反应将氢气浓度降到安全值以下。其中，非能动氢复合器的原理为：

H₂+0.5O₂→H₂O↑+240KJ/mol

利用反应放出的热量和装置形成的“烟囱效应”作为气流循环的动力，使含H₂

空气在安全壳与氢复合器间形成对流循环，实现了氢复合器的“非能动”要求。

在福岛第一核电站发生事故后，这成为继美国三里岛事故和切尔诺贝利事故之后的第三大核电事故，二代核电系统也亟待升级，在三代核电安全系统中，大多数国家都采用了非能动氢复合器(PAR)，其具有在事故发生后，不需要人为干预，无需外接能源设备，而是在感受到某种参数，如压力、温度、流量的变化后完成自启动，可以有效降低人为失误的风险，提高了安全性。

从反应堆的堆芯排布形式中获得设计灵感，通过组件型排列方式来解决消氢问题。与其思路相似，分析流体流动特性设置不同特性的组件模式达到更好的消氢效率。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足而提供一种一种组件结构氢气复合器的优化装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种组件结构氢气复合器的优化装置，包括一系列不同高度同时具有不同催化能力的催化组件单元(1)按照一定方式进行分区域排列的催化装置本体(2)。

所述催化组件单元为消氢反应的催化剂载体。

所述组件单元(1)外部几何结构形式相同但是内部所填充的催化剂活性、催化剂形式不同从而造成单元作为一个整体的反应活性不同。

所述催化装置本体(2)分成多个区域，每个区域按照需求选择不同反应活性以及不同高度的单元，从而优化整个装置的反应速率及催化性能。

组件单元，所述组件高度以及催化能力由具体布置位置的氢气浓度决定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：