核电厂发生失水事故会产生大量氢气，并通过主回路压力边界或压力容器破口释放到安全壳中。大量氢气与安全壳内的氧气混合存在氢燃甚至氢爆的风险，从而危及安全壳完整性，导致放射性物质释放到环境中[1-2]。因此为了保证安全壳的完整性，核电厂的设计必须引入有效的氢气控制手段[3]。

氢气点火器作为第三代核电机组安全壳氢气控制系统中的消氢设备之一，主要作用为发生严重事故时，使达到可燃限值的氢气产生燃烧，防止氢气浓度进一步升高而发生事故性氢爆炸，以确保安全壳的完整性和安全壳内相关设备的安全运行，可与非能动氢复合器共同作用，实现安全壳内氢气浓度的有效控制[4]。

在进行小型农田水利工程建设质量的优化时，现行水利行政管理部门应针对整个工程的建设环节进行全方位的统筹管理，并科学合理地配置相关资源。在责任划分时，严格按照施工标准及规范内容执行，借以提升项目工程的监督管理力度，为工程的质量提供保障。另一方面，进行小型农田水利工程的建设管理时，应采用专业水平高超的施工技术进行工程后期的施工质量审计验收，并对后续的工程维护工作进行科学指导，借以有效降低工程管理中各类问题出现的概率。

这时,团里的曲干事走了过来,把手拢在嘴边,冲车厢大声喊:“男知青先下,接一下女知青,不要让女知青们摔伤了!各领队注意,要保证安全,保证安全!”

本次设计中为了使调试工作比较方便，特意加入了LCD显示模块来显示超声波所测距离。LCD屏幕连接在主控板上。具体电路原理图如图6所示。

近年来，美国、德国和法国等核电发达国家现已相继研制开发了多种形式的氢气点火器，并在核电厂投入使用，国内在役核电厂仅有秦山三期核电厂消氢系统采用了氢气点火器，但其技术性能无法满足第三代核电站的使用要求。

根据核电厂氢气点火器研发的技术指标及使用要求，设计制造了一种拥有自主知识产权的螺旋线圈型氢气点火器，突破了氢气点火器加热元件研制的技术难点，解决了氢气点火器的关键技术，掌握了氢气点火器的设计制造以及性能试验技术，并通过试验对研制的氢气点火器的性能和功能实现性进行了验证。研制的氢气点火器满足核电厂氢气点火器研发的性能参数要求。

1 设计要求

1.1 工作原理

氢气点火器是利用热消氢[5]的方法使氢气浓度降到可燃浓度以下，其工作原理为：加热元件将电能转化为热能，并维持高温状态，从而使达到可燃限值的氢气和空气混合气体在与加热件表面接触后发生燃烧，氢气得到快速消除。

1.2 技术指标

氢气点火器的技术指标要求如表1所示。

 

表1 氢气点火器技术指标Table 1 Parameters of hydrogen igniters

 

2 设备设计

2.1 类型确定

据调研，目前国外研制成功的核电厂氢气点火器主要有四种型式，分别为电击发型氢气点火器、火花塞型氢气点火器、螺旋线圈型氢气点火器和催化反应型氢气点火器[6]。四种氢气点火器的特点如表2所示。

 

表2 四种氢气点火器对比Table 2 Contrast of four types hydrogen igniters

 

从表中可以看出，电击发型和火花塞型氢气点火器在点火瞬间会产生一个高强电压，点火时容易对其他设备造成电磁干扰；并且两种类型氢气点火器结构非常复杂。催化反应型氢气点火器的消氢机理与非能动氢复合器的消氢原理类似，需要昂贵的金属催化剂且工艺要求严格。螺旋线圈型氢气点火器结构较其他三种形式氢气点火器更为简单，它是利用加热的方式来点燃氢气，不存在电磁干扰，同时响应时间也较快。

2.2 指导学生做好生涯规划，找准自己定位，树立正确就业观。对于大学生的就业指导应从新生入学便开始，帮助学生全面剖析自己、了解自己的能力、兴趣等，便于其在大学生涯中有计划的培养自己的专长。做为高校辅导员还应帮助不同层次的学生客观的认清自己的综合素质，在就业的过程中不应“眼高手低”、好高骛远。

3）启停次数试验；

2.2 结构设计

氢气点火器作为近年来才研发成功的新兴消氢设备，在国内核电厂还未得到广泛的使用，目前国内在役核电厂中仅有秦山三期核电厂安装了加拿大某公司的氢气点火器，在建核电厂中，只有三门和海阳已完成了氢气点火器的采购，产品均来自美国。本文中自主研制的氢气点火器在技术性能、可靠性、适用性以及可操作性上均优于上述国外同类产品，技术参数对比详见表3：

氢气点火器壳体采用304不锈钢焊接而成，尽量减少螺钉连接和易脱落件，避免零件脱落影响其他设备运行；壳体正面设置开口，方便内部电缆的安装和检修，并通过与开口相匹配的盖板密封；在壳体的两个侧面分别设置了一个电气接插件，用于安装电加热元件和与外部供电线路连接；在安装电加热元件的壳体侧面设置有防水板，防止电加热元件被喷淋液直射；壳体底面设置安装板。

  

图1 氢气点火器结构示意图Fig.1 Schematic diagram of hydrogen igniter

加热元件是氢气点火器的关键部件，其性能直接决定了整个装置的消氢能力，是氢气点火器设计的重点。据调研，目前国内还未有满足氢气点火器使用要求的电加热元件成熟产品。加热元件的研制存在较大技术难度，具体体现为：

一是建设单位应当增强质量意识，严格落实逐套验收制度。住宅工程在竣工验收前，组织施工、监理单位及物业公司有关人员认真细致地开展逐套验收工作，重点对工程观感质量和使用功能进行检查，详细记录存在的问题，并跟踪落实整改。

1）加热元件需在≤145 W的小功率条件下达到930℃的高表面温度；

1）氢气点火器在两次表面温度及升温速度试验过程中，达到稳定工作状态时表面温度均维持在1 000℃左右；并且其表面温度均在通电50 s后超过了930℃；

氢气点火器加热元件选用一种特种合金材料，并通过在材料中添加适量的微量元素提高材料的抗氧化性能和抗拉强度，使加热元件能在930℃以上的高温下保证72小时工作寿命；加热元件通过采用减小电阻丝长度、缩小电阻丝直径、减小包壳表面积大小以及独特创新的电阻丝布置方式提高了元件的传热效率，使元件表面温度更为均匀，积聚温度更快，从而使加热元件在≤145 W的小功率条件下可达到930℃的高表面温度。

3 试验

为验证氢气点火器技术指标，需开展氢气点火器功能及性能试验。试验内容主要包括以下五项：

1）表面温度及升温速度试验；2）功率试验；

根据以上分析及氢气点火器的设计要求，确定核电厂氢气点火器的形式为螺旋线圈型氢气点火器。

4）持续工作时间试验；5）电源拉偏试验。

3.1 试验方法

将氢气点火器置于无对流通风的密闭房间，由调压器实现不同的供电要求，并由稳压器保证供给电压的波动≤±1 V，通过红外成像仪测量氢气点火器加热元件表面温度，采用数据采集模块采集氢气点火器电压和电流，并将两者的乘积换算为功率值。

检测装置选用超低功耗的电子元器件,增加检测装置的使用时长,本文设计的检测装置的电池电量能够使用两年以上。由于检测装置安装在大型机械设备的吊臂前端,应选择具有良好的抗振动、防水、防老化、耐高温和便于安装的外壳结构。检测装置的实物图如图5所示。

3.2 试验数据

氢气点火器表面温度及升温速度试验单次试验时间3分钟，试验次数2次，试验曲线如图2所示。

2012年年底，松辽委制定了《“节水增粮行动”项目水资源论证审查工作方案》，确定了审查方式和审批流程，设定报告审批的水资源论证审查约束性条件，对审查方式、时间和专家组组成等多方面工作提出了明确目标和工作进度要求。同时，组织成立了由国内知名专家、学者为组长的评审专家组，为水资源论证报告书评审提供智力支持。

  

图2 表面温度及升温速度试验温度随时间变化曲线（a）第一次试验；（b）第二次试验Fig.2 Curve of temperature versus time in the temperature and heating rate test

氢气点火器功率试验单次试验时间3分钟，试验次数2次，试验曲线如图3所示。

仙草除了含有仙草胶(仙草多糖)、黄酮类化合物、三萜类化合物、酚类化合物外，还含有β-谷甾醇、谷甾烯醇和葡萄糖谷甾醇等植物甾醇，铁、钙、镁、锰、锌、钾等矿物质和氨基酸、维生素B等多种维生素、叶绿素、花青素，香精素等多种植物色素[16,37～40]。其中仙草中铁的含量为2 120 μg/g、镁的含量为3 720 μg/g、钙的含量为1 350 μg/g、锌的含量为84.9 μg/g[38]。

氢气点火器启停次数试验中氢气点火器每通电5分钟后断电7分钟，通断电一次为一个周期，试验共进行360个周期，试验中功率变化曲线如图4所示（为了保证曲线的完整性和参考性，截取试验中60～66小时的功率变化曲线图。）

氢气点火器持续工作时间试验时间72小时，试验中功率变化曲线如图5所示。

4）氢气点火器在72小时持续工作时间试验中，运行正常且稳定，功率值维持在125 W左右；

  

图3 功率试验功率随时间变化曲线（a）第一次试验；（b）第二次试验Fig.3 Curve of power versus time in the power test

  

图4 启停次数试验功率变化曲线（60～66小时）Fig.4 Curve of power versus time in the start-stop times test（from the 60th to the 66th hours）

  

图5 持续工作时间试验功率变化曲线Fig.5 Curve of power versus time in the working duration test

  

图6 不同电压条件下氢气点火器温度和功率随时间变化曲线（a）电压条件209 V；（b）电压条件231 VFig.6 Curve of temperature and power versus time of hydrogen igniter at different voltage

3.3 试验结果及分析

通过上述氢气点火器功能及性能试验结果表明：

2）保证了严重事故工况72小时内无人为干预的条件下的消氢时间；

2）加热元件需在930℃的高表面温度条件下达到72小时以上的工作寿命。

2）氢气点火器在两次功率试验过程中，其功率值均稳定在125～127 W之间；

3）氢气点火器在启停次数试验360个通断电周期中，通电期间运行正常且功率值稳定，断电期间正常停止；

氢气点火器电源拉偏试验分两次进行，第一次试验供给电压209 V电压，试验时间3分钟；第二次试验供给电压231 V，试验时间仍为3分钟，试验曲线如图6所示。

5）氢气点火器电源拉偏试验中，在209 V的电压条件下，氢气点火器通电60 s后即超过了930℃，达到稳定工作状态时表面温度维持在990℃左右；在231 V的电压条件下，通电40 s后即超过了930℃，达到稳定工作状态时表面温度维持在1 070℃左右。

4 国外同类装置比较

氢气点火器为长方体结构，主要由加热元件和壳体组成（结构示意图如图1所示）。

 

表3 同类装置技术参数Table 3 Parameters of similar products

 

1）表面温度高、升温速度快从而有效提高了消除氢气的效率；

Nutrien表示，由于拉丁美洲对钾肥需求量较大，2018年全球钾肥销售量可能突破新纪录，总量将会达到650万吨-670万吨。

3）严重事故工况中备用电源有限的条件下，功率小可较少的消耗电力资源；

4）满足国内三代电站220±5%VAC的供电要求，在电压偏差范围内均可达到技术参数，实现消氢。

5 结论

本文自主设计制造的氢气点火器，突破了氢气点火器加热元件小功率高表面温度以及高表面温度长寿命的研制技术难点，解决氢气点火器加热元件设计制造以及氢气点火器试验等关键技术，最终通过试验对研制的氢气点火器的性能和功能实现性进行了验证。研制的氢气点火器实现了核电产品国产化，满足核电厂氢气点火器研发的性能要求，并且通过技术性能方面的创新实现了技术参数上的提升，不仅提高了消氢效率，节省了有限的电力资源、并且保证了严重事故工况72小时内无人为干预的条件下的消氢时间，从而更有效地降低了安全壳发生氢爆的风险，保证了安全壳的完整性。

4.3 双边合作是武术对外教材“走出去”的重要保障语言障碍造成了多年来武术对外教材“走出去”的主要问题，而丰富武术对外教材，冲破语言障碍，则需要更多的专业人士做出努力，两国间的双边合作也是必不可少的。东西方文化的交融需要双方国家共同做出努力，在教材内容的翻译工作中，中国人更加了解武术专业内容，而国外学者则能够更好地解决语言翻译问题，如此，双边的合作是促成武术对外教材标准化提升的关键因素。与此同时，文化的交融还需要持久地，潜移默化地发展，双边合作能够促成更多的两国合作，有效促进两国文化交流在潜移默化中发展。

现在三连信党爱党的人多了，信教的人少了；家庭环境干净漂亮的多了，脏乱差的少了；用国语交流的人多了，不会说国语的人少了；外出务工的人多了，在家待着的人少了。

参考文献：

［1］ P.Broeckerhoff and E.-A.Reinecke，Design of Catalytic Recombiners for Effective and Safe Hydrogen Removal from Containments of Pressurized Water Reactors，Transactions，SMIRT16，Washington DC，August 2001.

［2］ M.DURIN et al.IRSN research and development on hydrogen risk during severe pressurized waterreactoraccidents.Scientific and Technical Report，2002.

［3］ 黄兴冠，杨燕华.氢气缓解措施中点火器特点及有效性分析［J］. 原子能科学技术，2011，45（6）：716-721.

［4］ 孙汉虹，等.第三代核电技术AP1000［M］.北京：中国电力出版社，2010.

式中，w为应变能密度;在曲线Γ上取一段微弧ds，T代表作用在微弧ds上的应力矢量。本文中，选择如图7(a)所示位移场中的矩形回路来计算J积分，计算J积分时所需要的材料参数如表2所示。

［5］ 肖建军，周志伟，经荥清.严重事故氢气燃爆缓解措施的初步研究［J］.核动力工程，2006，27（2）：64-67.

［6］ 冯海波.核电站用氢点火器的应用研究［J］.舰船科学技术，2010，32（12）：34-37.