[其他]燃烧含氢气体及冷却燃气的装置

说明书

本发明与一种方法及实施该方法的装置有关。其要点是：从核反应堆中流出的、包含氢气和空气的混合体气，在一个氢复合器中被加热到其燃点温度，然后把温度明显地高于该燃点温度的气态燃烧产物，冷却到上述燃点温度之下，最后冷却了的气态产物从上述的氢复合器中排出。

混合保护气（包容在核反应堆保护壳体内的气体）中包含来自核反应堆的氢气及空气。通常是使上述混合气流入一个氢复合器，并在其中把它加热到它的燃点温度，使之燃烧。从而在反应后的气体从氢复合器排出之前，混合气中的氢已氧化转变成水。当保护气中的氢的含量较少时，例如当氢的容积比约4%时，氢转化成水的反应能使反应后的气体的温度进一步上升到保护气的燃点温度之上;然而，当反应后的气体从氢复合器中排出时，该气体的温度通常已降至保护气的燃点温度之下。所以，从氢复合器流中出的反应后的气体，不会在氢复合器之外使保护气自燃。然而，如果保护气中的氢的含量继续增加到容积比高于4%，例如增加到8%-10%，则保护气中的氢气在氢复合器中全部转化为水蒸气的燃烧过程，将使反应后的气体的温度大大高于保护气的燃点温度。即使此反应后的气体在排出氢复合器之前也经过某种程度的冷却，它的温度将仍然高于保护气的燃点温度。所以，当反应后的气体从氢复合器中排出时，将会导致氢复合器之外的保护气自燃。同时在复合器中加给保护气的热量白白耗散掉了，必须把它从保护壳中取出。

所以，本发明的基本目标是提供这样一种装置，它使反应堆保护壳气体中所含的氢重新转变成水，而需要提供给保护气的能量较少，且从该装置中排出的气体较冷。

根据这一目标，本发明提供一种氢复合器，它包括一个壳体，在壳体中有一些电加热器，用于加热从核反应堆壳体中引出来的包含氢气的保护气，上述加热器被设置在一条含氢气体流经的通道中。当含氢气体顺着该通道流过加热器时被加热，致使氢被氧化生成水蒸汽，反应后的气体混合物的温度高于氢的燃点温度。该装置的特点在于：在上述壳体中，且在上述的加热器之上，装有一个冷却设备，该设备使经历了上述的加热过程的反应后的混合气，在排出氢复合器之前被冷却到上述的燃点温度之下;而且该设备能将从排气中吸收的至少一部分热量提供给自保护壳中出来的还未流过上述加热器的保护气体，以使其加热。

为了把本发明阐述得更加明白，下面对只是作为本发明优先考虑的实施例的附图加以说明：

图1是一种本发明提出前已有的氢复合器的局部透视图。

图2是本发明装置的一种应用实例的示意图，它示出了一个冷却排气的换热设备。

图3是新型装置的另一种应用实例的示意图，它示出了另一种冷却排气设备。

图4是本发明的装置的第三种应用实例的示意图，它示出了又一种冷却排气的换热设备。

图1上示出了一种先有技术的氢复合器，该复合器包括一个外壳4，一个以未在图上示出的方式固定在外壳4的底板8上的内壳6，以及电加热器10，后者也以图上未示出的方式装在内壳6内。在内壳6的底板上设有一些相互分隔散布的孔道14。在外壳4的侧壁16上，及在图1上未示出的与壁16平行的对边侧壁上，均设有通风窗18。保护气通过风窗18进入氢复合器2，并在其中燃烧。在外壳4的另一对侧壁上，即在侧壁20及在图上未示出的，与壁20平行的侧壁上，还设有下通风窗22及上通窗24。这些通风窗分别与相似的两个闭腔26连通，闭腔26与氢复合器的其它部分隔绝，但它靠近于电加热器10。在氢复合器的上部，即在壁28处及其平行的，图1上未示出的对应壁面上，设有通风窗30。在电加热器10的上方，设有导流板32及分流板34。

在工作状况下，电加热器常开，它的功率足以使包含氢和氧的混合气的温度上升至它的燃点温度。在而电加热器10中对流传出的热的作用下，不管气体包含氢与否，气体均不断地通过通风窗18流入外壳体4，随后又流经孔道14向上达到电加热器10处，并与电加热器直接接触。已加热的气体向上运动，通过导流板32集流于分流板34处，然后被分流板34均匀地导向通风窗30，从而排出氢复合器。当流入的气体中包含氢气时，流动状况大致相同。但电加热器10将混合气的温度加热至其燃点温度，致使氢气与氧化合成水蒸汽，然后反应后的气体按上述方式排出氢复合器。在氢复合器2的工作期间，处于环境温度下的空气，不断地以对流方式，通过下面通风窗22被吸入闭腔26，然后又通过上通风窗24排出。这会使邻近的电加热器10受到一些冷却。当含氢量约为4%（容积比）的保护气正常燃烧时，反应后的气体在图1所示的氢复合器上部受到冷却，足以使保护气在通过通风窗30流入保护区之前，气温下降到燃点温度以下。