一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置

本发明属于核电站，特别是涉及一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置。

背景技术：

1、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，而由于高温辐照或者氢气复合器热点处等碘单质会与有机物发生反应导致碘甲烷生成：

2、zr+2h2o→zro2+2h2↑

3、i2+ch4→ch3i+hi

4、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。

5、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：

6、h2+0.5o2→h2o↑+240kj/mol

7、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。

8、而在氢气复合器工作时的反应放热，当催化剂的热量不能及时被带走时就容易产生热点，而碘甲烷容易在热点上生成，因此需要在par上增加碘甲烷吸附材料消除碘甲烷。碘甲烷的消除原理为：

9、ag++ich3→agi+ch3+

10、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，在此基础之上，在催化板上添加碘甲烷吸附材料，可以利用par内部的高温环境下的无冷凝水工况使得在催化板上热点产生的碘甲烷被除去，提高了par的功能性以及降低了放射性毒物的产生。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在提出一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，以解决如何使非能动氢复合器具备碘甲烷和氢气消除功能的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，它包括多个材料载板，所述材料载板分为催化板和吸附板，所述催化板上设置氢气催化材料，所述吸附板上设置碘甲烷吸附材料，所述催化板和吸附板交替平行布置在复合器壳体底部，所述催化板位于单数层级，所述吸附板位于双数层级，相邻催化板和吸附板之间存在间隔。

3、一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，它包括多个材料载板，所述多个材料载板平行布置在复合器壳体底部，相邻材料载板之间存在间隔，所述材料载板的下半部分为催化部分，所述材料载板的上半部分为吸附部分，所述催化部分上设置氢气催化材料，所述吸附部分上设置碘甲烷吸附材料。

4、更进一步的，所述氢气催化材料为铂粒子或钯粒子。

5、更进一步的，所述碘甲烷吸附材料为银沸石。

6、更进一步的，所述材料载板为矩形结构、棒状结构或圆盘状结构。

7、更进一步的，所述材料载板沿轴向间隔设置或沿横向间隔设置。

8、更进一步的，所述材料载板上设置有若干通孔。

9、更进一步的，所述氢气催化材料和碘甲烷吸附材料的设置面积相同。

10、更进一步的，所述材料载板的数量为四个。

11、更进一步的，所述催化部分中部设置的氢气催化材料量大于上部，所述催化部分上部设置的氢气催化材料量大于下部。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以利用非能动氢复合器内部的高温环境下的无冷凝水工况使得在催化板上热点产生的碘甲烷被除去，而碘甲烷的去除又反过来保护了氢气催化剂免受中毒影响，从而提高了par的功能性以及降低了放射性毒物的产生。

13、非能动氢复合器在事故发生后，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。

技术特征：

1.一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：它包括多个材料载板，所述材料载板分为催化板(2)和吸附板(3)，所述催化板(2)上设置氢气催化材料，所述吸附板(3)上设置碘甲烷吸附材料，所述催化板(2)和吸附板(3)交替平行布置在复合器壳体(1)底部，所述催化板(2)位于单数层级，所述吸附板(3)位于双数层级，相邻催化板(2)和吸附板(3)之间存在间隔。

2.一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：它包括多个材料载板，所述多个材料载板平行布置在复合器壳体(1)底部，相邻材料载板之间存在间隔，所述材料载板的下半部分为催化部分(4)，所述材料载板的上半部分为吸附部分(5)，所述催化部分(4)上设置氢气催化材料，所述吸附部分(5)上设置碘甲烷吸附材料。

3.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述氢气催化材料为铂粒子或钯粒子。

4.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述碘甲烷吸附材料为银沸石。

5.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述材料载板为矩形结构、棒状结构或圆盘状结构。

6.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述材料载板沿轴向间隔设置或沿横向间隔设置。

7.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述材料载板上设置有若干通孔。

8.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述氢气催化材料和碘甲烷吸附材料的设置面积相同。

9.根据权利要求1或2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述材料载板的数量为四个。

10.根据权利要求2所述的一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，其特征在于：所述催化部分(4)中部设置的氢气催化材料量大于上部，所述催化部分(4)上部设置的氢气催化材料量大于下部。

技术总结本发明提出了一种具备碘甲烷和氢气消除功能的装置，属于核电站技术领域。解决了如何使非能动氢复合器具备碘甲烷和氢气消除功能的问题。它包括氢气催化材料和碘甲烷吸附材料，氢气催化材料，氢气催化材料用于催化氢气与氧气的复合反应，碘甲烷吸附材料用于吸附甲基碘的吸附反应。氢气催化材料与碘甲烷吸附材料在流动方向按照一定分配方式装载，在流动方向上形成变化的氢气催化反应以及甲基碘吸附反应面积，在流动方向上形成变化的碘甲烷吸附材料与氢气催化材料比例，用于优化流动方向上的反应速率和吸附速率。它主要用于碘甲烷和氢气的消除。技术研发人员：张举尚,胡宗文,高力,郭泽华,丁铭,满天明,边浩志,罗义涛,陈佳欣受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/6/30