JPS62108466A - Device for discharging inflammable gas into atmosphere - Google Patents

Device for discharging inflammable gas into atmosphere

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JPS62108466A
JPS62108466A JP60247505A JP24750585A JPS62108466A JP S62108466 A JPS62108466 A JP S62108466A JP 60247505 A JP60247505 A JP 60247505A JP 24750585 A JP24750585 A JP 24750585A JP S62108466 A JPS62108466 A JP S62108466A
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JP
Japan
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heat
gas
water
atmosphere
inflammable gas
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Application number
JP60247505A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Yamaguchi
昭治 山口
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/04Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
    • H01M8/04007Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
    • H01M8/04014Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

PURPOSE:To improve safety with a simple structure by arranging a heat absorbing porous board made of heat-resisting and thermally conductive material in a water-sealed drum, thereby discharging the inflammable gas through the heat absorbing member into the atmosphere. CONSTITUTION:Meshes, grids or porous-board type heat-absorbing boards 26 composed of elements made of heat-absorbing boards 26 composed of elements made of heat-resisting and thermally conductive material are arranged in plural stages below the water level in a water-sealed drum 20 for preventing the backfire. An opening 27 that is the gas blow-out port of an underwater open tube 22 is positioned below the heat-absorbing board 26. High temperature inflammable gas from a fuel cell generating plant etc. is passed through a heat- absorbing liquid 2 and discharged into the atmosphere thus forming a device for discharging inflammable gas into the atmosphere. Consequently, the heat is taken out from the inflammable gas through contact heat-exchange, resulting in improvement of safety of discharging the excessive inflammable gas to be produced in a plant etc. upon emergency or the like.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は燃料電池発電プラントまたは化学プラントの可
燃性ガスを大気へ放出する可燃性ガス大気放出装置の改
良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to an improvement in a combustible gas atmospheric discharge device for discharging flammable gas from a fuel cell power generation plant or a chemical plant into the atmosphere.

[発明の技術的背景とその問題点〕 従来、燃料の有している化学的エネルギーを直接電気的
エネルギーに変換する装置として燃料電池が知られてい
る。この燃料電池は通常、電解質を挾んで一対の多孔質
雪掻を配置するとともに、一方の電極の背面に水素等の
燃料ガスを接触させ、また他方の電極の背面に酸素等の
酸化剤ガスを接触させ、このとき起こる電気化学的反応
を利用して、上記両電極間から電気エネルギーを取り出
すようにしたものであり、上記燃料ガスと酸化剤ガスが
供給されている限り高い変換効率で電気エネルギーを取
り出すことができるものである。そしてこの燃料電池の
中でも、特にリン酸を電解質としたリン酸型燃料電池を
備えて成る発電プラントが実用化されつつある。
[Technical background of the invention and its problems] Fuel cells have been known as devices that directly convert chemical energy contained in fuel into electrical energy. This fuel cell usually has a pair of porous snow scrapers sandwiching an electrolyte, and a fuel gas such as hydrogen is brought into contact with the back of one electrode, and an oxidizing gas such as oxygen is brought into contact with the back of the other electrode. The system extracts electrical energy from between the two electrodes by bringing them into contact and utilizing the electrochemical reaction that occurs.As long as the fuel gas and oxidant gas are supplied, electrical energy can be extracted with high conversion efficiency. can be taken out. Among these fuel cells, power generation plants equipped with phosphoric acid fuel cells using phosphoric acid as an electrolyte are being put into practical use.

第4図は、この種のリン酸型燃料電池発電プラントのシ
ステム構成の一例を示すものである。図において燃料電
池1は、燃料である水素と酸化剤である酸素とを電気化
学的に反応させて発電するように構成したものであり、
その電解質にリン酸水溶液を用いていることから特にリ
ン酸型燃料電池と呼ばれている。一方、原燃料入口配管
2からは天然ガスが供給され、水蒸気入口配管3より供
給された水蒸気と混入されて改質器4に導入される。ま
た改質器4には、上記原燃料入口配管2と連絡しかつ内
部に改質用触媒を保有した改質管5、およびバーナ7を
有した燃焼室6があり、このバーナ7には酸化剤として
空気入口配管8から分岐されたバーナ燃焼用空気および
バーナ燃焼用燃料ガスが供給されて燃焼ガスを生成し、
この燃焼ガスは改質管5を加熱した後、燃焼排ガス管を
通って排気筒9より大気へ放出される。なお上記で燃焼
用燃料ガスとしては、電池燃料極の排ガスを用いている
が、原燃料ガスをそのまま使用する場合もあり、またバ
ーナ燃焼用空気についても電池空気極からの低酸素濃度
空気を使用する場合もある。
FIG. 4 shows an example of the system configuration of this type of phosphoric acid fuel cell power generation plant. In the figure, a fuel cell 1 is configured to generate electricity by electrochemically reacting hydrogen, which is a fuel, and oxygen, which is an oxidizing agent.
It is particularly called a phosphoric acid fuel cell because it uses a phosphoric acid aqueous solution as its electrolyte. On the other hand, natural gas is supplied from the raw fuel inlet pipe 2, mixed with steam supplied from the steam inlet pipe 3, and introduced into the reformer 4. The reformer 4 also includes a reforming tube 5 that communicates with the raw fuel inlet pipe 2 and has a reforming catalyst inside, and a combustion chamber 6 that has a burner 7. Burner combustion air and burner combustion fuel gas branched from the air inlet pipe 8 are supplied as agents to generate combustion gas,
This combustion gas heats the reforming tube 5 and then passes through the combustion exhaust gas pipe and is released into the atmosphere from the exhaust stack 9. Although the exhaust gas from the battery fuel electrode is used as the fuel gas for combustion in the above, raw fuel gas may also be used as it is, and low oxygen concentration air from the battery air electrode is also used for burner combustion air. In some cases.

一方、水蒸気を導入した原燃料は改質管5を通過する際
に、触媒の作用により以下の反応式に示すような改質反
応によって、水素濃度の高い改質ガスとなって改質ガス
管10に導入される。
On the other hand, when the raw fuel into which water vapor has been introduced passes through the reforming pipe 5, it undergoes a reforming reaction as shown in the reaction equation below due to the action of the catalyst, and becomes reformed gas with a high hydrogen concentration, which is then passed through the reformed gas pipe. introduced in 10.

CH4+2820−+4H2+CtO2上式の反応は吸
熱反応であり、また600′c1:l。
CH4+2820-+4H2+CtO2 The reaction in the above equation is endothermic and 600'c1:l.

上の温度が必要であることから、バーナ7によって12
00〜1400℃の燃焼ガスを生成し、改質管5を通し
て触媒に必要な熱を供給するようになっている。しかし
、これと同時に以下に示すような反応も進行するため一
酸化炭素が発生し、これが燃料電池1に用いられている
触媒を被毒する恐れがある。
Since a temperature above 12 is required, burner 7
A combustion gas of 00 to 1400°C is generated and the necessary heat is supplied to the catalyst through the reforming tube 5. However, at the same time, the following reactions also proceed, and carbon monoxide is generated, which may poison the catalyst used in the fuel cell 1.

CO2+H2=CO+H20 そこでこれを防止するために、改質器4がら出た改質ガ
スを転化器11を通して、以下の反応式で示すような転
化反応によって一酸化炭素濃度を充分低くした侵、電池
燃料として電池燃料配管12から燃料電池1に導入する
CO2+H2=CO+H20 Therefore, in order to prevent this, the reformed gas coming out of the reformer 4 is passed through the converter 11, and the carbon monoxide concentration is sufficiently lowered by the conversion reaction shown in the following reaction formula. The fuel is introduced into the fuel cell 1 from the cell fuel pipe 12 as a fuel.

CO+820−+CO2+82 ここで、転化反応は高温、低温の2段に分けて行なわれ
ることもあり、その場合には2種類の転化器が設置され
る。
CO+820-+CO2+82 Here, the conversion reaction may be carried out in two stages, high temperature and low temperature, and in that case, two types of converters are installed.

なお、実際のプラントではこの他に熱回収1m度コント
ロール用の各種熱交換器、さらには電池に入る燃料の湿
分コントロール、電池内での生成水を除去するための除
湿器等が設置されるが、本発明とは直接に関係がないの
でここではその図示および説明を省略している。
In addition, in the actual plant, various heat exchangers for heat recovery 1m degree control, moisture control of fuel entering the battery, dehumidifier for removing water produced in the battery, etc. will also be installed. However, since it is not directly related to the present invention, illustration and explanation thereof are omitted here.

一方、酸化剤としての空気は空気入口配管8がら分岐あ
るいは別の空気供給源から、図示しない種々の熱交換器
により電池内での電気化学反応に適度な温度まで予熱さ
れて燃料電池1に導入される。そして、この燃料電池1
を出た排空気は電池。
On the other hand, air as an oxidizer is introduced into the fuel cell 1 from a branch of the air inlet piping 8 or from another air supply source, after being preheated to a temperature suitable for electrochemical reactions within the cell by various heat exchangers (not shown). be done. And this fuel cell 1
The exhaust air that exits the battery.

排空気管13を通して排気筒より大気に放出されるよう
になっている。
The air is discharged into the atmosphere from the exhaust pipe through an exhaust pipe 13.

以上が、燃料電池発電プラントの基本的構成の慨略であ
るが、この他に重要なものとしてプラント内で初期試運
転時、緊急時等に生ずる余剰燃料ガスを処理する機器が
ある。すなわち燃料ガスは、   ゛原燃料入口配管2
を流れる天然ガス等の原燃料ガス、改質ガス配管10.
電池燃料配管12を流れる水素濃度の高い電池燃料ガス
(改質ガス)、電池で水素を消費されその濃度が低くな
った排燃料ガスに夫々大別され、これらはいずれも可燃
性を有するガスである。このため、初期試運転時には燃
料電池1の代りにダミーの電池を設置し、燃料電池1で
消費する水素分に相当する燃料を系外に放出して実運転
模擬試験を行なってプラント調整を行なうが、この余剰
燃料ガスはパックベント弁14により放出される。また
、プラントの各機器には容器保護のために安全弁15.
16.17゜18が設けられており、容器内圧力が最高
使用圧力を越える異常事態が発生した場合に、この安全
弁15.16,17.18が動作しガスを放出して圧力
上昇を阻止するようになっている。さらに、差圧放出弁
19は燃料電池1の燃料極と空気極との極間差圧が過大
になってクロスオーバが発生し、水素と酸素が混合して
危険な状態になるのを避けるため、tlA 14 ti
の方が高い場合にガス放出させて差圧を小さくさせるた
めの弁であり、同様の弁が空気極側にもあるが第4図で
は省略している。これらのガスは、可燃性ガスかまたは
可燃性ガスが混入する可能性を有しているため排気筒9
には導入せず、一般的には後述する別の放出システムで
処理されるようになっている。
The above is an overview of the basic configuration of a fuel cell power generation plant, but there is also an important component that processes surplus fuel gas generated within the plant during initial test runs, emergencies, and the like. In other words, the fuel gas is
Raw fuel gas such as natural gas, reformed gas piping 10.
It is roughly divided into cell fuel gas (reformed gas) with a high hydrogen concentration flowing through the cell fuel piping 12, and exhaust fuel gas whose concentration has become low due to the consumption of hydrogen in the cell, and both of these are flammable gases. be. For this reason, during initial test runs, a dummy battery is installed in place of fuel cell 1, and fuel equivalent to the amount of hydrogen consumed by fuel cell 1 is discharged outside the system to perform a simulation test of actual operation and make plant adjustments. , this excess fuel gas is discharged by the pack vent valve 14. In addition, each equipment in the plant is equipped with safety valves 15.
16, 17° 18 are provided, and if an abnormal situation occurs in which the internal pressure of the container exceeds the maximum working pressure, these safety valves 15, 16, 17, 18 operate to release gas and prevent the pressure from rising. It looks like this. Furthermore, the differential pressure release valve 19 is used to prevent the differential pressure between the fuel electrode and the air electrode of the fuel cell 1 from becoming excessive and causing crossover, which may cause hydrogen and oxygen to mix and create a dangerous situation. , tlA 14 ti
This is a valve for releasing gas to reduce the differential pressure when the pressure is higher than that of the air electrode, and there is a similar valve on the air electrode side, but it is omitted in FIG. These gases are flammable gases or have the possibility of being mixed with flammable gases, so the exhaust pipe 9
Instead, they are generally treated with a separate release system, which will be discussed below.

さて、従来の水素製造設備を有する化学プラントでは、
可燃性ガスの処理はフレアフレアスタックで行なってい
る。ところが、燃料電池発電プラントは都市の近くに設
置されることが多く、環境問題への配慮からそのまま大
気に放出するベントスタックが一般的に用いられる。化
学プラントにおいても都市周辺部では同様の配慮が必要
であり、また設備改造によりガス放出量が増大してフレ
アスタックの増設、改造等が行なえない場合にはベント
スタックを用いることもある。
Now, in chemical plants with conventional hydrogen production equipment,
Combustible gas is processed using a flare stack. However, fuel cell power plants are often installed near cities, and out of consideration for environmental issues, vent stacks are generally used to release the fuel directly into the atmosphere. Similar considerations are necessary for chemical plants in urban areas, and vent stacks may be used when equipment modification increases the amount of gas released and it is not possible to add or modify flare stacks.

このベントスタックシステムは、通常第4図に示すよう
に水封ドラム20とスタック21とから成っており、水
封ドラム20は空気がプラント内に浸入してガス放出時
に爆発したり、スタック放出口で着火した際の逆火を防
止するため、可燃性ガスをドラム内の水中に開放した管
22を通してスタック21に送り込む機能を有している
。この水中開放管22は、ガスの種類によって複数本に
分ける場合もある。また、スタック21は内部に空気が
侵入しないよう底部からシール用ガスを流し込んだり、
あるいは頂部にシール機構を有するカバーを設置し、た
りするのが一般的であるが、ここでは省略している。
This vent stack system usually consists of a water seal drum 20 and a stack 21, as shown in FIG. In order to prevent backfire when ignited, the flammable gas is fed into the stack 21 through a pipe 22 that is open to water inside the drum. This underwater open pipe 22 may be divided into a plurality of pipes depending on the type of gas. In addition, sealing gas is poured into the stack 21 from the bottom to prevent air from entering inside.
Alternatively, it is common to install a cover with a sealing mechanism on the top, but this is omitted here.

かかるベントスタックシステムでは、安全弁15.16
.17のように高温ガス(400℃以上)を有する容器
あるいは配管ラインに設置された弁からの放出が発生し
た場合、スタック21出口で発火する可能性があること
からこれを防止するため、第5図に示すように水封ドラ
ム20の内部にトレイを設けてスプレー管24から水を
降らせたり、また第6図に示すように水封ドラム20の
外部に減温器25を設は水を噴射して放出ガス冷却を図
るような方法が考えられてきている。しかし上述のよう
な減温方式では、緊急時のみ水を噴射してもセンサおよ
びバルブ動作の遅れ等から、冷却が間に合わずに発火す
る恐れがあり、一方これを避けようとすると常時大量の
水を流しておかなければならないという問題がある。 
−[発明の目的コ 本発明は上記のような問題を解決するために成されたも
ので、その目的はプラント内で緊急時等に生ずる余剰可
燃性ガスを簡単な構成でしかも安全に大気へ放出するこ
とが可能な可燃性ガス大気放出装置を提供することにあ
る。
In such a vent stack system, the safety valve 15.16
.. In order to prevent this, there is a possibility of ignition at the exit of the stack 21 in the event of release from a valve installed in a container or piping line containing high-temperature gas (400°C or higher) as shown in No. 17. As shown in the figure, a tray is provided inside the water seal drum 20 and water is rained down from a spray pipe 24, and as shown in FIG. Methods have been devised to cool the emitted gas. However, with the temperature reduction method described above, even if water is injected only in an emergency, due to delays in sensor and valve operation, there is a risk of a fire occurring before cooling is done in time. There is a problem in that it has to be kept flowing.
- [Purpose of the Invention] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to safely release surplus flammable gas, which occurs in a plant during an emergency, into the atmosphere with a simple structure. An object of the present invention is to provide a device for releasing flammable gas into the atmosphere.

[発明の概要] 上記目的を達成するために本発明では、プラントからの
可燃性ガスを大気へ放出するものにおいて、前記可燃性
ガスを水中に開放した管を通して導入するようにした水
封ドラム内に、耐熱性を有しかつ熱伝導性の良好な材料
のエレメントから成る網、格子または多孔板形状の熱吸
収体を、水平または傾斜させた状態で水封ドラム内の水
面下に複数個配設する構成としたことを特徴とする。
[Summary of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a method for discharging flammable gas from a plant into the atmosphere, in which the flammable gas is introduced into the water through a pipe opened into the water. In this method, a plurality of heat absorbers in the form of nets, lattices, or perforated plates made of elements made of heat-resistant and highly conductive materials are placed below the water surface in the water seal drum in a horizontal or inclined state. It is characterized by having a configuration in which it is set.

[発明の実施例] 以下、図面に示す一実施例を参照して本発明の詳細な説
明する。第1図は、本発明による可燃性ガス大気放出装
置の構成例を示すもので、第5図および第6図と同一部
分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異
なる部分についてのみ述べる。
[Embodiment of the Invention] The present invention will be described in detail below with reference to an embodiment shown in the drawings. FIG. 1 shows an example of the configuration of a combustible gas atmosphere release device according to the present invention. The same parts as in FIGS. I will only talk about.

すなわち本実施例による可燃性ガス大気放出装置は、逆
火防止のための水封ドラム20内の水面下に、耐熱性を
有しかつ熱伝導性の良好な材料のエレメントでできた網
、格子または多孔板形状の熱吸収板26を、水中開放!
!22のガス吹き出し口である開口部27よりも上部位
置に複数枚だけ水平状態で配設して構成するようにした
ものである。
That is, the flammable gas atmosphere release device according to this embodiment has a net or lattice made of elements made of a material that is heat resistant and has good thermal conductivity under the water surface in the water seal drum 20 to prevent backfire. Or open the perforated heat absorption plate 26 underwater!
! 22, a plurality of them are horizontally arranged above the opening 27 which is the gas outlet.

かかる構成の可燃性ガス大気放出装置において、図示し
ない燃料電池発電プラントより放出された高温の可燃性
ガスは、水中開放管22の中を通過して開口部27より
出た後、水中を上昇して、水封ドラム20の上部空間に
達し、スタック21を経由して大気に放出される。この
場合、ガスの水中上昇速度はガスと水との密度差に大き
く支配されるため、多量のガスが放出されてガスの有効
通過面積から決まる必要流速が実際の水中上昇速度を上
まわると、ガスの吹き抜けが起こり気柱ができて水との
直接接触による冷却効果はほとんど期待できなくなる。
In the combustible gas atmosphere release device having such a configuration, the high temperature combustible gas released from the fuel cell power generation plant (not shown) passes through the underwater open pipe 22 and exits from the opening 27, and then rises in the water. The water reaches the upper space of the water seal drum 20 and is discharged into the atmosphere via the stack 21. In this case, the rate at which gas rises underwater is largely controlled by the density difference between gas and water, so if a large amount of gas is released and the required flow rate determined from the effective passage area of the gas exceeds the actual rate of rise underwater, Gas blow-through occurs, forming an air column, and the cooling effect of direct contact with water can hardly be expected.

そのため、必要流速を上昇速度以下にして充分な冷却効
果をもたせるためには、ガスと水との接触熱伝達の低さ
も併せて考えると、有効通過面積をかなり大きくすなわ
ち水封ドラム20の径を大きくする必要があり、燃料電
池発電プラントの出力に対応して許容される放出系スペ
ースに対して過大なスペースが必要となる。この点本構
成では、ドラム径が小さく気柱が発生した場合でも、放
出され光可燃ガスは水封ドラム20内のガス上昇経路に
配設された熱吸収板26を通過する際に、この熱吸収板
26がガスとの接触熱交換によって熱を奪うことになる
ため、可燃性ガスの温度がスタック21出口で発火する
可能性の極めて少ないレベルまで下げられて大気に放出
されることになる。従って、上述のような不具合をなく
することができる。
Therefore, in order to maintain a sufficient cooling effect by reducing the required flow rate to below the rising rate, considering the low contact heat transfer between gas and water, the effective passage area must be made considerably large, that is, the diameter of the water seal drum 20. This requires an excessively large space compared to the allowable discharge system space corresponding to the output of the fuel cell power plant. In this point, in the present configuration, even if the drum diameter is small and an air column is generated, the released photocombustible gas will absorb this heat when passing through the heat absorption plate 26 disposed on the gas ascending path in the water seal drum 20. Since the absorption plate 26 absorbs heat through contact heat exchange with the gas, the temperature of the combustible gas is lowered to a level where the possibility of ignition at the exit of the stack 21 is extremely low, and the gas is released into the atmosphere. Therefore, the above-mentioned problems can be eliminated.

上述したように本実施例の可燃性ガス大気放出装置にお
いては、時間遅れの心配がなく、また特別な制御装置も
不要であり、極めて簡単な構成で安全性の高い高温可燃
性ガスの大気放出を行なうことが可能となり、この効果
は極めて多大である。
As mentioned above, in the flammable gas atmosphere release device of this embodiment, there is no need to worry about time delays, no special control device is required, and the high-temperature combustible gas can be released into the atmosphere with an extremely simple configuration. This makes it possible to do this, and the effect is extremely large.

なお、上記において、熱吸収板26の具体的な形状・寸
法、すなわち網あるいは格子のエレメントの径、メツシ
ュあるいはピッチ、多孔板の穴径とピッチ、枚数等は、
予想される可燃性ガスの放出量、温度および圧力損失の
許容値によって決定されるものである。すなわち、冷却
効果を増すためには、網のメツシュや格子のピッチを細
かくしたり枚数を増加する必要があるが、圧力損失が増
大して安全弁や放出弁の2次圧が上昇し、弁容固不足に
つながるので所定の制限を受ける。但し、適度の圧力損
失はガスの流れを横方向に拡散して各エレメントの熱吸
収を平均化させ、局部的な過熱を防止する効果を有する
ことになる。
In addition, in the above, the specific shape and dimensions of the heat absorption plate 26, that is, the diameter of the mesh or lattice element, the mesh or pitch, the hole diameter and pitch of the perforated plate, the number of sheets, etc.
It is determined by the expected amount of flammable gas emissions, temperature and pressure loss tolerances. In other words, in order to increase the cooling effect, it is necessary to make the pitch of the mesh or grid finer or increase the number of meshes, but this increases pressure loss, increases the secondary pressure of the safety valve and release valve, and reduces the valve capacity. Since this leads to a shortage of solids, it is subject to certain restrictions. However, a moderate pressure loss has the effect of spreading the gas flow in the lateral direction, averaging the heat absorption of each element, and preventing local overheating.

尚、上記実施例において、網のメツシュや格子のピッチ
を細かくすると、エレメントの熱容量に比較して吸収す
る熱量が多(なり、エレメントの温度上昇が早くなって
ガスとの温度差減少による冷却効果の減少、エレメント
の耐熱が問題となりやすいので、この場合には熱吸収板
26の枚数を増やすようにすればよい。
In the above example, if the pitch of the mesh or the grid is made finer, the amount of heat absorbed will be larger than the heat capacity of the element (the temperature of the element will rise faster, and the cooling effect will be reduced by reducing the temperature difference with the gas). In this case, the number of heat absorbing plates 26 may be increased, since the reduction in heat resistance and the heat resistance of the element are likely to become a problem.

また、より高温のガスが長時間続くような場合で、弁か
ら水封ドラム20までの配管が長く圧力損失が大きかっ
たり、弁容量に余裕が無いために水封ドラム20内の圧
力損失を大きくとれず従って熱吸収板26の枚数を増や
せないような場合には、例えば第2図に示すように熱吸
収板26の内・外周部に帯板状の放熱板28を設け、ガ
スがエレメント部のみを通るように水中開放管22の開
口部27をエレメント直下位置に配置し、かつ放熱板2
8の下端部を開口部27よりも下方位置に置くようにす
ることにより、エレメントの吸収熱を放熱板28から水
中に逃がしてエレメントの温度上昇を抑えることができ
、材料の選択範囲も拡げることが可能となる。なお、こ
の放熱板を設置する場合には、その外側に水が必要な自
然対流熱伝達を行なえるスペースを確保するようにする
In addition, in cases where higher temperature gas continues for a long time, the pressure loss within the water seal drum 20 may be large because the piping from the valve to the water seal drum 20 is long and the pressure loss is large, or there is not enough valve capacity. If the number of heat absorbing plates 26 cannot be increased, for example, as shown in FIG. The opening 27 of the underwater open pipe 22 is placed directly below the element so that it passes only through the heat sink 2.
By placing the lower end of the element 8 at a position below the opening 27, the heat absorbed by the element can be released from the heat radiating plate 28 into the water, suppressing the temperature rise of the element, and expanding the range of materials to be selected. becomes possible. In addition, when installing this heat sink, make sure to secure a space outside the heat sink where water can perform the necessary natural convection heat transfer.

さらに、より一層の冷却効果が要求される場合には、例
えば第3図に示すように中空のエレメント29で構成さ
れた網または格子を傾斜させて管板30に取り付け、こ
の中空エレメント29の両端を水中に開放しておき、上
述した第2図と同様に水中開放管22の開口部27をエ
レメント直下位置に配置し、かつ管板30の下端部を間
口部27よりも下方位置となるように設置することによ
り、高温ガスでエレメント29が熱せられると水の密度
変化によってエレメント内部を水が一部蒸発しながら流
れることによって冷却効果が高められ、より高温で長時
間にわたる可燃性ガスの放出を行なうことができる。
Furthermore, if an even greater cooling effect is required, for example, as shown in FIG. is opened underwater, and the opening 27 of the underwater open pipe 22 is placed directly below the element, and the lower end of the tube plate 30 is located below the frontage 27, as in FIG. When the element 29 is heated by high-temperature gas, the water density changes and some of the water flows inside the element while evaporating, increasing the cooling effect and releasing flammable gas at a higher temperature for a longer period of time. can be done.

さらにまた、水封ドラム20内の水の一部および発生し
た水蒸気は、上述したいずれの実施例の場合にもガスに
随伴されてスタック21がら大気へ放出されるため、機
械フロート式あるいは電気的なレベル制御によって外部
から水を供給する必要があるが、水封ドラム2oの底面
近くから供給するようにすればより効果的である。
Furthermore, in any of the above embodiments, a part of the water in the water seal drum 20 and the generated water vapor are accompanied by gas and released into the atmosphere through the stack 21. Although it is necessary to supply water from the outside by controlling the level, it is more effective to supply water from near the bottom of the water seal drum 2o.

一方、本発明は燃料電池発電プラントに限らず、可燃性
ガス放出装置を必要とする化学プラントについても同様
に適用することが可能である。
On the other hand, the present invention is not limited to fuel cell power generation plants, but can be similarly applied to chemical plants that require flammable gas release devices.

また、冷却効果を高めるためにエレメントや放熱板に各
種形状のフィンや突起物を設けるようにしてもよいもの
である。
Further, in order to enhance the cooling effect, fins or protrusions of various shapes may be provided on the element or the heat sink.

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で種々に変
形して実施することができるものである。
In addition, the present invention can be modified and implemented in various ways without changing the gist thereof.

[発明の効果1 以上説明したように本発明によれば、可燃性ガスを水中
に開放した管を通して導入するようにした水封ドラム内
に、耐熱性を有しかつ熱伝導性の良好な材料のエレメン
トから成る網、格子または多孔板形状の熱吸収体を、水
平または傾斜させた状態で水封ドラム内の水面下に複数
個配設する構成としたので、プラント内で緊急時等に生
ずる余剰可燃性ガスを簡単な構成でしかも安全に大気へ
放出することが可能な可燃性ガス大気放出装置が提供で
きる。
[Effects of the Invention 1] As explained above, according to the present invention, a material having heat resistance and good thermal conductivity is used in the water-sealed drum into which flammable gas is introduced through a pipe open to the water. A plurality of heat absorbers in the form of nets, lattice or perforated plates made of elements are arranged below the water surface in the water seal drum in a horizontal or inclined state, so that heat absorbers are It is possible to provide a combustible gas atmosphere release device that has a simple configuration and can safely release surplus combustible gas to the atmosphere.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す水封ドラムの構成図、
第2図および第3図は本発明の他の実施例を夫々示す構
成図、第4図は従来の燃料電池発電プラントのシステム
構成の一例を示す系統図、第5図および第6図は従来の
可燃性ガス冷却構成を夫々示す図である。 1・・・燃n電池、2・・・原燃料入口配管、3・・・
水蒸気入口配管、4・・・改質器、5・・・改質管、6
・・・燃焼室、7・・・バーナ、8・・・空気入口配管
、9・・・排気筒、1o・・・改質ガス配管、11・・
・転化器、12・・・電池燃料配管、13・・・電池排
空気管、14・・・パックベント弁、15,16,17
.18・・・安全弁、19・・・差圧放出弁、20・・
・水封ドラム、21・・・スタック、22・・・水中開
放管、23・・・スプレーまたは補給水弁、24・・・
スプレー管またはスプレーノズル、25・・・減温器、
26・・・熱吸収板エレメント、27・・・水中開放管
開口部、28・・・放熱板、29・・・中空エレメント
、30・・・管板。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 鋼1図     第2図
FIG. 1 is a configuration diagram of a water seal drum showing an embodiment of the present invention;
FIGS. 2 and 3 are configuration diagrams showing other embodiments of the present invention, FIG. 4 is a system diagram showing an example of the system configuration of a conventional fuel cell power generation plant, and FIGS. 5 and 6 are conventional FIG. 1... Fuel N battery, 2... Raw fuel inlet piping, 3...
Steam inlet piping, 4... Reformer, 5... Reforming pipe, 6
... Combustion chamber, 7... Burner, 8... Air inlet pipe, 9... Exhaust pipe, 1o... Reformed gas pipe, 11...
・Converter, 12...Battery fuel pipe, 13...Battery exhaust air pipe, 14...Pack vent valve, 15, 16, 17
.. 18... Safety valve, 19... Differential pressure release valve, 20...
・Water seal drum, 21... Stack, 22... Submersible open pipe, 23... Spray or make-up water valve, 24...
Spray pipe or spray nozzle, 25... desuperheater,
26... Heat absorption plate element, 27... Underwater open tube opening, 28... Heat sink, 29... Hollow element, 30... Tube sheet. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)プラントからの可燃性ガスを大気へ放出するもの
において、前記可燃性ガスを水中に開放した管を通して
導入するようにした水封ドラム内に、耐熱性を有しかつ
熱伝導性の良好な材料のエレメントから成る網、格子ま
たは多孔板形状の熱吸収体を、水平または傾斜させた状
態で水封ドラム内の水面下に複数個配設する構成とした
ことを特徴とする可燃性ガス大気放出装置。
(1) In a device that releases flammable gas from a plant into the atmosphere, the flammable gas is introduced into the water through a pipe open to the water, and the water-sealed drum has heat resistance and good thermal conductivity. A flammable gas characterized by having a structure in which a plurality of net, lattice, or perforated plate-shaped heat absorbers made of elements made of materials are arranged horizontally or inclined below the water surface in a water seal drum. Atmospheric release device.
(2)網、格子または多孔板形状の熱吸収体の両端部に
放熱板を設けるようにしたことを特徴とする特許請求の
範囲第(1)項記載の可燃性ガス大気放出装置。
(2) The flammable gas atmosphere release device according to claim (1), characterized in that heat sinks are provided at both ends of the heat absorber in the form of a net, a grid, or a perforated plate.
(3)中空のエレメントを水平あるいは傾斜させ、かつ
当該エレメントの両端部に円筒形または角形帯状の管板
を取り付け、エレメント端部を開放した状態で水封ドラ
ム内の水面下に配設するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第(1)項または第(2)項記載の可燃性
ガス大気放出装置。
(3) A hollow element is horizontally or inclined, a cylindrical or rectangular tube plate is attached to both ends of the element, and the element is placed under the water surface in the water seal drum with the ends open. A combustible gas atmosphere release device according to claim (1) or (2), characterized in that:
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013164214A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Flare facility and dust reduction method

Cited By (2)

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US9366430B2 (en) 2012-02-10 2016-06-14 Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. Flare system and method for reducing dust therefrom

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