Установки спалювання водню

Потреба: до складу газоподібних відходів входить водень, при певній його концентрації можливе утворення вибухонебезпечної гримучої суміші.

Можливі рішення: видалення водню або зниження його концентрації (до вибухобезпечної) - розбавленням азоту. Однак розбавлення збільшує кількість газу, що підлягає подальшій переробці, та призводить до ускладнення та подорожчання СГО.

Призначення системи на АЕС з РУ типу ВВЕР – спалювання водню:

- з випару деаераторів;

- із здувок баку витоків 1-го контуру;

- із задувок барботера.

Система містить 2 однакові нитки, кожна включає:

- конденсатор випару;

- холодильник газу;

- буферну ємність;

- 2 газодувки (робоча та резервна);

- 2 електронагрівачі (робочий та резервний);

- контактний апарат.

Основним компонентом газової суміші, що надходить на контактний апарат, є азот при незначному вмісті пари. Тому в деяких режимах для спалювання водню додається кисень, що дозується автоматично залежно від кількості водню. Зменшення концентрації кисню в циркуляційному контурі досягається припиненням його дозування.

При роботі установки випар з деаератора (130 кг/г) надходить до конденсатору, де пара конденсується; азот та водень з домішкою газоподібних продуктів ділення спрямовується до холодильнику газу та змішується з азотом, що циркулює по замкненому контуру (газодувка - електронагрівач - контактний апарат -холодильник газу - газодувка) з витратою 200 м³/г. При проходженні через електронагрівач газ нагрівається, а в контактному апараті відбувається спалювання водню.

До циркуляційного контур надходять також гази з барботера (азот з воднем) та з бака витоків 1-го контуру (азот, водень, кисень), що вентилюється частиною циркулюючого азоту.

Для спалювання водню застосовуються контактні апарати ємнісного типу, що мають невеликий аеродинамічний опір. Як каталізатор використовується кульковий платиновий каталізатор ШПК-2 (останнім часом - ОПК-2). Для ефективного використання каталізатора тиск у системі спалювання підтримується близьким до атмосферного, а температура на вході до контактного апарату не менше, ніж на 20 °С вище температури насичення.

Контактний апарат обладнаний електронагрівником, що підтримує апарат у гарячому стані на резервній нитці, і запірним пристроєм для вивантаження каталізатора.

У всіх передбачених режимах роботи теплообмінне устаткування та електронагрівачі дозволяють підтримувати необхідні температури, що забезпечують ефективне згоряння водню в контактному апараті. Об'ємна частка водню знижується з 2,5 % на вході в контактний апарат до 0,02 % після нього.