專利名稱:一種消氫試驗裝置的制作方法
一種消氫試驗裝置技術(shù)領(lǐng)域：
[0001]本發(fā)明涉及一種消氫試驗裝置，屬于核電試驗系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
[0002]大型消氫試驗系統(tǒng)試驗過程中，由于氫氧復(fù)合反應(yīng)強(qiáng)放熱效應(yīng)，試驗系統(tǒng)內(nèi)部溫 度逐漸升高。為使溫度保持預(yù)定值，目前的降溫控制方法多采用外部冷卻介質(zhì)或內(nèi)部噴淋 來完成。對于使用外部冷卻介質(zhì)方式，需設(shè)計適當(dāng)?shù)睦鋮s降溫管裝置，采用適當(dāng)?shù)睦鋮s介 質(zhì)，計算換熱面積，操作中準(zhǔn)確控制冷卻介質(zhì)流量；對于使用內(nèi)部噴淋方式，需計算適當(dāng)?shù)?噴淋面積，操作中準(zhǔn)確控制噴淋水流量，若試驗過程升溫較快，則需頻繁開啟噴淋裝置，導(dǎo) 致系統(tǒng)內(nèi)水含量不斷增加。兩種方式操作繁瑣，需較多的人為控制，能耗也較高。[0003]傳統(tǒng)的供氫裝置采用管道直接向試驗系統(tǒng)內(nèi)通氫，若通氫量較大，導(dǎo)致局部氫氣 濃度較高，存在燃爆危險，因此試驗系統(tǒng)內(nèi)需安裝攪拌風(fēng)機(jī)使得氫氣均勻分布。該方式危險 系數(shù)聞、能耗聞。
發(fā)明內(nèi)容
[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種消氫試驗裝置，該裝置能夠均勻的向試驗系統(tǒng)內(nèi)部提 供氫氣，且具有良好的冷卻效果，從而保證試驗?zāi)軌蝽樌踩倪M(jìn)行。[0005]本發(fā)明的消氫試驗裝置包括供氫裝置、供氧裝置、冷卻裝置和罐體。[0006]所述罐體由上封頭腔、上封頭、罐身、下封頭和下封頭腔組成。[0007]所述供氫裝置包括環(huán)形管、五通管、進(jìn)氣管道、氫氣罐和匯流排A。其中氫氣罐和匯 流排A布置在罐體外圍，環(huán)形管水平固定在罐體的下封頭腔內(nèi)。其具體連接關(guān)系為兩個或 兩個以上氫氣罐并聯(lián)在匯流排A上，匯流排A通過進(jìn)氣管道與位于環(huán)形管中心的五通管連 接。所述五通管包括一個進(jìn)氣口和四個出氣口，進(jìn)氣口為五通管中心線上的豎直通口，出氣 口為均勻分布在進(jìn)氣口外圓周的水平通口。五通管的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管道貫通，四個出氣口 分別與環(huán)形管貫通。環(huán)形管的管徑為100_—150mm,環(huán)形管的外圓直徑為1000mm-1500mm。 環(huán)形管的上表面均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔，保證環(huán)形管上透氣孔的面積和與進(jìn)氣 管道的橫截面面積相等，從而使進(jìn)氣管道與環(huán)形管的流通量相同。在下封頭腔的外圓周加 工有配液口，配液口的水平高度大于環(huán)形管上表面的水平高度，在下封頭腔的底部加工有 排液口。供氫裝置工作前，先往下封頭腔內(nèi)注水，將環(huán)形管淹沒在水中，從而使氫氣從水中 擴(kuò)散出來，增加裝置的安全性能。為了使從環(huán)形管內(nèi)釋放的氫氣分散的更均勻，在下封頭 與下封頭腔的連接處固接有不銹鋼板，不銹鋼板的直徑等于下封頭與下封頭腔連接處的直 徑，不銹鋼板上均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔。[0008]所述供氧裝置包括輸氣管道、氧氣罐和匯流排B。氧氣罐和匯流排B布置在罐體外 圍，兩個或兩個以上氧氣罐并聯(lián)在匯流排上，匯流排通過輸氣管道與罐體相貫通，從而為試 驗裝置中的氫氧反應(yīng)提供所需的氧氣。[0009]所述冷卻裝置包括兩個或兩個以上冷凝管，冷凝管在罐體的外圓周均勻分布。冷凝管的頂部焊接在上封頭上，底部焊接在罐身下邊緣或下封頭上。冷凝管的材料選用內(nèi) 襯不銹鋼，直徑范圍為IOOmm — 200mm，冷凝管的豎直部分與罐身外圓周的距離為200mm— 300mm。冷凝管底部的拐角應(yīng)大于或等于90°。為了便于對冷凝管的控制，在每個冷凝管上 均安裝有蝶閥。在整個裝置預(yù)熱時，蝶閥關(guān)閉，冷卻裝置不工作；當(dāng)罐體內(nèi)氫和氧反應(yīng)時，打 開蝶閥，冷卻裝置開始工作。此時，罐體內(nèi)的熱空氣上升，在上封頭內(nèi)累積，從而在罐體內(nèi)形 成壓差，使熱空氣通過冷凝管重新回到罐身底部或下封頭內(nèi)。[0010]有益效果[0011](I)本發(fā)明中的供氫裝置通過環(huán)形管上表面均勻分布的透氣孔向罐體內(nèi)提供氫 氣，保證氫氣能夠均勻擴(kuò)散，使氫氣能夠在罐體內(nèi)均勻分布；同時環(huán)形管上透氣孔的面積和 與進(jìn)氣管道的橫截面面積相等，從而可使進(jìn)氣管道與環(huán)形管的流通量相同，防止氣體在進(jìn) 氣管道內(nèi)堆積。[0012](2)在本裝置中，供氫用的環(huán)形管淹沒在水中，從而使氫氣從水中擴(kuò)散出來，增加 裝置的安全性能。[0013](3)下封頭與下封頭腔的連接處的不銹鋼板能夠使從環(huán)形管內(nèi)釋放的氫氣在罐 體內(nèi)分散的更均勻，從而防止罐體內(nèi)局部氫氣濃度較高，采用該方式供氫危險系數(shù)低、能耗 低。[0014](4)本發(fā)明中的冷卻裝置，無需借助外界的冷卻介質(zhì)，也無需較多的人為控制，直 接通過罐體內(nèi)部冷熱空氣的相互流通來達(dá)到冷卻效果；結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好，無能耗。


[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；[0016]圖2為環(huán)形管的俯視圖。[0017]其中1-上封頭腔，2-上封頭，3-罐身，4-下封頭，5-下封頭腔，6-環(huán)形管，7-配 液口，8-排液口，9-冷凝管，10-蝶閥，11-五通管。
具體實施方式
[0018]下面結(jié)合附圖并舉實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。[0019]本實施例提供一種用于非能動氫復(fù)合器(簡稱PAR)整機(jī)試驗系統(tǒng)中的消氫試驗裝 置，如圖1所示，采用該試驗裝置能夠模擬在核電站現(xiàn)場PAR的消氫性能，為PAR的安全運 行提供有效的參考依據(jù)。該裝置包括供氫裝置、供氧裝置、冷卻裝置和罐體。[0020]罐體由上封頭腔1、上封頭2、罐身3、下封頭4和下封頭腔5組成，試驗時，PAR固 定在罐身3的中間位置。[0021]供氫裝置包括環(huán)形管6、五通管11、進(jìn)氣管道、氫氣罐和匯流排A。其中氫氣罐和 匯流排A布置在罐體外圍，環(huán)形管6水平固定在罐體的下封頭腔5內(nèi)。其具體連接關(guān)系為 兩個以上氫氣罐并聯(lián)在匯流排A上，匯流排A通過進(jìn)氣管道與位于環(huán)形管6中心的五通管 11連接。所述五通管11包括一個進(jìn)氣口和四個出氣口，進(jìn)氣口為五通管11中心線上的豎 直通口，出氣口為均勻分布在進(jìn)氣口外圓周的水平通口。五通管11的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管道 貫通，四個出氣口分別與環(huán)形管6貫通。環(huán)形管6的管徑為100_，環(huán)形管6的外圓直徑為 1200mm。環(huán)形管6的上表面均勻分布有兩個以上透氣孔，透氣孔的面積和與進(jìn)氣管道的橫截面面積相等。在下封頭腔5的外圓周加工有配液口 7，配液口 7的位置高于環(huán)形管6上表 面，在下封頭腔5的底部加工有排液口 8。在下封頭4與下封頭腔5的連接處固接有不銹鋼 板，不銹鋼板的直徑等于下封頭4與下封頭腔5連接處的直徑，不銹鋼板上均勻分布有兩個 或兩個以上透氣孔。[0022]供氧裝置包括輸氣管道、氧氣罐和匯流排B。氧氣罐和匯流排B布置在罐體外圍， 兩個以上氧氣罐并聯(lián)在匯流排上，匯流排通過輸氣管道與罐體相貫通，從而為試驗裝置中 的氫氧反應(yīng)提供所需的氧氣。[0023]所述冷卻裝置包括六個冷凝管，六個冷凝管在罐體的外圓周均勻分布。冷凝管9 的頂部焊接在上封頭上，底部焊接在罐身下邊緣或下封頭上。冷凝管9的材料選用內(nèi)襯不 銹鋼，直徑為100mm，冷凝管9的豎直部分與罐身外圓周的距離為200mm，冷凝管9底部的拐 角等于90°。為了便于對冷凝管的控制，在每個冷凝管上均安裝有蝶閥10。[0024]綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，包括供氫裝置、供氧裝置、冷卻裝置和罐體； 所述罐體由上封頭腔(I)、上封頭(2 )、罐身(3 )、下封頭(4 )和下封頭腔(5 )組成； 所述供氫裝置包括環(huán)形管(6 )、五通管(11)、進(jìn)氣管道、氫氣罐和匯流排A ;其中氫氣罐和匯流排A布置在罐體外圍，環(huán)形管(6)水平固定在罐體的下封頭腔(5)內(nèi)；其具體連接關(guān)系為兩個或兩個以上氫氣罐并聯(lián)在匯流排A上，匯流排A通過進(jìn)氣管道與位于環(huán)形管(6)中心的五通管(11)連接；所述五通管(11)包括一個進(jìn)氣口和四個出氣口，進(jìn)氣口為五通管(11)中心線上的豎直通口，出氣口為均勻分布在進(jìn)氣口外圓周的水平通口 ；五通管(11)的進(jìn)氣口與進(jìn)氣管道貫通，四個出氣口分別與環(huán)形管(6)貫通；環(huán)形管(6)的上表面均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔，在下封頭腔(5)的外圓周加工有配液口(7)，在下封頭腔(5)的底部加工有排液口(8)； 所述供氧裝置包括輸氣管道、氧氣罐和匯流排B ;氧氣罐和匯流排B布置在罐體外圍，兩個或兩個以上氧氣罐并聯(lián)在匯流排上，匯流排通過輸氣管道與罐體相貫通； 所述冷卻裝置包括兩個或兩個以上冷凝管(9)，冷凝管(9)在罐體的外圓周均勻分布，并與罐體的縱軸線平行；冷凝管(9)的頂部焊接在上封頭(2)上，底部焊接在罐身(3)下邊緣或下封頭(4)上，冷凝管(9)底部彎折的角度大于或等于90°。
2.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述環(huán)形管(6)的管徑為100mm——150mmo
3.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述環(huán)形管(6)的外圓直徑為1000mm-1500mmo
4.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述環(huán)形管(6)上透氣孔的面積和與進(jìn)氣管道的橫截面面積相等。
5.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述配液口(7)的水平高度大于環(huán)形管(6)上表面的水平高度。
6.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，在下封頭(4)與下封頭腔(5)的連接處固接有不銹鋼板，不銹鋼板的直徑等于下封頭(4)與下封頭腔(5)連接處的直徑，不銹鋼板上均勻分布有兩個或兩個以上透氣孔。
7.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述冷凝管(9)與罐身(3)外圓周的距離為200mm—300mm。
8.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，所述冷凝管(9)的管徑為10Omm—200mm。
9.如權(quán)利要求
1所述的一種消氫試驗裝置，其特征在于，在所述每個冷凝管(9)上均安裝有蝶閥(10)。
專利摘要
本發(fā)明提供一種消氫試驗裝置，包括供氫裝置、供氧裝置、冷卻裝置和罐體。供氫裝置通過下封頭腔內(nèi)的環(huán)形管上表面均勻分布的透氣孔向罐體內(nèi)提供氫氣，在本裝置中供氫用的環(huán)形管淹沒在水中，從而使氫氣從水中擴(kuò)散出來，增加了裝置的安全性能。同時在下封頭與下封頭腔的連接處增加了不銹鋼板，使從環(huán)形管內(nèi)釋放的氫氣在罐體內(nèi)分散的更均勻。供氧裝置采用管道直接向試驗裝置內(nèi)通氧。冷卻裝置通過均勻分布在罐體的外圓周的冷凝管來達(dá)到冷卻效果。本發(fā)明的消氫試驗裝置能夠均勻的向試驗系統(tǒng)內(nèi)部提供氫氣，且具有良好的冷卻效果，從而保證試驗?zāi)軌蝽樌踩倪M(jìn)行。
文檔編號G21C17/00GKCN103035305SQ201210525568
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月10日
發(fā)明者陶志勇, 姜韶堃, 趙寧, 朱敏, 張彬 申請人:中國船舶重工集團(tuán)公司第七一八研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan