Método de construcción de aislamiento térmico de equipos de generación de energía de celda de combustible
Descripción general
 Se proporciona un método de construcción de aislamiento térmico para una instalación de generación de energía de celda de combustible capaz de aumentar la eficiencia de la planta al reducir el equipo de generación de energía y reducir la pérdida de radiación de calor. ] Construcción calor de instalación con la parte inferior 56 superior pluralidad calor de dispositivos 10, 20, 30, 40, etc. necesario a intervalos necesario al menos aislamiento de calor, mediante la conexión de una pluralidad de dispositivos en el tubo, una pluralidad de dispositivos y tuberías Están unidos a la superficie superior de la parte inferior, y luego las partículas del material aislante térmico se llenan entre la pluralidad de equipos y tuberías y el marco exterior.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un método de construcción de aislamiento térmico de una instalación de generación de energía de pila de combustible.
Antecedentes de la técnica
pilas de combustible de carbonato fundido, tales como alta eficiencia, y un menor impacto sobre el medio ambiente, tiene una característica que no se encuentra en el dispositivo de generación de energía convencional, atrajo la atención como un sistema de generación de potencia hidráulica siguiente térmicas y nucleares, ahora en todo el mundo La investigación y el desarrollo se llevan a cabo de manera intensiva. En particular planta de energía usando una celda de combustible de carbonato fundido que utilizan gas natural como combustible, dispersos e instalado en un edificio o apartamento como urbano, mediante la realización de generación de energía y la calefacción y el enfriamiento del gas ciudad como combustible, la transmisión de potencia convencional Y ha llamado la atención como un sistema capaz de exhibir una eficiencia térmica del 80% o más.
Tal planta de energía comprende un reformador y una pila de combustible, reformado de gas natural al gas de ánodo que contiene hidrógeno por un reformador, y la generación de energía por la célula de combustible de este gas del ánodo y del aire, la producción de agua caliente por el calor restante Por ejemplo.
Tarea de solución
Sin embargo, este tipo de instalaciones de generación de energía, sus características en el juego completo, además del reformador y la célula de combustible, varios dispositivos, tales como la eliminación de azufre, el precalentador de combustible, el precalentador de aire, el combustor catalizador, condensador, Se requiere un separador de gas líquido y similares. Por esta razón, existe el problema de que todo el equipo de generación de energía se vuelve grande.
Además, en el método de construcción de aislamiento térmico convencional, encerrar el equipo y tuberías que requieren aislamiento en material de aislamiento material de aislamiento y el fibrosa moldeada respectivamente, cubierto alrededor de sus placas exteriores delgadas, la fijación de la banda más carcasa exterior o similar Estaba haciendo. Sin embargo, con un método de este tipo, dado que se requiere un espacio de trabajo para la construcción de aislamiento térmico alrededor de cada dispositivo, existe el problema de que todo el equipo de generación de potencia adquiere un tamaño mayor.
Por otro lado, dado que se requiere fuertemente que el equipo de generación de energía de tipo distribuido mencionado anteriormente sea compacto para la instalación en un edificio o similar, es indispensable disponer los dispositivos respectivos lo más cerca posible. Por esta razón, existe el problema de que incluso un dispositivo que alcanza una temperatura alta (por ejemplo, 700 ° C o más) no puede mantener una retención de calor suficiente, la pérdida de disipación de calor aumenta y la eficiencia de la planta disminuye.
La presente invención se ha ideado para resolver tal problema. Es decir, es un objeto de la presente invención proporcionar un método de construcción de aislamiento térmico de una instalación de generación de energía de pila de combustible capaz de aumentar la eficiencia de la planta reduciendo el tamaño de la instalación generadora de energía y reduciendo la pérdida de radiación de calor.
Solución
método de construcción de aislamiento de una planta de energía de célula de combustible de acuerdo con la invención, montado una pluralidad de dispositivos que requieren aislamiento térmico a la superficie superior de la construcción de aislamiento de la parte inferior a una distancia necesaria para al menos aislamiento de calor, y la conexión de la pluralidad de dispositivos en la tubería, la Unir un marco externo que rodea colectivamente una pluralidad de dispositivos y tuberías a la superficie superior de la parte inferior y luego llenar las partículas del material aislante del calor entre la pluralidad de dispositivos y tuberías y el marco exterior.
De acuerdo con una realización preferida de la presente invención, las partículas del material aislante térmico son partículas cerámicas y son una mezcla de partículas gruesas y partículas finas. Además, es preferible que el marco exterior se mantenga caliente antes de la instalación. Además, la pluralidad de dispositivos incluye un reformador para reformar gas combustible al gas de ánodo que contiene hidrógeno, y una célula de combustible que genera a partir de un gas de cátodo que contiene gas del ánodo y el oxígeno, el gas de escape del ánodo que sale de la pila de combustible Y un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el gas ánodo de alta temperatura que sale del reformador y el gas combustible a baja temperatura suministrado al reformador. Además, es preferible que la celda de combustible sea una celda de combustible de carbonato fundido, y el reformador sea un reformador de tipo placa.
Según la presente invención, se monta una pluralidad de dispositivos que requieren aislamiento térmico a la superficie superior de la construcción de aislamiento a abajo, estaba conectado por una tubería de la pluralidad de dispositivos, un ensayo dado, por ejemplo, soportar la prueba de fugas de voltaje, prueba de funcionamiento, etc. realizado. La pluralidad de dispositivos está separada entre sí por al menos el intervalo necesario para mantener la temperatura. A continuación, un marco externo que rodea colectivamente una pluralidad de equipos y tuberías se une a la cara superior de la parte inferior. Este marco exterior debe mantenerse caliente antes de la instalación. A continuación, las partículas del material aislante térmico se llenan entre la pluralidad de equipos y tuberías y el marco exterior. Las partículas de este material de aislamiento térmico son partículas cerámicas y pueden ser una mezcla de partículas gruesas y partículas finas.
De acuerdo con este método, como en el método de construcción convencional, es posible disponer lo más cerca posible sin requerir un espacio de trabajo para el aislamiento térmico alrededor de cada equipo, y es posible reducir el tamaño de toda la instalación. Además, puesto que se llena el calor material entre el marco exterior y cada dispositivo de aislamiento, es posible obtener un rendimiento de aislamiento completa gruesa que la pérdida de radiación de calor convencional se reduce, es posible aumentar la eficiencia de la planta.
Descripción de las formas de realización preferidas Las realizaciones preferidas de la presente invención se describirán a continuación con referencia a los dibujos. La figura 1 es un diagrama de configuración general que muestra una instalación de generación de energía para llevar a cabo un método de acuerdo con la presente invención. En esta figura, el equipo de generación de energía, un reformador 10 para la reforma de gas combustible al gas de ánodo que contiene hidrógeno, y una pila de combustible 20 que genera electricidad a partir del gas de cátodo que contiene gas del ánodo y el oxígeno, el catalizador para la combustión de gas de escape del ánodo Una cámara de combustión 30 y un intercambiador de calor o precalentador de combustible 40 para intercambiar calor entre el gas anódico de alta temperatura que sale del reformador 10 y el gas combustible a baja temperatura suministrado al reformador 10. Además, la planta de energía incluye un desulfurante 12 para la eliminación de azufre contenido en el gas combustible, un precalentador de aire 14 para el precalentamiento del aire, el condensador 16 para condensar la humedad en el gas de escape, el agua condensada separada Y un separador gas-líquido 18.
Después de que el gas combustible tal como gas natural que contiene contenido de azufre de desulfurado por el desulfurante 12, se suministra al calentador de combustible 40 a través de la línea 1, se suministra al reformador 10 es calentado por el precalentador de combustible 40 .
Reformador 10 incluye una Co cámara de combustión a alta temperatura de combustión de gas suministrado desde la cámara de combustión catalítica 30 a través de la línea de gas de combustión 6 está completamente quemado, la cámara de reformado para la reforma de gas combustible por transferencia de calor desde la cámara de combustión Re. Es preferible que el reformador 10 sea un reformador de tipo placa en el que la cámara de combustión Co y la cámara de reformado Re son planas y una pluralidad de éstas están apiladas. La cámara de reformado Re catalizador de reformado está vacío, para reformar el gas combustible a una alta temperatura del gas de ánodo que contiene hidrógeno por el gas de combustión a alta temperatura generada en la cámara de combustión Co. De combustión baja la temperatura del gas por la disipación de calor se suministra al precalentador de aire 14 para calentar el aire a través de la línea de gas de combustión de escape 7, a continuación, se elimina el agua por el condensador 16 y el separador 18 de gas-líquido. Por otra parte, el gas de ánodo de alta temperatura dejando el reformador 10 se suministra al precalentador de combustible 40 a través de la línea de gas de ánodo 2, se enfría en el precalentador de combustible 40, se suministra a la pila de combustible 20.
La pila de combustible 20 incluye un lado A ánodo del paso de gas del ánodo consiste en un lado del cátodo C del gas de cátodo pasa a través del hidrógeno en el gas de ánodo, monóxido de carbono, el oxígeno en el gas de cátodo, una reacción química y un dióxido de carbono Para generar electricidad La celda de combustible 20 es preferiblemente una celda de combustible de carbonato fundido.
El escape del ánodo y el cátodo gas de escape que sale de la pila de combustible 20 se suministra a la cámara de combustión catalítica 30 a través de la línea de gas de escape del ánodo 4 y la línea de gas de escape del cátodo 5. Esta cámara de combustión catalítica 30, níquel alveolada están quemando catalizador llenado de un componente principal, y está adaptado para quemar por el oxígeno contenido no quemado contenido en el gas de escape del ánodo al cátodo de gas de escape. El gas de combustión a alta temperatura generado en el combustor catalítico 30 se suministra a la cámara de combustión Co del reformador 10 a través de una línea 6.
En algunos casos, el gas de escape del ánodo se quema directamente en la cámara de combustión del reformador 10 sin usar el combustor 30 catalítico.
Se suministra aire a la línea de gas del cátodo 3 de la pila de combustible 20 desde una fuente de aire (no mostrada) a través de una línea de aire 8 y un precalentador de aire 14. Una parte del gas de escape de la combustión de la cual el condensador 16 ha eliminado la humedad y el separador de gas y líquido 18 se suministra a la línea de aire 8 para suministrar dióxido de carbono necesario para la reacción de la batería.
Además, una parte del gas de escape del cátodo que ha pasado a través del lado del cátodo C de la pila de combustible se hace circular a través de la línea de circulación del cátodo 9 a la línea del cátodo 3. Esta es la línea de circulación cátodo 9 normal, el intercambiador de calor (no mostrado), se proporciona un ventilador 22, y puede controlar la temperatura, la velocidad de flujo del gas de cátodo de circulación.
En el equipo de generación de energía, el reformador 10, la pila de combustible 20, la cámara de combustión catalítica 30, el precalentador de combustible 40, y la tubería entre los mismos, lo que requiere una construcción suficiente aislamiento particularmente alta temperatura. Por lo tanto, es bueno almacenar estos dispositivos en un marco externo común. Es decir, por ejemplo en la figura 1, todo el equipo y las tuberías encerrados por la línea de cadena de un punto se almacenan en un marco exterior 50.
Otros equipos, por ejemplo, una eliminación de azufre 12 en la Fig. 1, un precalentador de aire 14, un condensador 16 y el separador 18 de gas-líquido, puede no ser almacenado en el marco exterior 50 en una baja temperatura de operación relativamente para.
La Figura 2 es una vista en sección esquemática que muestra un estado en el que almacenar el equipo cerrado y la tubería por la línea de cadena en la Fig. 1 en un marco exterior común 50. Como se muestra en esta figura, el bastidor exterior 50 está provisto de un puerto de carga 52 para llenar las partículas del material aislante térmico en el mismo y un puerto de extracción 54 para sacar partículas del material aislante del calor. Es preferible que el orificio de carga 52 esté dispuesto en la parte superior del armazón exterior 50 y que el orificio de salida 54 esté dispuesto en la parte inferior. El llenado de las partículas puede llevarse a cabo mediante transporte neumático o similar, o puede introducirse simplemente dentro del transportador o similar. Las partículas cargadas se llevan a una densidad apropiada mediante un método apropiado, por ejemplo, vibración, barra adherente o similar. Además, como se muestra en la figura, la porción de actuador de la válvula de control, el motor eléctrico, etc. están formados con un bastidor externo para sobresalir del marco exterior para control y disipación de calor.
La construcción de aislamiento térmico de esta instalación de generación de energía se lleva a cabo en el siguiente procedimiento. En primer lugar, una pluralidad de dispositivos 10, 20, 30, 40, etc. que necesitan mantenerse calientes están montados en la superficie superior de la parte inferior 56 aislada por calor a una distancia necesaria para mantener la temperatura. Esta distancia puede ser el tamaño mínimo necesario en el estado en el que el marco exterior está completamente lleno de material aislante del calor, que no requiere un espacio particular para el mantenimiento y operaciones.
A continuación, la pluralidad de dispositivos 10, 20, 30, 40, etc. están conectados por tubería. Es bueno realizar la prueba de funcionamiento, la prueba de resistencia a la presión, etc. de cada dispositivo en esta etapa. Posteriormente, un marco exterior 50 que rodea colectivamente la pluralidad de dispositivos y tuberías se une a la superficie superior de la parte inferior 56. El marco exterior 50 es altamente material aislante del calor de la propiedad de aislamiento ejemplo interno de calor de superficie de montaje anterior, por ejemplo, lana de sílice o Cahors como bueno para así ser mantenido aplicado por.
A continuación, las partículas del material aislante térmico se llenan entre la pluralidad de equipos y tuberías y el marco exterior. Las partículas de este material aislante del calor, material aislante 700 800 ° C de calor para soportar altas temperaturas, por ejemplo, de cerámica, sílice, silicato de calcio, una partícula de perlita, etc., y es preferible que una mezcla de partículas gruesas y finas partículas . De esta forma, es posible ajustar la velocidad de llenado de las partículas y obtener el rendimiento de retención de calor necesario.
Efecto de la invención
De acuerdo con el método de construcción de aislamiento térmico de la presente invención, como en el método de construcción convencional, es posible disponer lo más cerca posible sin requerir un espacio de trabajo para mantener la temperatura alrededor de cada dispositivo, lo que hace que toda la instalación sea compacta. Tu puedes Además, puesto que se llena el calor material entre el marco exterior y cada dispositivo de aislamiento, es posible obtener un rendimiento de aislamiento completa gruesa que la pérdida de radiación de calor convencional se reduce, es posible aumentar la eficiencia de la planta.
Por lo tanto, de acuerdo con la presente invención, es posible hacer compactos los equipos de generación de energía, reducir la pérdida de disipación de calor y mejorar la eficiencia de la planta
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es un diagrama de configuración general que muestra un generador de potencia de acuerdo con la presente invención.
Es una vista esquemática en sección transversal en la Figura 2. La Figura 1 muestra un estado en el que almacenar el equipo cerrado y la tubería por una línea de puntos y rayas en marco exterior común.
1 línea de gas combustible
Línea de gas 2 ánodo
Línea de gas 3 cátodos
4 línea de gases de escape de ánodo
5 línea de escape Cathode
6 línea de gas de combustión
7 Línea de gases de escape de combustión
Línea de gas de 8 cátodos
9 Línea de circulación del cátodo
10 reformador
12 Desulfurizador
14 precalentador de aire
16 condensador
Separador de líquido de gas 18
celda 20 de combustible
30 Cámara de combustión catalítica
40 Precalentador de combustible
50 marco externo
56 Parte inferior del marco exterior
Reclamo
Reivindicación: lo que se reivindica es: 1. Un método para inspeccionar una parte inferior de un contenedor aislado, que comprende los pasos de: instalar una pluralidad de dispositivos que necesitan mantenerse calientes en un intervalo necesario para la retención de calor, Unir un marco a la superficie superior de la parte inferior, y luego llenar las partículas del material aislante del calor entre la pluralidad de dispositivos y tuberías y el marco exterior.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las partículas del material aislante del calor son partículas cerámicas y son una mezcla de partículas gruesas y partículas finas.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el marco exterior está térmicamente aislado antes de la instalación.
La reivindicación 4, en el que la pluralidad de dispositivos incluye un reformador para reformar gas combustible al gas que contiene hidrógeno ánodo, el gas de escape del ánodo que sale de la pila de combustible de la generación de electricidad a partir del gas de cátodo, la pila de combustible que comprende el gas del ánodo y el oxígeno Y un intercambiador de calor para intercambiar calor entre el gas ánodo de alta temperatura que sale del reformador y el gas combustible a baja temperatura suministrado al reformador. El método de acuerdo con el artículo 1.
5. El método según la reivindicación 4, en el que la pila de combustible es una pila de combustible de carbonato fundido, y el reformador es un reformador de tipo placa.
Dibujo :
Application number :1994-005302
Inventors :石川島播磨重工業株式会社
Original Assignee :斉藤一