JP7039600B2 - Soec/sofc型固体酸化物スタックの入口のガスを過熱するための方法 - Google Patents
Soec/sofc型固体酸化物スタックの入口のガスを過熱するための方法 Download PDFInfo
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Description
2H2O → 2H2 + O2
2H2O + 4e- → 2H2 + 2O2-
2O2- → O2 + 4e-
-加熱されるべきガスの入口のための下側ゾーンと呼ばれる第1のゾーンと、加熱されたガスの出口のための上側ゾーンと呼ばれる第2のゾーンとを含む本体(第1および第2のゾーンは本体の水平な中心平面によって分離される)、
-本体の第1のゾーンと連通する加熱されるべきガスのための少なくとも1つの入口導管、
-本体の第2のゾーンと連通する加熱されたガスのための少なくとも1つの出口導管、
を含み、
本体の第1および第2のゾーンは、それぞれ第1のガス循環流路および第2のガス循環流路を含み、第1のガス循環流路および第2のガス循環流路は、それぞれ第1の外側終端から第1の内側終端までおよび第2の外側終端から第2の内側終端まで螺旋の形態で延在し、
第1および第2の内側終端は、第1および第2のゾーンの流体連通のために、本体の中心平面を貫いて形成された本体の貫通路によって互いに連通し、
少なくとも1つの入口導管および1つの出口導管はそれぞれ第1および第2の外側終端と流体連通し、その結果、少なくとも1つの入口導管に入る加熱されるべきガス流が、第1の外側終端から第1の内側終端までの第1のガス循環流路に流入し、貫通路を通って、それから第2の内側終端から第2の外側終端までの第2のガス循環流路に、それから少なくとも1つの加熱されたガス出口導管に流入して、SOEC/SOFCスタックの入口に達する、
ことを特徴とする。
-少なくとも1つのSOEC/SOFCスタック入口ガス過熱システム、
-少なくとも1つのガス過熱システムと接触して設置された特に加熱プレートの形態の少なくとも1つの加熱要素、
を含むことを特徴とする。
Claims (12)
- SOEC/SOFCスタック(20)であって、
接合体(70)を備え、
前記接合体(70)は、
-少なくとも一つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)、
-前記少なくとも一つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)と接触して設置された少なくとも1つの加熱要素(80)、
を含み、
前記SOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)は、
-加熱されるべきガス(IG)の入口のための下側ゾーンと呼ばれる第1のゾーン(Z1)と加熱されたガス(OG)の出口のための上側ゾーンと呼ばれる第2のゾーン(Z2)とを含み、前記第1のゾーン(Z1)および第2のゾーン(Z2)は本体(41)の水平な中心平面(M)によって分離される、前記本体(41)、
-前記本体(41)の前記第1のゾーン(Z1)と連通する前記加熱されるべきガス(IG)のための少なくとも1つの入口導管(42)、
-前記本体(41)の前記第2のゾーン(Z2)と連通する前記加熱されたガス(OG)のための少なくとも1つの出口導管(43)、
を含み、
前記本体(41)の前記第1のゾーン(Z1)および第2のゾーン(Z2)はそれぞれ第1のガス循環流路(C1)および第2のガス循環流路(C2)を含み、前記第1のガス循環流路(C1)および前記第2のガス循環流路(C2)は、それぞれ第1の外側終端(P1)から第1の内側終端(I1)までおよび第2の外側終端(P2)から第2の内側終端(I2)まで螺旋の形態で延在し、
前記第1のゾーン(Z1)および第2のゾーン(Z2)の流体連通のために、前記第1の内側終端(I1)および第2の内側終端(I2)は、前記本体(41)の前記中心平面(M)を貫いて形成された前記本体(41)の貫通路(44)によって互いに連通し、
前記少なくとも1つの入口導管(42)および1つの出口導管(43)はそれぞれ前記第1の外側終端(P1)および第2の外側終端(P2)と流体連通し、その結果、前記少なくとも1つの入口導管(42)に入る加熱されるべきガス(IG)流が、前記第1の外側終端(P1)から前記第1の内側終端(I1)までの前記第1のガス循環流路(C1)に流入し、前記貫通路(44)を通り、それから前記第2の内側終端(I2)から前記第2の外側終端(P2)までの前記第2のガス循環流路(C2)に、それから前記少なくとも1つの加熱されたガス(OG)出口導管(43)に流入して、前記SOEC/SOFCスタック(20)の入口に達する、
ことを特徴とする、
SOEC/SOFCスタック(20)。 - 前記SOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)は、前記本体(41)の両側に延在してそれぞれ前記本体(41)の前記第1のゾーン(Z1)および第2のゾーン(Z2)に蓋をする第1の閉じ板(45)および第2の閉じ板(46)を含み、前記第1のガス循環流路(C1)は前記中心平面(M)と前記第1の閉じ板(45)との間に位置し、前記第2のガス循環流路(C2)は前記中心平面(M)と前記第2の閉じ板(46)との間に位置することを特徴とする、
請求項1に記載のスタック。 - 前記少なくとも1つの入口導管(42)および前記少なくとも1つの出口導管(43)が、互いに対して上下になって、前記本体(41)の前記中心平面(M)に対して実質的に垂直に延在し、前記本体(41)の水平な中心壁(47)によって互いから分離され、これに前記貫通路(44)が形成されることを特徴とする、
請求項1または2に記載のスタック。 - 前記本体(41)が円形断面を有する円柱状の形状を有し、前記第1のガス循環流路(C1)および第2のガス循環流路(C2)は円形螺旋の形態でそれぞれが延在することを特徴とする、
請求項1~3のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記本体(41)が、前記第1のガス循環流路(C1)および前記第2のガス循環流路(C2)を含む主部分(61)と、前記主部分(61)から張り出した側方部分(62)とを有し、この側方部分において、前記少なくとも1つの入口導管(42)および1つの出口導管(43)が前記本体(41)に流体接続されることを特徴とする、
請求項1~4のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記本体(41)がニッケル基超合金から作られることを特徴とする、
請求項1~5のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記本体(41)がインコネル600から作られることを特徴とする、
請求項6に記載のスタック。 - 前記接合体(70)は、前記少なくとも1つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)の両側に配された少なくとも2つの加熱要素(80)を含むことを特徴とする、
請求項1~7のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記接合体(70)は、互いと接触する少なくとも2つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)、および前記少なくとも2つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)をサンドイッチする少なくとも2つの加熱要素(80)を含むことを特徴とする、
請求項1~8のいずれか1項に記載のスタック。 - 少なくとも1つの加熱要素(80)が、少なくとも1つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)の形状と類似する形状を有することを特徴とする、
請求項1~9のいずれか1項に記載のスタック。 - 前記本体(41)を切削して前記第1のガス循環流路(C1)および前記第2のガス循環流路(C2)を形成するステップを含むことを特徴とする、
請求項1~10のいずれか1項に記載の少なくとも1つのSOEC/SOFCスタック(20)入口ガス(OG)過熱システム(40)を製造するためのプロセス。 - レーザー透過溶接プロセスによって第1の閉じ板(45)および第2の閉じ板(46)を前記本体(41)の両側に取り付けて、それぞれ前記本体(41)の前記第1のゾーン(Z1)および前記第2のゾーン(Z2)に蓋をするステップを含むことを特徴とする、
請求項11に記載のプロセス。
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