[发明专利]一种用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置

说明书

本发明涉及一种用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置，属于核事故处理技术领域，该装置包括氢气复合器流道模拟体，它包括壳体，壳体下部设有进气通道，上部开有排气格栅；壳体内侧下部设有多孔介质氢气燃烧器组，空气注入管线、氢气注入管线、水冷管线注水管和水冷管线排水管位于多孔介质氢气燃烧器组四周，通过不同接管与多孔介质氢气燃烧器组连通，空气和氢气分别通过空气注入管线和氢气注入管线注到多孔介质氢气燃烧器组内，当其内氢气浓度满足燃烧条件时，氢气‑空气混合气体在多孔介质氢气燃烧器组内燃烧，放出大量热量。本发明能避免采用真实氢气环境进行氢气复合器实验带来的风险，又能避免采用电加热模拟氢气复合器时功率高的缺陷。

技术领域

本发明属于核事故处理技术领域，具体为一种用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置。

背景技术

氢气复合器是核电厂发生严重事故后消除安全壳内氢气的装置，在国内核电厂中应用广泛，其利用催化复合的方式使氢气和氧气发生复合反应，从而在氢气浓度较低的情况下消除氢气，避免由于氢气燃烧、爆炸对安全壳完整性造成威胁。

氢气复合器发生催化反应后，在催化板放出大量热量，这部分热量会驱动空气向上流动，从而使更多的氢气-空气混合气体进入复合器，非能动氢气复合器正是利用这一自然循环过程，在不需要任何电源驱动的情况下，非能动的消除安全壳内的氢气。

在进行氢气复合器研制、试验过程中，需要对氢气复合器自然循环的驱动压头、自然循环流量及流动阻力进行研究。为了模拟真实的氢气复合器消氢过程，通常需要在含有一定氢气浓度的环境中进行试验，而真实的氢气环境具有一定的危险性，对安全防爆措施要求较高。另外一种试验方法是采用电加热的方法，模拟氢气复合器催化过程中的放热，而这种方式一方面无法模拟催化后混合气体组分的变化，另一方面要求较高的电加热功率，对试验条件要求较高，以小型复合器为例，在4％标准氢气浓度工况下，需要的电加热功率便达到了80kw。

发明内容

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置，使用该模拟装置能够避免采用真实氢气环境进行氢气复合器实验带来的风险，又能避免采用电加热模拟氢气复合器时功率高的缺陷，为氢气复合器自然循环流动实验提供了一种新的实验方式。

为达到以上目的，本发明采用的一种技术方案是：

一种用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置，包括：

氢气复合器流道模拟体，所述氢气复合器流道模拟体包括壳体，壳体下部开设有进气通道，壳体上部开设有排气格栅；

所述壳体内侧下部设置有多孔介质氢气燃烧器组，所述多孔介质氢气燃烧器组用于燃烧的一端处于所述壳体的内部，另一端处于所述壳体的外部；

空气注入管线、氢气注入管线、水冷管线注水管和水冷管线排水管位于所述氢气复合器流道模拟体的外部且位于所述多孔介质氢气燃烧器组的四周，通过不同的接管与所述多孔介质氢气燃烧器组连通，空气和氢气分别通过所述空气注入管线和所述氢气注入管线注入到所述多孔介质氢气燃烧器组内；

所述多孔介质氢气燃烧器组内部设置有多个氢气点火装置，当其内的氢气浓度满足燃烧条件时，氢气-空气混合气体在所述多孔介质氢气燃烧器组内燃烧，同时放出的大量热量，驱动空气从所述进气通道进入氢气复合器流道模拟体内部并向上流动，从所述排气格栅排出，形成自然循环。

进一步，如上所述的用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置，所述多孔介质氢气燃烧器组是由多组多孔介质氢气燃烧器按一定的间隔排列而成。

进一步，如上所述的用于氢气复合器自然循环流动实验的模拟装置，每个所述多孔介质氢气燃烧器内部依次包括氢气混合腔室、水冷腔室和多孔介质燃烧腔室。