RU2748214C1 - Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа - Google Patents
Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748214C1 RU2748214C1 RU2020115219A RU2020115219A RU2748214C1 RU 2748214 C1 RU2748214 C1 RU 2748214C1 RU 2020115219 A RU2020115219 A RU 2020115219A RU 2020115219 A RU2020115219 A RU 2020115219A RU 2748214 C1 RU2748214 C1 RU 2748214C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydrogen
- catalytic
- fuel
- catalytic unit
- gas
- Prior art date
Links
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 62
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 58
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 36
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 31
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N palladium Substances [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 13
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910000384 uranyl sulfate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000003608 radiolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 9
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 6
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 3
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 3
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 3
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 102200052313 rs9282831 Human genes 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C1/00—Reactor types
- G21C1/04—Thermal reactors ; Epithermal reactors
- G21C1/24—Homogeneous reactors, i.e. in which the fuel and moderator present an effectively homogeneous medium to the neutrons
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области технологий утилизации радиолитического газа в растворных ядерных реакторах и может быть использовано для создания способов обеспечения безопасной работы ядерного реактора (ЯР) и очищения парогазовой смеси до концентрации водорода. Способ преобразования водородосодержащей среды в каталитическом блоке включает пропускание потока через слой катализатора с окислением водорода до воды. В ЯР, в котором осуществлено облучение находящегося в нем подкисленного до рН в диапазоне 0,5-2,0 топливного раствора в виде уранилсульфата, потоком нейтронов, в топливном растворе протекает радиолиз с получением побочных продуктов водорода и кислорода, которые направляются в надтопливное пространство, а затем под действием воздушного компрессора парогазовую смесь направляют через систему охлаждения в каталитический блок с находящимся в нем платиново-палладиевым катализатором, в виде нанесенного тонким слоем на поверхность керамических гранул из оксида алюминия в качестве носителя катализатора, где осуществляют рекомбинацию водорода в воду, которую затем направляют в исходное надтопливное пространство ЯР. Изобретение обеспечивает возможность более стабильной и безопасной работы ядерного реактора (ЯР). 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.
Description
Предлагаемое изобретение относится к области технологий утилизации радиолитического газа в растворных ядерных реакторах и может быть использовано для создания способов обеспечения безопасной работы ядерного реактора (ЯР) и очищения парогазовой смеси до концентрации водорода.
Актуальность решаемой проблемы основана на необходимости разработки системы каталитической утилизации радиолитического газа, образующегося при работе растворного ядерного реактора, состоящего из смеси водорода, кислорода, в ходе эксплуатации которой возможно образование так называемой «гремучей смеси», способной при определенных условиях к самопроизвольной детонации, приводящей к возможной разгерметизации активной зоны реактора с выходом опасных радиоактивных продуктов в окружающую среду.
Из уровня техники известен способ преобразования водородосодержащей среды с мольным соотношением водорода к кислороду в диапазоне от 1,5:1 до 2,5:1 дегидрогенизацией в каталитическом реакторе пропусканием потока через слой катализатора из группы платиново-палладиевых катализаторов со скоростью от 0,5 до 100 л/мин и давлении реакции от 0,07 до 0,15 МПа с окислением водорода до воды (патент РФ №2 554879, МПК B01J 23/42, публ. 27.06.2015 г.).
К недостаткам известного способа относится отсутствие возможности обеспечения стабильной и безопасной работы ядерного реактора (ЯР) и очищения парогазовой смеси от водорода в надтопливном пространстве растворного ЯР.
Задачей авторов изобретения является разработка эффективного способа преобразования водородосодержащей среды, обеспечивающей стабильную и безопасную работу растворного ЯР за счет поддержания безопасной концентрации водорода и кислорода в ЯР и очищения радиолитического газа от водорода.
Новый технический результат, обеспечиваемый предлагаемым способом, по сравнению с прототипом, заключается в обеспечении возможности более стабильной и безопасной работы ядерного реактора (ЯР) и очищения парогазовой смеси от водорода в надтопливном пространстве растворного ЯР.
Указанные задача и новый технический результат обеспечиваются тем, что в отличие от известного способа преобразования водородосодержащей среды с мольным соотношением водорода к кислороду в диапазоне от 1,5:1,0 до 2,5:1,0 в каталитическом блоке пропусканием потока через слой катализатора из группы платиново-палладиевых катализаторов со скоростью от 0,5 до 100 л/мин и давлении реакции от 0,07 до 0,15 МПа с окислением водорода до воды, согласно изобретению, в ЯР, в котором осуществлено облучение находящегося в нем подкисленного до рН в диапазоне 0,5-2,0 топливного раствора в виде уранилсульфата потоком нейтронов, осуществляют радиолиз в топливном растворе водорода и кислорода с получением побочных продуктов водорода и кислорода, которые направляют в надтопливное пространство, а затем под действием воздушного компрессора при высоких скоростях прокачки парогазовую смесь направляют через систему охлаждения с одноконтурным теплообменником для снижения температуры до 10-30°С в каталитический блок с находящимся в нем платиново-палладиевым катализатором в виде нанесенного тонким слоем на поверхность керамических гранул из оксида алюминия в качестве носителя катализатора, где осуществляют рекомбинацию водорода в воду в виде парогазовой смеси, которую затем направляют посредством компрессора в исходное надтопливное пространство для образования замкнутого цикла утилизации радиолитического газа.
Известен в качестве прототипа заявляемого устройства реализации способа преобразования водородосодержащей среды (патент РФ №2633712, МПК G21C 01/24, публ. 17.10.2017 г.), включающее ЯР, корпус которого заполнен уранилсульфатом в качестве жидкого топлива, систему охлаждения, каталитический блок с катализатором из группы платиново-палладиевых катализаторов.
Недостатком прототипа является сравнительно невысокая безопасность из-за использования пассивной системы каталитической рекомбинации газовой среды, в которой используется гравитационная система подачи водородсодержащей газовой среды в каталитический блок, вследствие чего концентрация водорода в надтопливном пространстве корпуса реактора может превысить нижний предел взрывобезопасности и привести к взрыву и разгерметизации газового контура с выходом газообразных радиоактивных веществ и аэрозолей в окружающую среду.
Задачей авторов изобретения является разработка устройства для реализации заявляемого способа преобразования водородосодержащей среды, с повышенной безопасностью и стабильностью работы.
Новый технический результат, обеспечиваемый предлагаемым устройством, заключается в более безопасной и стабильной работе растворного ЯР, а также в очищении радиолитического газа от попутно поступающих с ним каталитических ядов, по сравнению с прототипом.
Указанные задача и технический результат обеспечивается тем, что в отличие от известного устройства, включающего ЯР, корпус которого заполнен уранилсульфатом в качестве жидкого топлива, система охлаждения, каталитический блок с катализатором из группы платиново-палладиевых катализаторов, согласно изобретению в каталитическом блоке установлены отсеки, одна часть которых заполнена платино-палладиевым катализатором, нанесенным на гранулированную керамическую основу, другая часть отсеков образует систему газопроницаемых каналов каталитического блока, система охлаждения представляет собой трубчатый теплообменник для охлаждения водородсодержащей газовой смеси, перемещающейся из надтопливного пространства ЯР в систему каталитической утилизации водорода, воздушный компрессор для постоянной принудительной циркуляции газовой смеси из надтопливного пространства ЯР в каталитический блок и обратно с образованием замкнутого цикла утилизации радиолитического газа.
Предлагаемые способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для его реализации поясняются следующим образом.
Принципиальная схема и устройство системы каталитической утилизации радиолитического газа (СКР) для ЯР растворного типа с принудительной системой циркуляции газовой смеси представлены на фиг. 1, где 1 - ЯР, 2 - холодильник, 3 - каталитический блок, 4 - воздушный радиатор, 5 - воздушный компрессор, 6 - датчики давления, 7 - датчики температуры, 8 - датчики водорода, 9 - газовые краны.
Каталитический блок - (фиг. 1, п. 3) представляет собой металлический цилиндрический контейнер с чередующимися отсеками, отделенными друг от друга перфорированными металлическими пластинами и/или сетками. Одни отсеки заполнены палладиевым и/или платиновым катализатором, нанесенным на гранулированную керамическую основу, а другие остаются пустыми для обеспечения высокой газодинамической проницаемости каталитического блока при высоких скоростях прокачки парогазовой смеси в газовом контуре СКРВ. В каталитическом блоке в отдельной защитной оболочке устанавливаются по два датчика температуры, расположенные в пространствах с катализатором.
В СКР с принудительной циркуляцией парогазовой смеси предлагается разместить несколько каталитических блоков: 1) рабочие блоки; 2) резервные блоки и 3) блоки, находящиеся на «высвечивании» перед заменой. Рабочие каталитические блоки используют до тех пор, пока каталитическая активность катализатора и скорость прокачки парогазовой смеси позволяют поддерживать взрывобезопасную концентрацию водорода в надтопливном пространстве растворного ЯР (не более 4% объем.). Затем осуществляют включение резервных каталитических блоков, а отработанные блоки посредством газовых вентилей отключают от газового контура и без демонтажа переводят в режим «высвечивания».
По мере снижения радиационного фона до уровня, соответствующего требованиям НРБ-99/2009, производят процедуру их регенерации (на месте размещения, без демонтажа) и/или замену их на новые блоки.
Холодильник (фиг. 1, п. 2), расположенный по ходу движения парогазовой смеси (ПГС) до каталитического блока, представляет собой одноконтурный замкнутый трубчатый теплообменник, в котором в качестве рабочего тела используется воздух, вода, фреон или другой теплоноситель. Теплообменник предназначен для снижения температуры парогазовой смеси, поступающей из топливного раствора ЯР в каталитический блок, не более 30°С.
Радиатор (фиг. 1, п. 4) расположен после каталитического блока, и представляет собой вспомогательный воздушный теплообменник, предназначенный для охлаждения и конденсации ПГС, поступающей из каталитического блока в надтопливное пространство ЯР, В качестве рабочего тела используют воздух.
Воздушный компрессор (газодувка) (фиг. 1, п. 5) обеспечивает принудительную циркуляцию ПГС в газовом контуре СКР. При изменении условий работы реактора и/или снижения каталитической активности рабочего блока он позволяет своевременно отрегулировать скорость прокачки парогазовой смеси в газовом контуре так, чтобы концентрация водорода в надтопливном пространстве ЯР не превышала нижний предел взрывобезопасности (4% объем.).
Датчики давления (фиг. 1, п. 6) и датчики водорода (фиг. 1, п. 8) позволяют контролировать давление и состав ПГС в газовом контуре СКР.
Газовые краны (фиг. 1, п. 9) - позволяют отсекать в случае необходимости (при проведении облучательных экспериментов в импульсном режиме и при проведении регламентируемых работ для СКР и др.) газовый контур ЯР от газового контура СКР.
На фиг. 2 представлены графики изменения параметров ПГС в течение времени эксплуатации - изменения давления, концентрации водорода в газовом контуре СКР до и после каталитического блока, температуры катализатора.
Принцип работы системы каталитической утилизации радиолитического газа с принудительной прокачкой ПГС в составе растворного ЯР можно описать последовательностью следующих стадий:
- радиолиз топливного раствора с образованием водородно-кислородной парогазовой смеси ПГС при проведении облучательных экспериментов;
- гравитационное накопление водородно-кислородной смеси в надтопливном пространстве растворного ЯР;
- принудительная продувка водородно-кислородной смеси из надтопливного пространства растворного ЯР в холодильник;
- охлаждение водородно-кислородной смеси между трубками теплообменника для снижения влагосодержания и концентрации йода в прокачиваемой ПГС;
- поступление охлажденной водородно-кислородной парогазовой смеси в каталитический блок;
- взаимодействие водорода с кислородом в каталитическом блоке с образованием парогазовой смеси с пониженным содержанием водорода (рекомбинированная ПГС);
- охлаждение рекомбинированной парогазовой смеси между трубками второго теплообменника;
- возвращение рекомбинированной и охлажденной ПГС в надтопливное пространство растворного ЯР.
Последовательность представленных стадий формирует замкнутый цикл утилизации (преобразования) радиолитического газа, образовавшегося при работе ЯР на мощности, с возвращением в топливный раствор ЯР эквивалентного количества воды, разложенной в процессе радиолиза.
Таким образом, использование предлагаемого способа преобразования водородсодержащей среды и устройства с регулируемой принудительной прокачкой ПГС позволяет обеспечивать стабильную и безопасную работу растворных ЯР.
Возможность промышленной реализации предлагаемого способа преобразования (утилизации) радиолитического газа в надтопливном пространстве ЯР может быть подтверждена следующими примерами конкретного исполнения.
Пример 1.
В лабораторных условиях заявляемый способ был реализован на опытной модели ЯР.
Лабораторные эксперименты по каталитическому окислению водородно-кислородной смеси (ПГС), поступающей со скоростью 0,45 дм3/мин через модельные топливные растворы с рН=7,0, проводили при скоростях циркуляции ПГС в замкнутом газовом контуре 5,0 дм3/мин и 9,0 дм /мин соответственно. Лабораторные эксперименты проводились в течение более 1100 часов работы модели ЯР.
В ходе эксперимента проведена оценка степени каталитической конверсии водорода для одно- двух- трех- и четырехсекционных каталитических блоков, оснащенных палладиевыми гранулированными катализаторами с массовой долей палладия от 0.2 до 2,0%. Массы палладиевых катализаторов в каждой секции блока составляли от 25 до 38 г.
Установлено, что:
- максимальная объемная доля водорода в газовом контуре испытательного стенда (опытной модели ЯР) до каталитического блока ЯР не превышала 4.0%;
- максимальная объемная доля водорода на выходе из односекционных каталитических блоков с массой катализатора составляла 1,0% при скорости циркуляции ПГС 5,0 дм3/мин и 0,55% при 9,0 дм3/мин;
- максимальная объемная доля водорода на выходе из каталитических блоков с массой катализатора составляла 0,023% и 0,042% при скоростях прокачки ПГС 4,6 дм3/мин и 8,7 дм3/мин соответственно;
- степень конверсии водорода для всех каталитических блоков после истечения 20 минут от начала эксперимента превышала 90%.
Пример 2.
В ходе эксперимента проведена оценка степени каталитической конверсии водорода на гранулированном промышленном катализаторе К-ПГ (массой 20 г) при окислении водородно-кислородной смеси, поступающей в газовый контур макета СКР со скоростью 0,5 дм /мин через подкисленные модельные топливные растворы с рН=0,5 и 1,0 в отсутствии каталитического яда - йода. Скорость циркуляции ПГС в газовом контуре макета СКР составляла 9,0 дм3/мин.
Установлено, что при отсутствии йода в подкисленных модельных растворах степень каталитической конверсии водорода составляла (98±1) % при окислении ~ 3000дм водорода в течение 132 ч непрерывной работы без тенденции к снижению. Концентрация водорода в газовом контуре СКР до и после каталитического блока не превышала 4% (объемн.).
Пример 3.
В ходе проведения эксперимента проведена оценка степени каталитической конверсии водорода на гранулированном промышленном катализаторе К-ПГ (массой 20 г) при окислении водородно - кислородной смеси, поступающей в газовый контур макета СКР со скоростью 0,5 дм3/мин через подкисленный модельный топливный раствор с рН=0,5 0 в присутствии каталитического яда - йода с концентрацией 32,5 мг/дм3. Скорость циркуляции ПГС в газовом контуре макета СКР составляла 9,0 дм3/мин.
Следует отметить, что концентрация йода в модельном топливном растворе в 90 раз превышала его максимальную концентрацию в топливном растворе ЯР ВИР-2М.
Установлено, что в присутствии йода с концентрацией 32,5 мг/дм3 подкисленном модельном топливном растворе степень каталитической конверсии постепенно снижалась от 98,0% до 85,0% при каталитическом окислении ~ 5000 дм3 водорода. Лабораторный эксперимент проводился в течение 240 ч непрерывной работы.
Концентрация водорода в газовом контуре СКР до и после каталитического блока не превышала 4% (объемн.).
В ходе проведения экспериментов в режиме он-лайн осуществлен мониторинг измеряемых параметров водородсодержащей газовой среды для своевременной корректировки для поддержания их на безопасном уровне.
Результаты измерений в условиях данного примера сведены в таблицу 1, из которой следует, что в течение времени проведения экспериментальных исследований (более 2 месяцев непрерывной работы) все параметры преобразуемой водородсодержащей газовой среды были выдержаны на безопасном уровне.
Claims (2)
1. Способ преобразования водородосодержащей среды с мольным соотношением водорода к кислороду в диапазоне от 1,5:1,0 до 2,5:1,0 в каталитическом блоке пропусканием потока через слой катализатора из группы платиново-палладиевых катализаторов со скоростью от 0,5 до 100 л/мин и давлении реакции от 0,07 до 0,15 МПа с окислением водорода до воды, отличающийся тем, что в ядерном реакторе, в котором осуществлено облучение находящегося в нем подкисленного до рН в диапазоне 0,5-2,0 топливного раствора в виде уранилсульфата потоком нейтронов, в топливном растворе протекает радиолиз с получением побочных продуктов водорода и кислорода, которые направляются в надтопливное пространство, а затем под действием воздушного компрессора при высоких скоростях прокачки парогазовую смесь направляют через систему охлаждения с одноконтурным теплообменником для снижения температуры до 10-30°С в каталитический блок с находящимся в нем платиново-палладиевым катализатором, в виде нанесенного тонким слоем на поверхность керамических гранул из оксида алюминия в качестве носителя катализатора, где осуществляют рекомбинацию водорода в воду в виде парогазовой смеси, которую затем направляют посредством компрессора в исходное надтопливное пространство для образования замкнутого цикла утилизации радиолитического газа, при этом осуществляют контроль в режиме онлайн параметров - давления, концентрации водорода преобразуемой газовой среды на входе в каталитический блок и на выходе из него, а также температуры в каталитическом блоке.
2. Устройство для реализации способа по п. 1, включающее ядерный реактор, корпус которого заполнен уранилсульфатом в качестве жидкого топлива, система охлаждения, каталитический блок с катализатором из группы платиново-палладиевых катализаторов, отличающееся тем, что в каталитическом блоке установлены отсеки, одна часть которых заполнена платиново-палладиевым катализатором, нанесенным на гранулированную керамическую основу, другая часть отсеков образует систему газопроницаемых каналов каталитического блока, система охлаждения представляет собой трубчатый теплообменник для охлаждения водородсодержащей газовой смеси, поступающей из надтопливного пространства ядерного реактора в систему каталитической рекомбинации водорода, воздушный компрессор для постоянной принудительной циркуляции газовой смеси реактора из надтопливного пространства ядерного реактора в каталитический блок и обратно с образованием замкнутого цикла утилизации радиолитического газа.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020115219A RU2748214C1 (ru) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020115219A RU2748214C1 (ru) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748214C1 true RU2748214C1 (ru) | 2021-05-21 |
Family
ID=76033901
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020115219A RU2748214C1 (ru) | 2020-04-17 | 2020-04-17 | Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748214C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2844566C1 (ru) * | 2024-12-12 | 2025-08-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Карбо Инжиниринг" (Ооо "Карбо Инжиниринг") | Способ утилизации радиоактивных изотопов водорода и установка для его осуществления |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2937127A (en) * | 1956-09-04 | 1960-05-17 | North American Aviation Inc | Laboratory reactor |
| RU127234U1 (ru) * | 2012-11-07 | 2013-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" | Ядерный гомогенный реактор растворного типа |
| RU2630259C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-09-06 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Комплекс ядерных растворных реакторов |
| RU2633712C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-10-17 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Ядерный растворный реактор |
| RU2646864C1 (ru) * | 2014-12-26 | 2018-03-12 | Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Им. Н.А. Доллежаля" | Реакторная установка для производства изотопной продукции |
-
2020
- 2020-04-17 RU RU2020115219A patent/RU2748214C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2937127A (en) * | 1956-09-04 | 1960-05-17 | North American Aviation Inc | Laboratory reactor |
| RU127234U1 (ru) * | 2012-11-07 | 2013-04-20 | Открытое Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Имени Н.А. Доллежаля" | Ядерный гомогенный реактор растворного типа |
| RU2646864C1 (ru) * | 2014-12-26 | 2018-03-12 | Акционерное Общество "Ордена Ленина Научно-Исследовательский И Конструкторский Институт Энерготехники Им. Н.А. Доллежаля" | Реакторная установка для производства изотопной продукции |
| RU2630259C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-09-06 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Комплекс ядерных растворных реакторов |
| RU2633712C2 (ru) * | 2015-04-07 | 2017-10-17 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Ядерный растворный реактор |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2844566C1 (ru) * | 2024-12-12 | 2025-08-04 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Карбо Инжиниринг" (Ооо "Карбо Инжиниринг") | Способ утилизации радиоактивных изотопов водорода и установка для его осуществления |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11257600B2 (en) | Sodium-cesium vapor trap system and method | |
| US3228849A (en) | Utilization of nuclear fission for chemical reactions | |
| CN108109710B (zh) | 一种制备熔盐反应堆燃料盐的装置和方法 | |
| CN105810277A (zh) | 一种氚工艺尾气处理系统 | |
| CN104328291B (zh) | 一种将Pu(III)氧化至Pu(IV)的氧化调价设备 | |
| JP2014048043A (ja) | 原子力プラントのガス処理設備 | |
| CN105233691A (zh) | 一种基于催化反应和膜分离级联的氢同位素高效回收装置及回收方法 | |
| JP2014010049A (ja) | 原子力プラントの水素処理システム | |
| CN114171233B (zh) | 一种反应堆在线产氚与氚回收装置 | |
| RU2748214C1 (ru) | Способ преобразования водородосодержащей среды и устройство для реализации способа | |
| CN103977744A (zh) | 一种催化降解六氯苯的方法 | |
| Ionitã et al. | The separation of deuterium and tritium on PT/SDB/PS and PT/C/PTFE hydrophobe catalysts | |
| RU2006136034A (ru) | Способ обработки системы каталитических реакторов перед проведением технического обслуживания реакторов | |
| CN1125888A (zh) | 核能系统催化消氢工艺方法 | |
| JP2005003598A (ja) | 加圧水型原子力発電プラントにおける混床式脱塩塔およびその運転方法 | |
| CN119161237B (zh) | 一种用于硼同位素分离的苯甲醚的连续深度脱水方法 | |
| EP2951836B1 (en) | Method and practical device composition for purification of air from gaseous tritium and concentration of tritium in a constant volume of water | |
| JPS6283301A (ja) | 酸素水素再結合器 | |
| Choi et al. | Stability of nickel catalyst supported by mesoporous alumina for hydrogen iodide decomposition and hybrid decomposer development in sulfur–iodine hydrogen production cycle | |
| CN205645291U (zh) | 一种氚工艺尾气处理系统 | |
| CN107175051A (zh) | 脉动式加氢还原法制备载体车用催化剂的装置及其应用 | |
| RU2755054C1 (ru) | Способ удаления радиоактивного йода и его изотопов из системы ядерного реактора | |
| Heung | Design of metal hydride vessels for processing tritium | |
| RU90609U1 (ru) | Реакторная установка | |
| JP5632272B2 (ja) | 原子炉格納容器の水素処理設備 |