核电站小空间消氢方法及系统

摘要

本发明公开了一种核电站小空间消氢方法及系统，消氢方法包括以下步骤：S1、在所述小空间的内壁涂覆氢氧复合催化剂层；S2、在核电站的机组运行之前，往所述小空间内充入惰性气体，对所述小空间内环境进行惰化；S3、在核电站的机组运行过程中或事故工况下，当所述小空间内的氢气和/或氧气浓度达到预设值时，往所述小空间内充入惰性气体。实现机组正常运行和事故工况下小空间(安全壳/抑压池等)内的均匀消氢，本发明有效降低氢气的浓度，防止局部空间氢浓度偏高，发生燃烧或爆炸；减少现有的消氢设备所占空间和降低消氢时燃烧或产热造成的风险；非能动消氢，操作简单，节省空间，降低成本。

权利要求

1.一种核电站小空间消氢方法，所述小空间包括安全壳和/或抑压池内部空间；其特征在于，所述消氢方法包括以下步骤：S1、在所述小空间的内壁涂覆氢氧复合催化剂层；

其中，氢氧复合催化剂层主要作为氢气和氧气的反应催化剂，在该催化剂作用下，使氢气和氧气发生催化氧化反应，生成水；

所述小空间的内壁包括顶部壁面和侧壁的上端壁面；

S2、在核电站的机组运行之前，往所述小空间内充入惰性气体，对所述小空间内环境进行惰化；

S3、在核电站的机组运行过程中或事故工况下，当所述小空间内的氢气和/或氧气浓度达到预设值时，从所述小空间的下部往所述小空间内充入惰性气体，同时将所述小空间内原有的气体排出小空间，为惰性气体提供空间；所述惰性气体在所述小空间内逐渐分散至整个空间，降低小空间内氢气和/或氧气的浓度；

所述小空间内设有测量氧气和/或氢气的浓度的气体浓度测量仪或气体传感器；当测得的数值达到预设值时，通过控制系统进行控制，往所述小空间内充入惰性气体；当氢气和/或氧气的浓度降低至安全值时，通过控制系统进行控制，停止往所述小空间内充入惰性气体。

2.根据权利要求1所述的核电站小空间消氢方法，其特征在于，步骤S1中，所述氢氧复合催化剂层包括贵金属催化剂层。

3.根据权利要求2所述的核电站小空间消氢方法，其特征在于，所述贵金属催化剂层为铂和钯的混合层。

4.根据权利要求1所述的核电站小空间消氢方法，其特征在于，步骤S3中，所述预设值为4%。

5.一种核电站小空间消氢系统，所述小空间包括安全壳和/或抑压池内部空间；其特征在于，所述消氢系统包括连通所述小空间的惰化装置、涂覆在所述小空间内壁涂覆上的氢氧复合催化剂层；

所述惰化装置连接所述小空间的下部；所述惰化装置包括惰气来源、连接在所述惰气来源和小空间之间的气体管道、设置在所述气体管道上的风机和阀门；所述小空间的内壁包括顶部壁面和侧壁的上端壁面；

所述核电站小空间消氢系统还可包括设置在小空间内的气体浓度测量仪或气体传感器，对小空间内的氧气和/或氢气的浓度进行测量；

所述气体浓度测量仪或气体传感器、惰化装置与控制系统电性连接，从而控制系统根据气体浓度测量仪或气体传感器测得的数据控制惰化装置的启闭。

6.根据权利要求5所述的核电站小空间消氢系统，其特征在于，所述氢氧复合催化剂层包括贵金属催化剂层。

7.根据权利要求5所述的核电站小空间消氢系统，其特征在于，所述消氢系统还包括排气管道；所述排气管道连接所述小空间的上部。

说明书

核电站小空间消氢方法及系统

技术领域

[0001] 本发明涉及核电站消氢技术领域，尤其涉及一种核电站小空间消氢方法及系统。

背景技术

[0002] 在核电站中，核电站较小空间的消氢主要指安全壳和抑压池内的消氢。传统核电站采用的消氢技术包括有非能动氢复合器和点火器。

[0003] 由于非能动氢复合器和点火器尺寸较大，若想完成电站内较小空间(安全壳/抑压池)内的消氢，需提供几台甚至几十台设备的布置空间。除此之外，为了降低点火的风险，增加氢复合器空气流动性，安全壳/抑压池等需提供足够的空间保证点火的安全和非能动氢复合器的消氢效率。

[0004] 因此，现有采用的消氢技术存在以下缺点：非能动氢复合器和点火器体积大，结构复杂，空间需求大；非能动氢复合器和点火器只能局部定点消氢；点火器在小空间使用具有风险性。

发明内容

[0005] 本发明要解决的技术问题在于，提供一种空间需求小，减少风险的核电站小空间消氢方法及核电站小空间消氢系统。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种核电站小空间消氢方法，所述小空间包括安全壳和/或抑压池内部空间；所述消氢方法包括以下步骤：

[0007] S1、在所述小空间的内壁涂覆氢氧复合催化剂层；

[0008] S2、在核电站的机组运行之前，往所述小空间内充入惰性气体，对所述小空间内环境进行惰化；

[0009] S3、在核电站的机组运行过程中或事故工况下，当所述小空间内的氢气和/或氧气浓度达到预设值时，往所述小空间内充入惰性气体。

[0010] 优选地，步骤S1中，所述氢氧复合催化剂层包括贵金属催化剂层。

[0011] 优选地，所述贵金属催化剂层为铂和钯的混合层。

[0012] 优选地，步骤S1中，所述小空间的内壁包括顶部壁面。

[0013] 优选地，所述小空间的内壁还包括侧壁的上端壁面或者侧壁的全部壁面。

[0014] 优选地，步骤S3中，所述预设值为4％。

[0015] 优选地，步骤S3中，从所述小空间下部往小空间内充入惰性气体，同时将所述小空间内上部气体排出小空间。

[0016] 本发明还提供一种核电站小空间消氢系统，所述小空间包括安全壳和/或抑压池内部空间；所述消氢系统包括连通所述小空间的惰化装置、涂覆在所述小空间内壁涂覆上的氢氧复合催化剂层；

[0017] 所述惰化装置包括惰气来源、连接在所述惰气来源和小空间之间的气体管道、设置在所述气体管道上的风机和阀门。

[0018] 优选地，所述氢氧复合催化剂层包括贵金属催化剂层；所述小空间的内壁包括顶部壁面。

[0019] 优选地，所述消氢系统还包括排气管道；所述惰化装置连接所述小空间的下部，所述排气管道连接所述小空间的上部。

[0020] 本发明的有益效果：实现机组正常运行和事故工况下小空间(安全壳/抑压池等)内的均匀消氢，有效降低氢气的浓度，防止局部空间氢浓度偏高，发生燃烧或爆炸；减少现有的消氢设备所占空间和降低消氢时燃烧或产热造成的风险；非能动消氢，操作简单，节省空间，降低成本。

附图说明

[0021] 下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

[0022] 图1是本发明中对安全壳内部空间消氢的结构示意图；

[0023] 图2是本发明中对抑压池内部空间消氢的结构示意图。

具体实施方式

[0024] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。

[0025] 本发明的核电站小空间消氢方法，小空间包括但不限于安全壳和/或抑压池内部空间等氢气聚集的空间角落等。该消氢方法可包括以下步骤：。

[0026] S1、在小空间的内壁涂覆氢氧复合催化剂层。

[0027] 其中，氢氧复合催化剂层主要作为氢气和氧气的反应催化剂，在该催化剂作用下，使氢气和氧气发生催化氧化反应，生成水。氢氧复合催化剂层包括贵金属催化剂层。作为选择，贵金属催化剂层为铂和钯的混合层。

[0028] 小空间的内壁包括顶部壁面。根据需要，还可包括侧壁的上端壁面或者侧壁的全部壁面。

[0029] S2、在核电站的机组运行之前，往小空间内充入惰性气体，对小空间内环境进行惰化。

[0030] S3、在核电站的机组运行过程中或事故工况下，当小空间内的氢气和/或氧气浓度达到预设值(如4％)时，往小空间内充入惰性气体。

[0031] 其中，由于在机组正常运行期间，小空间内的氧气和氢气浓度会逐渐增加，为了防止氢氧浓度过高而造成氢气燃烧或爆炸，需要再往其中充入惰性气体，降低氢气和/或氧气的浓度。根据不同堆型，氢气和/或氧气浓度的预设值会有所不同，例如4％，将氢气和/或氧气的浓度降低到4％以下。

[0032] 惰性气体在小空间内可逐渐分散至整个空间，降低整个空间内氢气和/或氧气的浓度，防止局部空间的氢气和/或氧气浓度偏高。

[0033] 惰性气体包括但不限于氮气。

[0034] 小空间内可设有气体浓度测量仪或气体传感器对小空间内的氧气和/或氢气的浓度进行测量。

[0035] 进一步地，该步骤S3中，往小空间内充入惰性气体可以定期进行，具体可根据实际情况设置。或者，小空间内设置气体浓度测量仪或气体传感器测量氧气和/或氢气的浓度，当测得的数值达到预设值时，通过控制系统进行控制，往小空间内充入惰性气体；当氢气和/或氧气的浓度降低至安全值(例如小于4％)时，通过控制系统进行控制，停止往小空间内充入惰性气体。

[0036] 此外，该步骤S3中，优选从小空间下部往小空间内充入惰性气体，同时将小空间内上部气体(原有的气体)排出小空间，为惰性气体提供空间，也把原先小空间内的气体排出，以降低其中氢气和/或氧气的浓度。排出的气体可通过排气管道排至废气处理系统。

[0037] 本发明的核电站小空间消氢系统，小空间包括安全壳和/或抑压池内部空间。上述的消氢方法可采用该消氢系统实现。

[0038] 参考图1、2，消氢系统可包括连通小空间的惰化装置10、涂覆在小空间内壁涂覆上的氢氧复合催化剂层20。

[0039] 其中，惰化装置10包括惰气来源11、连接在惰气来源11和小空间之间的气体管道12、设置在气体管道12上的风机(未图示)和阀门13。惰气来源11为装有惰性气体的气瓶、气罐等。气体管道12供惰性气体通过进入小空间，风机提供抽吸力将惰性气体从惰气来源11抽入小空间内；阀门13用于控制气体管道12的通断或开度。

[0040] 氢氧复合催化剂层20包括贵金属催化剂层，进一步可选用铂和钯的混合层。涂覆氢氧复合催化剂层20的小空间内壁包括顶部壁面。根据需要，还可包括侧壁的上端壁面或者侧壁的全部壁面。

[0041] 进一步地，消氢系统还可包括排气管道30，连接小空间，用于排气。优选地，惰化装置10连接小空间的下部，排气管道30连接小空间的上部，使得惰性气体从小空间下部进入其中，并可驱使小空间内原有的气体从上部排出。排气管道30可连接至废气处理系统，以将排出的气体输送至废气处理系统进行处理。排气管道30上还设有阀门控制其通断。

[0042] 进一步地，消氢系统还可包括设置在小空间内的气体浓度测量仪或气体传感器，对小空间内的氧气和/或氢气的浓度进行测量。

[0043] 气体浓度测量仪或气体传感器、惰化装置10与控制系统电性连接，从而控制系统可根据气体浓度测量仪或气体传感器测得的数据控制惰化装置10的启闭。

[0044] 参考图1，本发明一个实施例的消氢方法，小空间为安全壳1的内部空间。采用上述的消氢系统对安全壳1进行消氢，具体如下：在安全壳1内的顶部壁面和侧壁上端壁面涂覆氢氧复合催化剂层20；惰化装置10连接安全壳1的下部，排气管道30连接在安全壳1上部；在核电站的机组运行之前，往安全壳1内充入惰性气体，对安全壳1内环境进行惰化；在核电站的机组运行过程中或事故工况下，定期往安全壳1内充入惰性气体，降低安全壳1内氢气和/或氧气的浓度，防止氢浓度偏高发生燃烧或爆炸。充入惰性气体过程中，将安全壳1内原有的气体从上部通过排气管道30排至废气处理系统。

[0045] 参考图2，本发明另一个实施例的消氢方法，小空间为抑压池2的内部空间，抑压池2设置在安全壳1内，位于压力容器3的外围。采用上述的消氢系统对抑压池2进行消氢，具体如下：在抑压池2内的顶部壁面(或者顶部壁面侧壁上端壁面)涂覆氢氧复合催化剂层20；惰化装置10连接抑压池2的下部，排气管道30连接在抑压池2上部；在核电站的机组运行之前且抑压池2内未充入液体之前，往抑压池2内充入惰性气体，对抑压池2内环境进行惰化。

[0046] 根据需要，在事故工况下，在抑压池2内液体排出之后，也可往抑压池2内充入惰性气体。充入惰性气体过程中，将抑压池2内原有的气体从上部通过排气管道30排至废气处理系统。

[0047] 可以理解地，在核电站中，有的安全壳内设有抑压池，有的没有。根据需要，对于设有抑压池的安全壳，可对安全壳和抑压池均进行消氢操作，也可只对安全壳或抑压池进行消氢操作。

[0048] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。