專利名稱:核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及核電廠非能動氫復(fù)合器的檢測領(lǐng)域，具體是指一種核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法。
背景技術(shù)：
非能動氫復(fù)合器是核電廠安全殼內(nèi)重 要的安全設(shè)備，當(dāng)主回路壓力邊界或壓力容器出現(xiàn)破口等嚴(yán)重事故，非能動氫復(fù)合器將以非能動的方式自動啟動，有效降低安全殼內(nèi)的氫氣含量，防止氫爆的發(fā)生，最大限度地保護(hù)安全殼的完整性和核電廠的設(shè)備安全。由于非能動氫復(fù)合器長期處于備用狀態(tài)，其內(nèi)部安裝的催化板表面會吸附壓力殼內(nèi)空氣中各類的物質(zhì)，例如灰塵、油漆揮發(fā)物、鹵素物質(zhì)以及水汽等，這些物質(zhì)會影響催化板的催化活性，從而影響非能動氫復(fù)合器的消氫性能。核電廠運(yùn)行人員需定期對催化板進(jìn)行在役檢查，并對不合格的催化板進(jìn)行修復(fù)和再生，從而保證非能動氫復(fù)合器處于有效狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種可有效提高工作效率、提高操作安全可靠性的核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，包括以下步驟
(a)制定判定標(biāo)準(zhǔn)選擇受不同物質(zhì)影響的催化板，將其放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并實時觀察其出口處的氫濃度變化情況；分別記錄出口處的氫濃度開始增加到出現(xiàn)陡降所需的時間，選擇最長的時間作為判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間，分別記錄出口處的氫濃度出現(xiàn)陡降時的值，選取最小的值作為判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值；由于受不同物質(zhì)影響的催化板的反應(yīng)時間和氫濃度出現(xiàn)陡降時的值均不同，如判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間不是選擇的最大值，則有可能出現(xiàn)合格催化板還未達(dá)到啟動消氫的時間點即判定其為不合格的情況，如判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值選取的不是最小值，則會出現(xiàn)催化板并未啟動消氫而判斷其為合格的情況，為了使得檢查結(jié)果準(zhǔn)確，故在步驟(a)中應(yīng)選擇最長的反應(yīng)延遲時間作為判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間，選取最小的值作為判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值；
(b)催化板檢查將待檢查的催化板放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并實時觀察其出口處的氫濃度變化情況；在判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間內(nèi)，若氫濃度降到判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值以下，則表明無論該催化板是受何種物質(zhì)的影響，其都能啟動消氫，故催化板判定合格，否則判定為不合格，進(jìn)入步驟(C)；
(C)對催化板進(jìn)行再生，再生后再次進(jìn)行步驟(b)，如檢查仍不合格，則需更換催化板。
本發(fā)明的原理為(1)通過創(chuàng)新的方法制定出催化板的判定標(biāo)準(zhǔn)，由于氫氣和氧氣在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)會致使氫氣濃度下降，通過檢測反應(yīng)前后氫氣濃度的變化情況，然后結(jié)合預(yù)先制定出的判定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行催化板的性能評判；(2)檢查模式下，僅采用空氣中氫氣含量為2. 5^3. 0 vol. %的混合氣作為檢查氣體，再生模式下，僅采用氮?dú)庵袣錃夂繛? 5 vol. %的混合氣作為再生氣體；這樣不僅在役檢查方法簡單有效，有效提高工作效率，大幅度縮短核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查時間，同時更具安全可靠性。
檢查氣體的選定催化板的檢查方法是通入某定值濃度的含氫氣體，檢驗催化板是否可在規(guī)定時間內(nèi)啟動消氫以及消氫能力是否滿足使用要求，因此，需對檢查氣體的種類和濃度進(jìn)行選定。按照非能動氫復(fù)合器催化板的工作原理，選擇氫氣空氣混合氣作為檢查氣體。檢查氣體濃度的選擇不僅要保證催化板在此濃度下能夠快速啟動，而且要保證催化板檢查過程中的安全性。按照核電廠非能動氫氣復(fù)合器技術(shù)規(guī)格書的要求，非能動氫氣復(fù)合器催化板的啟動閾值為< 2 vol. % (氫氣體積濃度 )，由于非能動氫復(fù)合器催化板啟動閾值存在差異，為有效消除催化板啟動閾值差異所帶來的影響，檢查氣體中氫氣濃度應(yīng)^ 2 vol.% ;且GB4962《氫氣使用安全技術(shù)規(guī)程》指出氫氣在空氣中的爆炸極限為49^75vol. %，因此，檢查氣體中氫氣濃度應(yīng)在29T4vol. %之間，而越接近爆炸極限的標(biāo)氣配制難度和危險性越大，結(jié)合國內(nèi)氣體生產(chǎn)商實際生產(chǎn)情況以及相關(guān)實驗，將檢查氣體選定為空氣中氫氣含量為2. 5^3. 0 vol. %的混合氣。
再生氣體的選定催化板的再生是指在高溫、惰性環(huán)境中通入還原劑還原被氧化的催化劑，并去除表面雜質(zhì)及附著物，使催化劑恢復(fù)高效活性，因此,需對再生氣體的種類和濃度進(jìn)行選定。催化劑通常采用氫氣進(jìn)行還原，并用惰性氣體覆蓋，以防止還原后的催化劑在高溫下與氧接觸產(chǎn)生氧化作用。催化板表面的附著物主要包括I2、碳?xì)浠衔?如油漆揮發(fā)物)等物質(zhì)，催化板的再生是采用通入氫氣與催化板表面的催化劑反應(yīng)，通過加熱產(chǎn)生高溫，并依靠自身揮發(fā)作用去除附和物。再生氣體的選擇不僅要考慮催化板的再生效率，而且還要考慮再生過程中的安全性；催化板的再生效率與再生氣體中氫氣濃度有關(guān)，但由于催化板的再生是在不完全密封的加熱箱中進(jìn)行，局部與空氣相通，從安全角度出發(fā)，選擇氮?dú)浠旌蠚庾鳛樵偕鷼怏w，且再生氣體的氫氣濃度不宜過高，并用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃和建立惰性環(huán)境。綜合考慮，選定氮?dú)庾鳛榇祾邭怏w，選定氮?dú)庵袣錃夂繛? 5 vol. %的混合氣作為再生氣體。
本發(fā)明中，通過在高溫條件下加入氫氣還原催化劑來實現(xiàn)催化板的再生，通過高溫氫氣將催化劑從氧化鉬、氧化鈀還原為金屬單質(zhì)鉬和鈀，極大提高了催化劑的活性，催化板的再生過程具體步驟為將催化板放入再生模式加熱箱中，加熱使再生環(huán)境溫度為16(T210°C ;向再生模式加熱箱中通入吹掃氣體，且控制吹掃氣體的壓力為0. 15MPa，流量為500L/h，吹掃時間為5分鐘；吹掃完畢后通入再生氣體，且控制再生氣體的壓力為0. 15MPa，流量為100(Tl200L/h，再生時間為15 20分鐘。
再生流量的選定再生流量的選定應(yīng)考慮催化劑的還原質(zhì)量和H2的排放對環(huán)境的影響等因素。研究證明，再生氣體的流量將影響催化劑的還原質(zhì)量，提高再生氣體的流量能提高還原速度，也有利于還原反應(yīng)進(jìn)行，但通入的氫氣有部分并未完全參與反應(yīng)即被排出，可見，排出氫氣量與再生流量成正比，因此，在滿足功能的前提下，再生流量應(yīng)盡量小。通過試驗結(jié)果表明，再生氣體流量為800L/h時，再生時間為20分鐘，催化板表面局部呈黃色(即氧化態(tài))，再生不完全；再生氣體流量為1000L/h時，再生時間為20分鐘，催化板表面呈黑色，再生效果良好；再生氣體流量為1200L/h時，再生時間為20分鐘，催化板表面呈黑色，再生效果良好；再生氣體流量為1400L/h時，再生時間為20分鐘，相對于再生氣體流量為1200L/h時再生效果沒有變化，而且增加再生成本；因此，選定再生流量為100(Tl200L/h。[0010]再生溫度的選定采用氧化態(tài)的催化板(表面呈黃色)進(jìn)行再生溫度選擇試驗，再生后進(jìn)行性能檢查，檢查試驗數(shù)據(jù)如下表所示
權(quán)利要求
1.核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，其特征在于包括以下步驟 (a)制定判定標(biāo)準(zhǔn)選擇受不同物質(zhì)影響的催化板，將其放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并實時觀察其出口處的氫濃度變化情況；分別記錄出口處的氫濃度開始增加到出現(xiàn)陡降所需的時間，選擇最長的時間作為判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間，分別記錄出口處的氫濃度出現(xiàn)陡降時的值，選取最小的值作為判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值； (b)催化板檢查將待檢查的催化板放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并實時觀察其出口處的氫濃度變化情況；在判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間內(nèi)，若氫濃度降到判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值以下，則催化板判定合格，否則判定為不合格，進(jìn)入步驟(C)； (C)對催化板進(jìn)行再生，再生后再次進(jìn)行步驟(b)，如檢查仍不合格，則需更換催化板。
2.根據(jù)權(quán)利要求
I所述的核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，其特征在于所述催化板的再生過程為將催化板放入再生模式加熱箱中，加熱使再生環(huán)境溫度為16(T210°C ;向再生模式加熱箱中通入吹掃氣體，且控制吹掃氣體的壓力為0. 15MPa，流量為500L/h，吹掃時間為5分鐘；吹掃完畢后通入再生氣體，且控制再生氣體的壓力為0. 15MPa，流量為100(Tl200L/h，再生時間為15 20分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求
2所述的核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，其特征在于所述檢查氣體采用空氣中氫氣含量為2. 5^3. 0 vol. %的混合氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，其特征在于所述再生氣體采用氮?dú)庵袣錃夂繛? 5 vol. %的混合氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1、2或3所述的核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，其特征在于所述影響催化板的物質(zhì)包括灰塵、油漆揮發(fā)物、鹵素物質(zhì)或者水汽。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種核電廠非能動氫復(fù)合器催化板在役檢查方法，包括(a)選擇不同催化板放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并實時觀察其出口處的氫濃度變化情況；分別記錄出口處的氫濃度開始增加到出現(xiàn)陡降所需的時間和氫濃度出現(xiàn)陡降時的值，選擇最長的時間和最小的值作為判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間和判定值；(b)將催化板放入檢查模式箱中，向檢查模式箱中通入檢查氣體，并觀察氫濃度變化情況；在判定標(biāo)準(zhǔn)的反應(yīng)時間內(nèi)，若氫濃度降到判定標(biāo)準(zhǔn)的判定值以下，則催化板合格，否則為不合格，進(jìn)入步驟(c)；(c)對催化板進(jìn)行再生，再生后如檢查仍不合格，則需更換催化板。本發(fā)明可有效提高工作效率、提高操作安全可靠性。
文檔編號G21C17/104GKCN102750995SQ201210240784
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月12日
發(fā)明者傅晟偉, 姜峨, 張波, 李楊, 王宏慶, 王春, 邱添, 馬韋剛 申請人:中國核動力研究設(shè)計院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan