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核动力车间和潜艇内部为何必须除氢?

2018-12-24 23:01 作者:瀚海狼山  | 我要投稿




只要您上过初中化学,那么当年的化学老师肯定给全班童鞋做过一个印象深刻的试验,那就是用金属锌放入盐酸里,然后通过小管子收集一些气体到一个非常小的带上孔的纸盒里,再用火点燃,只听砰的一声巨响,纸盒在全班面前被瞬间炸飞!

这也许是除了大学是化学专业外的学生,在整个十几年学习期间接触到的唯一一次爆炸试验,可谓终身难忘。这个爆炸试验,就是让大家体会一下氢气爆炸的威力,仅仅几十毫升的氢气混合物爆炸就如此厉害,若是一个房间或者一个车间充满氢气和氧气的混合物,爆炸的威力就可想而知了。

氢气差不多是自然物质中最轻的气体,所以往往被用来充氢气球,升力很强,但是大型氢气球的爆炸往往造成很大的事故,因此即使玩具气球,也需要用安全性更高的氦气来充填,而不允许用氢气。不过铤而走险的不法商贩一直有。至于大型飞艇,则必须用氢气充填。



最近十几年全球发生过的最知名的氢气大爆炸,无疑是福岛核电站2个机组的氢爆。直接把2个机组的厂房炸飞而导致高达7级的最高核事故。虽然福岛和切尔诺贝利事故都发生了爆炸并导致堆芯物质暴露,但是两者的爆炸原因却不同。

乌克兰的切尔诺贝利是石墨堆,爆炸原因在于机组的冷却系统被人为切断,堆芯的核反应瞬间超过了临界值,瞬间功率高达上亿千瓦,导致堆芯物质膨胀而引发大爆炸。而福岛的两次大爆炸都是氢爆。是因为海啸造成的停电导致无法停堆和冷却,燃料堆芯继续放热,引发强烈的锆水反应,产生大量的氢气,聚集在反应堆厂房的顶部。而此时顶部正常的除氢装置也因为全面停电而失效,最终导致氢气含量超过临界值而引发了2次大规模的氢爆,既炸毁了厂房,又炸毁了乏燃料池和堆芯。

除了核电站主机塔内部必须除氢,凡是核动力舰船的动力舱室内部也必须除氢。一些有氢气产生的生产车间当然也必须定期除氢,否则就有事故隐患。除氢采用比较专业的设备,这里就不深入介绍了。因此说核动力舰船虽然好,但是配套的设备相当复杂,少一样都不行。

核动力潜艇也是核动力的一种,核动力包的运行中也有氢产生,因此同样必须除氢。甚至常规动力潜艇内部的除氢也是非常重要的。常规动力潜艇没有核动力,哪里来的氢气呢。



其实来源蛮复杂,电解水产生氧气,同时也会产生氢气。甚至艇员吃饭喝水也会产生少量氢气。一般在空气可以自由流通的开放环境下这点氢气可以忽略不计,但是在潜艇这种几周不换气的密闭环境下,积累起来的氢气总量却相当的可观。若不及时除氢,早晚会越过爆炸的临界点。当然,潜艇内部的有害气体消除是全面消除,有害气体不仅仅只有氢气,但是产生数量最多,危险性最大的却是氢气。因此即使常规潜艇也必须除氢。


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