KR20110074413A - 내구성을 강화시킨 개질기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 내구성을 강화시킨 개질기에 관한 것으로서, 구체적으로는 본 발명에 의한 내구성을 강화시킨 개질기는 열원부, 개질부 및 방열쉴드를 포함한다. 열원부는 중공의 원통형 또는 다각통형으로 형성되고, 열원부연료 및 연료극배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키는 제1연소기 및 제2연소기가 양단에 각각 구비된다. 개질부는 상기 열원부 외곽을 감싸도록 형성되는 제1개질부와 제1개질부 외곽을 감싸도록 형성되는 제2개질부와 상기 제2연소기 외곽에서 상기 제1개질부 및 제2개질부를 유체소통가능하도록 연결하는 연결공간부를 포함하고, 상기 열원부로부터 전도되는 열에 의하여 연료전지연료를 개질하고, 생성된 리포메이트를 상기 발전부에 공급한다. 쉴드는 중공 원통형상의 내열부재로 형성되고, 상기 연결공간부의 최 내측 내주면 상에 고정된다.
본 발명에 의한 내구성이 강화된 개질기는 개질 효율 및 신뢰성을 향상시켜 장시간의 수명을 보장함과 동시에 친환경적인 연료전지의 운용이 가능하다.

Description

내구성을 강화시킨 개질기{Reformer with high durability}
본 발명은 내구성을 강화시킨 개질기에 관한 것으로서, 구체적으로는 개질기내의 연료극 배출가스가 유입되어 열변형이 일어나는 부분에 미리 내열성 쉴드를 형성하여 둠으로써 열변형으로 인한 파단 및 손상을 방지하는 개질기 구조에 관한 것이다.
현대사회 전반에서 환경오염에 대한 우려의 목소리가 높아가고 있는 가운데 공해가 없고 에너지 효율이 우수한 연료전지 등의 대체 에너지 개발이 활발히 이루어지고 있다.
연료전지는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 화학에너지를 직직접 전기에너지로 변환하는 장치이다. 연료전지는 전해질의 종류에 따라 고분자 전해질 연료전지, 고체 산화물 연료전지, 용융 탄산염 연료전지 등으로 분류된다. 고분자 전해질 연료전지에 사용되는 수소는 통상 순수 수소의 저장과 운송에 따른 어려운 제반 문제 때문에 메탄올, 액화석유가스(LPG), 가솔린 등의 연료를 개질한 리포메이트(reformate)로부터 얻는다. 따라서, 수증기개질 방식의 개질기를 이용하는 대부분의 연료전지 시스템은 개질기에 수증기개질 반응에 필요한 열을 공급하는 열원부를 구비한다.
한편, 스택(stack)에서 전자를 생산하고 남은 리포메이트가 연료극으로부터 배출되는 데 이를 AOG(Anode off gas)라 하며 종래에는 AOG를 별개의 촉매 연소기를 이용하여 연소시키거나 대기 가스와 혼합을 하여 AOG 내의 H2, CO, CH4와 같은 배출가스의 농도를 낮추어 배출하였다.
그러나 점차 세계적인 환경 기준이 상향되는 추세에 있으며, 또한 실내에서도 사용이 가능한 연료전지를 제작하기 위해서는 보다 적극적인 AOG의 관리가 필요하다. 즉 AOG 가스를 연소시키는 방법을 통하여 대기 오염면에서의 환경기준을 충족하는 것 이외에도 AOG 가스의 주 구성이 수(H2)인 점에 착안하여 보다 적극적으로 이를 개질기(reformer)의 효율 향상에 기여하도록 하는 기술 개발이 시급한 실정이다.
이러한 취지에서 본 출원인이 열효율이 향상되고 환경 기준에도 적합하도록 AOG를 개질기의 열원부로 돌려 다시 산화 또는 연소시키는 개질기에 대한 제안을 하였으나 이러한 개질기는 개질연료, 열원부 연료 및 AOG등의 산화에 의한 고온 분위기가 유지됨으로써 다수의 핫 스팟이 생성되는 특성을 보여주기 때문에 핫 스팟의 완화 또는 분산 설계가 중요한 의미를 갖는다. 즉, 개질기가 열화 또는 손상없이 장기간의 운전이 가능하도록 하기 위해서는 위에서 설명한 바와 같이 핫 스팟의 완화 또는 분산을 통하여 열팽창 및 수축의 반복에 따른 열충격을 최소화 하여야 하고, 열응력에 의한 열화 및 손상을 최소화 하여야한다.
그러나 이러한 핫스팟을 분산하고 완화하는 방법에 의하더라도 열원부가 워낙 고온의 분위기에서 작동을 하기 때문에 연료전지 개질기의 수명관리 면에서 만족할 만한 수준에 도달하기는 어려우며, 보다 적극적인 보호 수단이 필요하다.
상기와 같은 필요에 따라,
본 발명은 연료극 배출가스가 개질기의 열원부 내로 유입되어 산화됨으로써 발생하는 핫 스팟의 형성 지점을 적절히 분배함으로써 열화에 의하여 연소기 배압이 상승하는 것을 방지하는 수단을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 고온 분위기에 의하여 발생되는 연소기 부근의 열변형을 최소화하는 수단을 제공하는데 있다.
또한 본 발명은 배출가스의 연소율을 높여 개질기의 효율을 상승시키는 수단을 제공하는데 있다.
본 발명의 일시예에서는 열원부; 상기 열원부의 일단에서 열원부 연료를 공급받아 산화시키기 위한 제1연소기; 상기 열원부의 타단에서 연료극 배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키기 위한 제2연소기; 상기 열원부 외곽을 감싸도록 형성되는 제1개질부와 상기 제1개질부 외곽을 감싸도록 형성되는 제2개질부와 상기 제1개질부 및 제2개질부를 유체소통가능하도록 연결하는 연결공간부를 포함하는 개질부; 및 상기 연결공간부와 제2연소기 사이에 위치하는 방열쉴드;를 포함하는 개질기를 제공한다.
또한, 본 발명에서 상기 제2연소기는 상기 열원부로 연료극 배출가스를 배출하기 위한 노즐을 포함하고, 상기 방열쉴드는 상기 노즐의 최소한 일영역과 오버랩(overlap)될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 방열쉴드는 상기 제2연소기와 마주하는 연결공간부의 최내측벽의 표면과 접하여 장착될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 방열쉴드는 상기 제2연소기와 마주하는 연결공간부의 최내측벽 외주면에 스팟용접에 의하여 고정될 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 연결공간부는 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위한 블레이드를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 블레이드는 상기 연결공간부내에서 열원부의 중심축에 대하여 직경방향을 따라 연장되어, 상기 연결공간부의 최내측벽 표면과 하판사이에 고정되어 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제2연소기는 상기 열원부의 중심축에 수직한 방향으로 연료극 배출가스를 방출하는 노즐을 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 제1개질부는 수증기개질 반응(steam reforming reaction)을 수행하는 제1공간을 포함하고, 상기 제2개질부는 수성가스전환 반응(WGS, water gas shift reaction)을 수행하는 제2공간을 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 연결공간부는 상기 제1개질부 또는 제2개질부의 최소한 어느 하나의 외측에 구비되거나, 상기 제1개질부와 제2개질부 모두의 외측에 구비될 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 열원부; 상기 열원부의 일단에서 열원부 연료를 공급받아 산화시키기 위한 제1연소기; 상기 열원부의 타단에서 연료극 배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키기 위한 제2연소기; 및 상기 열원부 외곽을 감싸도록 형성되는 제1개질부와 상기 제1개질부 외곽을 감싸도록 형성되는 제2개질부와 상기 제1개질부 및 제2개질부를 유체소통가능하도록 연결하는 연결공간부를 포함하는 개질부; 를 포함하고, 상기 연결공간부는 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위한 블레이드를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 블레이드는 상기 연결공간부내에서 열원부의 중심축에 대하여 직경방향을 따라 연장되어, 상기 연결공간부의 최내측벽 표면과 하판사이에 고정된다.
또한, 본 발명에서 상기 제2연소기는 상기 열원부의 중심축에 수직한 방향으로 연료극 배출가스를 방출하는 노즐을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 제1개질부는 수증기개질 반응(steam reforming reaction)을 수행하는 제1공간을 포함하고, 제2개질부는 수성가스전환 반응(WGS, water gas shift reaction)을 수행하는 제2공간을 포함한다.
또한, 본 발명에서 상기 연결공간부는 상기 제1개질부 또는 제2개질부의 최소한 어느 하나의 외측에 구비거나, 상기 제1개질부와 제2개질부 모두의 외측에 구비될 수 있다.
상술한 본 발명의 구성상의 특징으로부터,
본 발명에 의한 개질기는 연료극 배출가스가 개질기의 열원부 내로 유입되어 산화됨으로써 발생하는 핫 스팟의 형성 지점을 적절히 분배함으로써 열화에 의하여 연소기 배압이 상승하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 연결공간부와 연소기 사이에 쉴드를 형성하여 연료전지 운전 시 열팽창율 차이에 의하여 연소기 주변 구성이 열화 및 변형되는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명은 블레이드를 통하여 연결공간부 최 내측벽의 강성을 보조해 줌으로써 열변형에 대응하고 촉매에 대한 열전도율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명은 배출가스의 연소율을 높여 개질기의 효율을 상승시킬 수 있다.
결국 개질기의 효율 및 신뢰성을 향상시켜 장시간의 수명을 보장함과 동시에 친환경적인 연료전지의 운용이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 개질기의 구성을 개략적으로 나타낸 종방향 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 개질기의 구성을 개략적으로 나타낸 횡방향 단면도이다.
도 3은 2중 산화구조의 개질기 개발중 발생한 크랙을 설명하기 위한 종방향 단면도이다.
도 4a는 본 발명에 의한 쉴드가 구비된 모습을 나타내는 종방향 단면도이다.
도 4b는 본 발명에 의한 쉴드의 용접 지점을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 쉴드를 설명하기 위한 분해 사시도 이다.
도 6은 본 발명에 의한 수평방향으로 한 줄 당 4개 총 두줄로 노즐이 형성된 제2연소기의 모습을 나타내는 사시도 및 종방향 단면도이다.
도 7은 본 발명에 의한 수평방향으로 한 줄 당 6개 총 두줄로 노즐이 형성된 제2연소기의 모습을 나타내는 사시도 및 종방향 단면도이다.
도 8은 본 발명에 의한 블레이드를 나타내기 위한 절개 사시도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 특별한 정의나 언급이 없는 경우에 본 설명에 사용하는 ‘상하좌우’ 등 방향을 표시하는 용어는 도면에 표시된 상태를 기준으로 한다.
[도 1]에 본 발명의 일실시예의 개질기의 개략적인 모습을 도시하였다. [도 1]을 참조하여 설명하면, 개발중인 개질기는 열원부(20), 개질부(10, 12), 제1연소기(21), 제2연소기(22) 및 제1개질부(12)와 제2개질부(10)사이에 유체소통가능하게 연결된 연결공간부(11)를 포함한다. 이하 각 구성에 대하여 상세히 설명한다.
본 실시예에서의 개질기는 종방향 중심축을 기준으로 중앙부에 열원부(20)가 구비된다. 열원부(20)는 중공의 원통형 또는 다각통형으로 형성되며 그 외부에는 [도 2]에 도시된 바와 같이 열원부(20)를 둘러싸는 제1개질부(12)가 구비되고, 제1개질부(12)의 외곽에는 제1개질부(12)를 둘러싸는 제2개질부(10)가 구비된다. 또한 제1개질부(12)와 제2개질부(10)는 하단에서 연결공간부(11)에 의하여 유체가 소통가능하도록 연결된다. 연결공간부(11)는 상판(11a) 및 하판(11b)으로 구성되며, 제1개질부(12)와 제2공간부(10)의 하단에 용접되어 밀봉시키게 된다. 또한, 연결공간부(11)는 상기 제1개질부(12)와 제2개질부(10)의 모두 또는 최소한 어느 하나의 외측에 위치하게 된다.
이러한 구조로 인하여 개질기 중심축을 기준으로 중앙부가 가장 온도가 높고 외곽으로 갈수록 온도가 낮아지는 열구조가 형성됨으로써 균일한 산화 온도를 유지할 수 있게 되었다.
한편, 열원부(20)의 양단에는 열원부연료 및 연료극배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키는 제1연소기(21) 및 제2연소기(22)가 양단에 각각 구비된다. 이 때 열원부 연료는 열원부(20)의 온도 유지를 위하여 공급되는 LPG 등의 주 연료를 의미한다. 또한 AOG는 연료전지셀 등의 복합체인 발전부(미도시)에서 산화반응을 통하여 전기를 생산한 이후에 연료극으로부터 배출되는 수소를 주 성분으로 하는 미연소 가스를 의미한다. 본 실시예에서는 열원부연료를 공급하여 산화시키는 제1연소기가 열원부(20)의 상단에 구비되고, AOG를 재공급하여 산화시키는 제2연소기가 열원부(20)의 하단에 구비된다.
제2연소기(22)는 [도 6] 또는 [도 7]에 도시된 바와 같이 열원부(20)의 중심축에 대하여 수직한 방향으로 AOG가 유입되도록 분사하는 노즐이 형성된다. 즉 제2연소기(22) 노즐을 [도 6] 도시된 바와 같이 다수의 횡으로 형성된 노즐을 통하여 AOG의 혼합 효과를 극대화하고 핫스팟(hot-spot)이 제1 산화촉매층 부근에 집중되지 않도록 한다.
개질기의 기본적인 반응은 다음과 같다. 즉 열원부(20)에 LPG 등 열원부 연료가 공급되어 개질에 필요한 온도를 유지하게 되면, 열원부(20)로부터 전도되는 열에 의하여 제1개질부(12)에서 연료전지연료를 개질(SR)하게 된다. 즉, 제1개질부에는 상기 수증기개질 반응(steam reforming reaction)을 위한 제1공간부가 구비된다. 이 때 생성된 리포메이트는 CO를 더욱 저감시켜 별도의 반응기나 발전부등에 공급된다. 즉, 상기 제1개질부에서 수증기개질반응을 통과한 리포메이트는 수성가스전환반응(WGS reaction)을 거치게 되는데, 이 수성가스전환반응은 연결공간부(11)와 제2개질부(10)의 촉매층내에서 이루어지게 된다.여기서 상기 제2개질부(10)는 상기 수성가스전환반응을 위한 제2공간부를 구비한다.
리포머에서 발생된 7LPM(liters per minute)의 리포메이트(~71% H2, 25% CO2, ~1% CH4)가 스택 등 발전부를 거쳐 전기를 생산한 후에 잔류하는 리포메이트(~47% H2, ~45% CO2, ~1% CH4, N2 balance)는 발생 양으로 약 4.3LPM 정도이다. 즉 본 출원인에 의한 실시예의 경우 5 SLPM(standard liters per minute)정도 발생한 수소는 3 SLPM 정도가 전기 발생에 활용되고 2 SLPM이 잔류 가스 즉 AOG로 남게 된다. 이렇게 발생된 AOG는 다시 상술한 제2 연소기(22)를 통하여 열원부(20) 내로 공급된 후 산화되어 열로 전환된다.
이러한 개질기를 개발하는 과정에서 AOG에 의한 핫 스팟 발생 및 주변 장치에 대한 영향을 평가하는 테스트 운전을 실시하였다. 그 결과 [도 3]에 도시된 바와 같이 제1개질부(12)의 내주면 하단부가 고온 분위기에서 열팽창에 의하여 변형되었다. 이 때 연결공간부(11)의 상판(11a) 및 하판(11b)은 열팽창에 의한 변형을 구속하여 강한 스트레스를 받다가 고온에 의하여 함께 변형이 되거나 변형 도중에 제1개질부와의 용접부위가 손상되는 현상이 발생하였다. 핫 스팟(Hot spot)의 열적 강도(AOG내 수소의 양 및 농도), 개질기 운전 (On-Off)로직에 의한 열충격 조건 및 개질기를 구성하는 sus강 재질의 특성 등이 이러한 변형의 강도에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
본 실시예에서는 열변형에 대한 구조적인 보강을 통하여 이를 해결하고자 한다. 즉 [도 4a] 및 [도 5]에 도시된 바와 같이 쉴드(30)를 구비한다. 본 발명에서 방열쉴드(30) 또는 쉴드(30)는 제2연소기(22)의 노즐의 일영역을 오버랩(overlap)할 수 있으며, SUS 310과 같은 열에 비교적 강한 내열부재를 중공의 원통형상으로 형성하여 연결공간부(11)의 최 내측벽의 내주면에 고정하게 된다.
쉴드(30)는 방열부재로서 비교적 열에 강한 것이 이용된다. 여기서
이때 쉴드(30)와 연결공간부(11)의 최 내측벽은 열 팽창시에도 일정한 자유도를 갖고 팽창할 수 있도록 점용접으로 고정되는 것이 바람직하다. 예를 들어 [도 4b]에 도시된 바와 같이 쉴드(30)는 상기 제2연소기(22)와 마주하는 연결공간부(11)의 최내측벽의 외주면에 접촉되어 고정될 수 있다.
특히 도 4B에서 알 수 있는 바와 같이, 스팟 또는 점용접(W)이 쉴드(30)의 외주면의 복수개의 위치에 이루어진다. 본 실시예에서는 쉴드가 가열되면, 쉴드는 열스트레스를 감소하기 위하여 점용접위치로부터 팽창될 수 있다. 또한, 용접은 균일한 방법으로 상호 분리되어 수행되며, 열팽창효과를 균일하게 분산시키기 위하여 균일한 사이즈를 갖는 것이 바람직하다.
또한 상술한 쉴드(30) 이외에 [도 8]에 도시된 바와 같이 블레이드(15)를 더 구비할 수 있다. [도 8]은 블레이드의 부착위치를 설명하기 위하여 연결공간부(11) 내의 촉매층을 따로 분해하여 절개한 사시도이다. 블레이드(15)는 평면형상의 부재로서 연결공간부(11)의 최 내측벽 외주면의 하단부와 연결공간부(11)의 하판(11b)를 고정하여 연결공간부(11)의 최 내측벽이 열 팽창에 의하여 변형되는 것을 적극적으로 방어하는 구조물이다. 위와 같은 블레이드(15)를 다수 개 구비함으로써 연결공간부(11)의 최 내측벽이 열팽창으로부터 변형되는 것을 막을 수 있으며 동시에 연결공간부에 열을 더욱 효율적으로 전도할 수 있다. 이 때 블레이드(15)는 열팽창에 의한 변형에 대하여 효율적으로 연결공간부(11)의 최 내측벽을 지지하도록 열팽창의 대체적인 방향 즉, 열원부(20)의 중심축을 기준으로 직경방향의 연장선상에 구비되는 것이 바람직하다.
이를 더욱 상세히 설명하면, 연결공간부(11)는 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위하여 또는 연결공간부911)의 유체의 분산효과를 증대시키기ㅣ 위하여 블레이드(50)를 포함하여 형성하되, 상기 블레이드(50)는 열원부(20)의 중심축에 대하여 직경방향을 따라 연장되어 형성된다. 그리고 이 블레이드(50)는 연결공간부(11)의 최내측벽의 내주면과 하판(11b)사이에 고정된다.
본 발명의 실시예에서 내구성을 강화시킨 개질기는 열팽창에 의한 변형으로부터 개질기를 보호하기 위한 구조를 제공한다. 개질기는 열원부, 열원부의 일단에서 열원부 연료를 공급받아 산화시키는 제1연소기와 열원부의 연료극 배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키는 제2연소기와 개질부를 포함한다. 상기 제1개질부는 열원부의 외곽을 둘러싸는 제1개질부와 상기 제2개질부를 둘러싸는 제2개질부와, 상기 제2개질부 외측에서 제1개질부와 제2개질부를 유체소통가능하게 연결시키는 연결공간부를 구비한다. 또한, 방열쉴드가 상기 연결공간부와 제2연소기 사이에 구비된다. 여기서 방열쉴드는 개질기(더욱 구체적으로는 연결공간부)가 열팽창에 의하여 변형되는 것을 방지한다. 또한 상기 연결공간부는 열팽창에 의한 변형을 더욱 완화시키기 위한 연결부로서 블레이드를 포함하여 형성될 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 내구성이 강화된 개질기로 구현될 수 있다.
10: 제2개질부(WGS) 11: 연결공간부
11a: 연결공간부 상판 11b: 연결공간부 하판
12: 제1개질부(SR) 15: 블레이드
20: 열원부 21: 제1연소기(열원부 연료)
22: 제2연소기(AOG) 30: 쉴드

Claims (18)

  1. 열원부;
    상기 열원부의 일단에서 열원부 연료를 공급받아 산화시키기 위한 제1연소기;
    상기 열원부의 타단에서 연료극 배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키기 위한 제2연소기;
    상기 열원부 외곽을 감싸도록 형성되는 제1개질부와 상기 제1개질부 외곽을 감싸도록 형성되는 제2개질부와 상기 제1개질부 및 제2개질부를 유체소통가능하도록 연결하는 연결공간부를 포함하는 개질부; 및
    상기 연결공간부와 제2연소기 사이에 위치하는 방열쉴드;를 포함하는 개질기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2연소기는 상기 열원부로 연료극 배출가스를 배출하기 위한 노즐을 포함하고, 상기 방열쉴드는 상기 노즐의 최소한 일영역과 오버랩(overlap)되는 개질기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 방열쉴드는 상기 제2연소기와 마주하는 연결공간부의 최내측벽의 표면과 접하여 장착되는 개질기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 방열쉴드는 상기 제2연소기와 마주하는 연결공간부의 최내측벽 외주면에 스팟용접에 의하여 고정되는 개질기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 연결공간부는 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위한 블레이드를 더 포함하는 개질기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 연결공간부내에서 열원부의 중심축에 대하여 직경방향을 따라 연장되어, 상기 연결공간부의 최내측벽 표면과 하판사이에 고정되어 있는 개질기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2연소기는 상기 열원부의 중심축에 수직한 방향으로 연료극 배출가스를 방출하는 노즐을 포함하는 개질기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1개질부는 수증기개질 반응(steam reforming reaction)을 수행하는 제1공간을 포함하는 개질기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제2개질부는 수성가스전환 반응(WGS, water gas shift reaction)을 수행하는 제2공간을 포함하는 개질기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 연결공간부는 상기 제1개질부 또는 제2개질부의 최소한 어느 하나의 외측에 구비되는 개질기.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 연결공간부는 상기 제1개질부와 제2개질부의 외측에 구비되는 개질기.
  12. 열원부;
    상기 열원부의 일단에서 열원부 연료를 공급받아 산화시키기 위한 제1연소기;
    상기 열원부의 타단에서 연료극 배출가스(AOG)를 공급받아 산화시키기 위한 제2연소기; 및
    상기 열원부 외곽을 감싸도록 형성되는 제1개질부와 상기 제1개질부 외곽을 감싸도록 형성되는 제2개질부와 상기 제1개질부 및 제2개질부를 유체소통가능하도록 연결하는 연결공간부를 포함하는 개질부; 를 포함하고,
    상기 연결공간부는 열팽창에 의한 변형을 방지하기 위한 블레이드를 포함하는 개질기.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 블레이드는 상기 연결공간부내에서 열원부의 중심축에 대하여 직경방향을 따라 연장되어, 상기 연결공간부의 최내측벽 표면과 하판사이에 고정되어 있는 개질기.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2연소기는 상기 열원부의 중심축에 수직한 방향으로 연료극 배출가스를 방출하는 노즐을 포함하는 개질기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제1개질부는 수증기개질 반응(steam reforming reaction)을 수행하는 제1공간을 포함하는 개질기.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 제2개질부는 수성가스전환 반응(WGS, water gas shift reaction)을 수행하는 제2공간을 포함하는 개질기.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 연결공간부는 상기 제1개질부 또는 제2개질부의 최소한 어느 하나의 외측에 구비되는 개질기.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 연결공간부는 상기 제1개질부와 제2개질부의 외측에 구비되는 개질기.
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