專利名稱:非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)試系統(tǒng)，具體地說，是涉及一種非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)及其測(cè)試方法。
背景技術(shù)：
核電站安全殼內(nèi)部空間大約數(shù)萬立方米，內(nèi)部分布放置數(shù)十個(gè)非能動(dòng)氫氣復(fù)合器，將數(shù)十個(gè)復(fù)合器全部一起進(jìn)行性能測(cè)試難度非常大。
我國尚沒有可以進(jìn)行非能動(dòng)氫氣復(fù)合器整機(jī)測(cè)試的裝置，僅有少量的用于研究的 裝置，最大裝置可用于研究相當(dāng)于復(fù)合器整機(jī)1/6大小的樣品。目前我國核安全局和能源局正在制定日本福島核事故后的《核安全規(guī)劃》和《核電安全規(guī)劃》，會(huì)對(duì)核電站安全殼內(nèi)所使用的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器作出較為嚴(yán)格的規(guī)定。并且，非能動(dòng)氫氣復(fù)合器的技術(shù)指標(biāo)、使用規(guī)范相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)也正在制定當(dāng)中。因此，對(duì)非能動(dòng)復(fù)合器整機(jī)進(jìn)行性能測(cè)試，以獲得接近復(fù)合器運(yùn)行狀況(核電站事故狀態(tài))的整機(jī)技術(shù)指標(biāo)，不僅是我國對(duì)核電站相關(guān)安全設(shè)施的要求和發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)也可為目前我國引進(jìn)國外先進(jìn)的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器產(chǎn)品提供必要的整機(jī)測(cè)試手段。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有能夠?qū)Ψ悄軇?dòng)氫氣復(fù)合器整機(jī)測(cè)試的系統(tǒng)問題。
為了解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，主要包括依次連接的混氣罐、反應(yīng)容器和取樣單元，該反應(yīng)容器上還連接有水蒸氣發(fā)生器。
進(jìn)一步地，在所述反應(yīng)容器與取樣單元之間還設(shè)有除水器和流量控制器，且該反應(yīng)容器上設(shè)有安全閥。
再進(jìn)一步地，所述混氣罐與反應(yīng)容器之間還依次設(shè)置有回火阻止器、單向閥和流量控制器。
作為一種優(yōu)選，所述混氣罐還分別與氫氣罐和氧氣罐連通。
進(jìn)一步地，在所述的混氣罐與氫氣罐，以及混氣罐與氧氣罐之間均依次設(shè)有回火阻止器、單向閥和流量控制器。
再進(jìn)一步地，所述反應(yīng)容器上部設(shè)有噴淋器；在所述反應(yīng)容器內(nèi)還設(shè)有進(jìn)口測(cè)溫儀和出口測(cè)溫儀。
更進(jìn)一步地，在所述混氣罐與反應(yīng)容器之間還設(shè)有加熱模塊。
非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，主要包括以下步驟
(1)將復(fù)合器樣機(jī)放入反應(yīng)容器內(nèi)；
(2)將氫氣和氧氣持續(xù)通入到反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；所述反應(yīng)條件為溫度<350°C，壓強(qiáng)彡 0. 65MPa ；(3)取樣單元檢測(cè)出氫氣濃度，根據(jù)取樣單元檢測(cè)出的氫氣濃度，得出檢測(cè)結(jié)果。
進(jìn)一步地，所述步驟(2)中反應(yīng)容器內(nèi)還通入水蒸氣。
再進(jìn)一步地，當(dāng)測(cè)試一個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為650m3/h ;當(dāng)測(cè)試兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為1500m3/h ;當(dāng)測(cè)試三個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為2200m3/h。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下
(1)本發(fā)明能夠?qū)?fù)合器整機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，且能同時(shí)對(duì)三個(gè)復(fù)合器進(jìn)行檢測(cè)，能夠保證復(fù)合器在模擬嚴(yán)重事故條件下的測(cè)試數(shù)據(jù)更加接近實(shí)際狀況；
(2)本發(fā)明能夠?qū)?fù)合器整機(jī)的啟動(dòng)性能、穩(wěn)定反應(yīng)性能、重復(fù)性能、抗毒化性能、耐水性能等進(jìn)行檢測(cè)，確保了復(fù)合器能夠達(dá)到技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；
(3)本發(fā)明為核電用非能動(dòng)氫氣復(fù)合器提供準(zhǔn)確的試驗(yàn)評(píng)價(jià)手段，形成國內(nèi)高標(biāo)準(zhǔn)的評(píng)測(cè)平臺(tái)，為提高我國核電設(shè)備的國產(chǎn)化率提供了助力；
(4)本發(fā)明，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適合推廣應(yīng)用。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
上述附圖中，附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)名稱為1-氫氣罐，2-氧氣罐，3-回火阻止器，4-單向閥，5-流量控制器，6-混氣罐，7-水蒸氣發(fā)生器，8-復(fù)合器，9-反應(yīng)容器，10-安全閥，11-除水器，12-取樣單元，13-加熱模塊，14-噴淋器，15-進(jìn)口測(cè)溫儀，16-出口測(cè)溫儀。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I
如圖I所示，非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，主要包括依次連接的混氣罐6、反應(yīng)容器9和取樣單元12，該反應(yīng)容器9上還連接有水蒸氣發(fā)生器7。
為了保證取樣單元檢測(cè)的精準(zhǔn)，故所述反應(yīng)容器9與取樣單元12之間設(shè)有除水器11，能夠?qū)⒎磻?yīng)后的水除掉；為了測(cè)量出氣流量，故在反應(yīng)容器9與取樣單元12之間還設(shè)有流量控制器5 ;方便取樣單元12測(cè)試出出氣的氫氣濃度；且該反應(yīng)容器9上設(shè)有安全閥10。
為了能可靠地阻止回火和爆炸波的傳播，并且能迅速地使氣體排除到大氣中去，且能自動(dòng)切斷氣源，所述混氣罐6與反應(yīng)容器9之間設(shè)置有回火阻止器3 ;且為了保證氣體單向流動(dòng)，故在混氣罐6與反應(yīng)容器9之間還設(shè)有單向閥4 ;為了控制通入反應(yīng)容器9內(nèi)的氣體流量，故在混氣罐6與反應(yīng)容器9之間還設(shè)有流量控制器5。
為了方便控制通入氣體的比例，所述混氣罐6還分別與氫氣罐I和氧氣罐2連通。
為了控制氣體通入的比例，并保證氣體單向流動(dòng)，且能夠測(cè)量出氫氣與氧氣的流量；在所述的混氣罐6與氫氣罐1，以及混氣罐6與氧氣罐2之間均依次設(shè)有回火阻止器3、單向閥4和流量控制器5。
為了方便對(duì)復(fù)合器8加入噴淋水的測(cè)試，所述反應(yīng)容器9上部設(shè)有噴淋器14，在測(cè)試時(shí)可以直接控制噴淋器14對(duì)復(fù)合器頂部加入噴淋水。
為了方便對(duì)復(fù)合器8的穩(wěn)定性能進(jìn)行檢測(cè)，在所述反應(yīng)容器9內(nèi)還設(shè)有進(jìn)口測(cè)溫儀15和出口測(cè)溫儀16。[0025]為了更加方便的達(dá)到檢測(cè)條件，在所述混氣罐6與反應(yīng)容器9之間還設(shè)有加熱模塊13。
非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，主要包括以下步驟
(1)將制作成型的復(fù)合器樣機(jī)放入到反應(yīng)容器內(nèi)；
(2)將氫氣、氧氣持續(xù)通入到反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；所述反應(yīng)條件為溫度<350°C，壓強(qiáng)彡 0. 65MPa ；
(3)取樣單元檢測(cè)出氫氣濃度，根據(jù)取樣單元檢測(cè)出的氫氣濃度，得出檢測(cè)結(jié)果。
為了測(cè)試復(fù)合器的耐水性能，在所述反應(yīng)容器內(nèi)通入水蒸氣。
當(dāng)測(cè)試一個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為650m3/h ;當(dāng)測(cè)試兩個(gè)復(fù) 合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為1500m3/h ;當(dāng)測(cè)試三個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為2200m3/h。
例如啟動(dòng)性能檢測(cè)
當(dāng)檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器時(shí)，在總的進(jìn)氣流量為650m3/h下、溫度350°C和壓強(qiáng)0. 65MPa條件下，將I. 0vol%含量的氫氣和剩余比例的氧氣通入到反應(yīng)容器內(nèi)，若出口溫度高于進(jìn)口溫度，貝1J表明復(fù)合器啟動(dòng)了反應(yīng)；同時(shí)由取樣單兀檢測(cè)出氫氣濃度，如濃度小于1.0vol%則表明復(fù)合器可在1.0vol%氫氣濃度條件下啟動(dòng)反應(yīng)。并通過流量控制器上顯示的流量，對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)下的復(fù)合氫量和復(fù)合效率進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算式如下
見合里里Q = (Lg；氣+L氧氣_L尾氣)X (2/3)
復(fù)合效率S =[ (L氧氣+L氧氣-L尾氣)/ (L氧氣+L氧氣)]X 100%。
其中，Lsn為氫氣的進(jìn)氣量，Lftn為氧氣的進(jìn)氣量，Lsn為反應(yīng)后的出氣量。
該項(xiàng)檢測(cè)成功且三次重復(fù)測(cè)試的結(jié)果相同，則表明復(fù)合器的啟動(dòng)性能合格。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m 3/h。
實(shí)施例2
運(yùn)用實(shí)施例I中的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法對(duì)復(fù)合器的穩(wěn)定反應(yīng)性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法如下
當(dāng)檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器時(shí)，在總的進(jìn)氣流量為650m3/h下、溫度350°C和壓強(qiáng)0. 65MPa條件下，將I 4vol%的氫氣與剩余比例的氧氣通入反應(yīng)容器內(nèi)，經(jīng)一段時(shí)間待反應(yīng)穩(wěn)定后，穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)為進(jìn)口溫度和出口溫度接近不變，同樣由取樣單元檢測(cè)出氫氣濃度，并通過流量控制器上顯示的流量，對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)下的復(fù)合氫量和復(fù)合效率進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)復(fù)合氫量達(dá)到
2.4kg/h以上，復(fù)合效率達(dá)到90%以上，該復(fù)合器即為合格產(chǎn)品。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m 3/h。
實(shí)施例3
運(yùn)用實(shí)施例I中的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法對(duì)復(fù)合器的重復(fù)性能進(jìn)行檢測(cè)，此項(xiàng)檢測(cè)主要考核復(fù)合器的復(fù)合氫量和復(fù)合效率在多次測(cè)試中的重復(fù)性，以評(píng)估復(fù)合器的可靠性和使用壽命。其檢測(cè)方法如下此檢測(cè)方法具體步驟與穩(wěn)定反應(yīng)性能檢測(cè)步驟和參數(shù)相同，區(qū)別僅在于循環(huán)進(jìn)行5次測(cè)試，當(dāng)每次測(cè)試中單個(gè)復(fù)合器的復(fù)合氫量均達(dá)到2. 4kg/h以上，復(fù)合效率均達(dá)到90%以上，則表明復(fù)合器的重復(fù)性能合格。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m 3/h。
實(shí)施例4
運(yùn)用實(shí)施例I中的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法對(duì)復(fù)合器的抗毒化性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法如下
當(dāng)檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器時(shí)，在總的進(jìn)氣流量為650m3/h下、溫度350°C和壓強(qiáng)0. 65MPa條件下，將I 4vol%的氫氣以及剩余比例負(fù)載有I、Sn02/LiN03和CsI的氧氣通入到反應(yīng)容器內(nèi)，每立方米的總進(jìn)氣量中含有0. 28g的I，Ig的Sn02/LiN03和4 g的CsI ;待反應(yīng)后，由取樣單元測(cè)出氫氣濃度，并通過流量控制器上顯示的流量，對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)下的復(fù)合氫量和復(fù)合效率進(jìn)行計(jì)算，復(fù)合氫量在在I. 9kg/h以上，復(fù)合效率為70%以上，則表明復(fù)合器的抗毒化性能合格。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m 3/h。
實(shí)施例5
運(yùn)用實(shí)施例I中的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法對(duì)復(fù)合器的耐水性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法如下
當(dāng)檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器時(shí)，在總的進(jìn)氣流量為650m3/h下、溫度350°C和壓強(qiáng)0. 65MPa條件下，將I 4vol%的氫氣、2 60vol%的水蒸氣和剩余比例的氧氣通入到反應(yīng)容器內(nèi)，待反應(yīng)后，由取樣單元測(cè)出氫氣濃度，并通過流量控制器上顯示的流量，對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)下的復(fù)合氫量和復(fù)合效率進(jìn)行計(jì)算；當(dāng)100°C以下，水蒸氣濃度20%以下，復(fù)合氫量保持在2. 4kg/h以上，復(fù)合效率保持在90%以上，即表明復(fù)合器的耐水性能合格。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m 3/h。
實(shí)施例6
運(yùn)用實(shí)施例I中的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)和測(cè)試方法對(duì)復(fù)合器加入噴淋水后進(jìn)行的測(cè)試，測(cè)試方法如下
當(dāng)檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器時(shí)，在總的進(jìn)氣流量為650m3/h下、溫度350°C和壓強(qiáng)0. 65MPa條件下，先在復(fù)合器頂部噴淋10-1000L的噴淋水(含NaOH :0. 5%，H3BO3 ;2200ppm)，再將I 4vol%的氫氣以及剩余比例的氧氣通入到反應(yīng)容器內(nèi)，待反應(yīng)后，由取樣單元測(cè)出氫氣濃度，并通過流量控制器上顯示的流量，對(duì)該項(xiàng)檢測(cè)下的復(fù)合氫量和復(fù)合效率進(jìn)行計(jì)算，復(fù)合氫量保持在2. 4kg/h以上，復(fù)合效率保持在90%以上，則表明復(fù)合器的此項(xiàng)檢測(cè)合格。
當(dāng)同時(shí)檢測(cè)兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為1500m3/h;當(dāng)同時(shí)檢測(cè)三個(gè)復(fù)合器時(shí)，與檢測(cè)一個(gè)復(fù)合器的區(qū)別僅在于總的進(jìn)氣流量為2200m3/h。
按照上述實(shí)施例，便可很好地實(shí)現(xiàn) 本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，主要包括依次連接的混氣罐(6)、反應(yīng)容器(9)和取樣單元(12)，該反應(yīng)容器(9)上還連接有水蒸氣發(fā)生器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，在所述反應(yīng)容器(9)與取樣單元(12)之間還設(shè)有除水器(11)和流量控制器(5)，且該反應(yīng)容器(9)上設(shè)有安全閥(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述混氣罐(6)與反應(yīng)容器(9 )之間還依次設(shè)置有回火阻止器(3 )、單向閥(4 )和流量控制器(5 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求
3所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述混氣罐(6)還分別與氫氣罐(I)和氧氣罐(2)連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求
4所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在干，在所述的混氣罐(6)與氫氣罐(1)，以及混氣罐(6)與氧氣罐(2)之間均依次設(shè)有回火阻止器(3)、單向閥(4)和流量控制器(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求
I 5任一項(xiàng)所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)容器(9 )上部設(shè)有噴淋器(14 );且在所述反應(yīng)容器(9 )內(nèi)還設(shè)有進(jìn)ロ測(cè)溫儀(15 )和出口測(cè)溫儀(16)。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，其特征在于，在所述混氣罐(6)與反應(yīng)容器(9)之間還設(shè)有加熱模塊(13)。
8.非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在于，主要包括以下步驟 (1)將復(fù)合器樣機(jī)放入反應(yīng)容器內(nèi)； (2)將氫氣和氧氣持續(xù)通入到反應(yīng)容器內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)；所述反應(yīng)條件為溫度<350°C，壓強(qiáng)彡 O. 65MPa ； (3)取樣單元檢測(cè)出氫氣濃度，根據(jù)取樣単元檢測(cè)出的氫氣濃度，得出檢測(cè)結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求
8所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在干，所述步驟(2)中反應(yīng)容器內(nèi)還通入水蒸氣。
10.根據(jù)權(quán)利要求
9所述的非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法，其特征在干，當(dāng)測(cè)試ー個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為650m3/h ;當(dāng)測(cè)試兩個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為1500m3/h ;當(dāng)測(cè)試三個(gè)復(fù)合器時(shí)，所述氫氣、氧氣和水蒸氣總流量為 2200m3/h。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)，解決現(xiàn)有技術(shù)中沒有能夠?qū)Ψ悄軇?dòng)氫氣復(fù)合器整機(jī)測(cè)試的系統(tǒng)問題。本發(fā)明主要包括依次連接的混氣罐、反應(yīng)容器和取樣單元，該反應(yīng)容器還與水蒸氣發(fā)生器相連通；該發(fā)明還提供了非能動(dòng)氫氣復(fù)合器測(cè)試系統(tǒng)的測(cè)試方法。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，適合推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G21C17/00GKCN102682860SQ201210182209
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月5日
發(fā)明者佘瑞峰, 周紹飛, 唐輝, 張志 , 張鵬程, 曹偉, 李嶸, 杜洪芳, 賴新春 申請(qǐng)人:四川材料與工藝研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan