JPH09165203A - 水蒸気改質器 - Google Patents
水蒸気改質器Info
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- JPH09165203A JPH09165203A JP7328993A JP32899395A JPH09165203A JP H09165203 A JPH09165203 A JP H09165203A JP 7328993 A JP7328993 A JP 7328993A JP 32899395 A JP32899395 A JP 32899395A JP H09165203 A JPH09165203 A JP H09165203A
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
Landscapes
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放射性物質を水蒸気改質器の一次ガスとして
利用し、ガスが洩れないようにする。 【解決手段】 高温の一次ガスが流通する雰囲気中に配
置され一端から水蒸気とメタンとが混合した二次ガス２
９が供給され他端が閉塞した触媒管２４と、触媒管２４
の内底部近傍に一端が位置し且つ他端が触媒管２４の外
部に位置するように触媒管２４に挿入した流路形成管２
６と、触媒管２４の内側面と流路形成管２６の外側面と
の間に充填された触媒２７とを備えた水蒸気改質器にお
いて、触媒管２４の管壁を内部に中間層４２を有する二
重壁とし、中間層４２を一次ガスのガス圧力及び二次ガ
ス２９のガス圧力よりも低いガス圧力雰囲気とし、中間
層４２の一次ガスを検出する一次ガス検出器のプローブ
３８を設けている。
利用し、ガスが洩れないようにする。 【解決手段】 高温の一次ガスが流通する雰囲気中に配
置され一端から水蒸気とメタンとが混合した二次ガス２
９が供給され他端が閉塞した触媒管２４と、触媒管２４
の内底部近傍に一端が位置し且つ他端が触媒管２４の外
部に位置するように触媒管２４に挿入した流路形成管２
６と、触媒管２４の内側面と流路形成管２６の外側面と
の間に充填された触媒２７とを備えた水蒸気改質器にお
いて、触媒管２４の管壁を内部に中間層４２を有する二
重壁とし、中間層４２を一次ガスのガス圧力及び二次ガ
ス２９のガス圧力よりも低いガス圧力雰囲気とし、中間
層４２の一次ガスを検出する一次ガス検出器のプローブ
３８を設けている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水蒸気とメタン等
の炭化水素ガスから水素を生成させる水蒸気改質器に関
するものである。
の炭化水素ガスから水素を生成させる水蒸気改質器に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】水蒸気とメタン等の炭化水素ガスから水
素を生成させるために従来から使用されている水蒸気改
質器の一例を図４によって説明する。
素を生成させるために従来から使用されている水蒸気改
質器の一例を図４によって説明する。
【０００３】１は中空の改質器本体であって、該改質器
本体１は、垂直に延びる筒状の胴部２の下端部は鏡板３
を固着して閉塞されており、胴部２の外側部に設けたス
カート部４によって架台等の固定構造物５に支持されて
いる。
本体１は、垂直に延びる筒状の胴部２の下端部は鏡板３
を固着して閉塞されており、胴部２の外側部に設けたス
カート部４によって架台等の固定構造物５に支持されて
いる。
【０００４】胴部２の下端部近傍には、胴部２の外方か
ら内方へ径方向に連通する一次流体入口ノズル６が設け
られ、胴部２の上端部近傍には、胴部２の内方から外方
へ径方向に連通する一次流体出口ノズル７が設けられて
いる。
ら内方へ径方向に連通する一次流体入口ノズル６が設け
られ、胴部２の上端部近傍には、胴部２の内方から外方
へ径方向に連通する一次流体出口ノズル７が設けられて
いる。
【０００５】胴部２の上端には管板８が設けられてお
り、胴部２の内部には内筒９が胴部２と同軸に挿入され
ていて、内筒９の上端は管板８の下面に固着されてい
る。
り、胴部２の内部には内筒９が胴部２と同軸に挿入され
ていて、内筒９の上端は管板８の下面に固着されてい
る。
【０００６】内筒９の下端部近傍には、内筒９の外方か
ら内方へ径方向に連通する一次流体入口管１０が一次流
体入口ノズル６と同軸に位置するように設けられ、内筒
９の上端部近傍には、内筒９の内方から外方へ径方向に
連通する一次流体出口管１１が一次流体出口ノズル７と
同軸に位置するように設けられている。
ら内方へ径方向に連通する一次流体入口管１０が一次流
体入口ノズル６と同軸に位置するように設けられ、内筒
９の上端部近傍には、内筒９の内方から外方へ径方向に
連通する一次流体出口管１１が一次流体出口ノズル７と
同軸に位置するように設けられている。
【０００７】更に、内筒９の外側面と胴部２の内側面と
の間の空間、並びに鏡板３の内底面と内筒９の下面との
間の空間には、断熱材１２が充填されている。
の間の空間、並びに鏡板３の内底面と内筒９の下面との
間の空間には、断熱材１２が充填されている。
【０００８】管板８の上面には、胴部２とほぼ同径の流
体室形成胴１３が胴部２と同一軸線になるように設けて
あって、この流体室形成胴１３の下端部と前記胴部２の
上端部とは、ボルト等の締結手段１４によって固着さ
れ、管板８は、流体室形成胴１３の下端部と胴部２の上
端部との間に固く挟持されている。
体室形成胴１３が胴部２と同一軸線になるように設けて
あって、この流体室形成胴１３の下端部と前記胴部２の
上端部とは、ボルト等の締結手段１４によって固着さ
れ、管板８は、流体室形成胴１３の下端部と胴部２の上
端部との間に固く挟持されている。
【０００９】流体室形成胴１３の下端部近傍には、流体
室形成胴１３の外方から内方へ径方向に連通する二次流
体入口ノズル１５が設けられ、また、流体室形成胴１３
の上端部近傍には、流体室形成胴１３の内方から外方へ
径方向に連通する二次流体出口ノズル１６が設けられて
いる。
室形成胴１３の外方から内方へ径方向に連通する二次流
体入口ノズル１５が設けられ、また、流体室形成胴１３
の上端部近傍には、流体室形成胴１３の内方から外方へ
径方向に連通する二次流体出口ノズル１６が設けられて
いる。
【００１０】更に流体室形成胴１３の内部には、上部内
筒１７が流体室形成胴１３と同軸に且つ上下に別れて設
けられている。
筒１７が流体室形成胴１３と同軸に且つ上下に別れて設
けられている。
【００１１】この上部内筒１７の下端部近傍には、上部
内筒１７の外方から内方へ径方向に連通する二次流体入
口管１８が二次流体入口ノズル１５と同軸に位置するよ
うに設けられ、上部内筒１７の上端部近傍には、上部内
筒１７の内方から外方へ径方向に連通する二次流体出口
管１９が二次流体出口ノズル１６と同軸に位置するよう
に設けられている。
内筒１７の外方から内方へ径方向に連通する二次流体入
口管１８が二次流体入口ノズル１５と同軸に位置するよ
うに設けられ、上部内筒１７の上端部近傍には、上部内
筒１７の内方から外方へ径方向に連通する二次流体出口
管１９が二次流体出口ノズル１６と同軸に位置するよう
に設けられている。
【００１２】また、流体室形成胴１３の内部には、二次
流体入口管１８より上方で二次流体出口管１９よりは下
方の位置で、流体室形成胴１３の内面に密接する管板２
０が設けられ、そして流体室形成胴１３の上端には改質
器蓋２１が、ボルト等の締結手段２２によって固着され
ている。
流体入口管１８より上方で二次流体出口管１９よりは下
方の位置で、流体室形成胴１３の内面に密接する管板２
０が設けられ、そして流体室形成胴１３の上端には改質
器蓋２１が、ボルト等の締結手段２２によって固着され
ている。
【００１３】更に、上部内筒１７の外側面と、流体室形
成胴１３の内側面と、管板８の上面外周近傍と、改質器
蓋２１の下面外周近傍とによって囲まれている空間に
は、断熱材２３が充填されている。
成胴１３の内側面と、管板８の上面外周近傍と、改質器
蓋２１の下面外周近傍とによって囲まれている空間に
は、断熱材２３が充填されている。
【００１４】内筒９の内部には垂直に延びる複数の（図
４には１個のみを示す）触媒管２４が配置され、内筒９
の内部に設けてある多数の邪魔板２５及びタイロッド
（図示せず）に振れ止め支持されている。
４には１個のみを示す）触媒管２４が配置され、内筒９
の内部に設けてある多数の邪魔板２５及びタイロッド
（図示せず）に振れ止め支持されている。
【００１５】この触媒管２４の上端外周は、管板８に穿
設された管孔に内接固着されており、触媒管２４の下端
は、閉塞した形状になっている。
設された管孔に内接固着されており、触媒管２４の下端
は、閉塞した形状になっている。
【００１６】各触媒管２４の内部には、流路形成管２６
が遊嵌するように挿入されていて、流路形成管２６の上
端外周は管板２０に穿設された管孔に内接固着されてお
り、流路形成管２６の下端は触媒管２４の下端近くで開
口している。
が遊嵌するように挿入されていて、流路形成管２６の上
端外周は管板２０に穿設された管孔に内接固着されてお
り、流路形成管２６の下端は触媒管２４の下端近くで開
口している。
【００１７】そして各流路形成管２６の外側面と触媒管
２４の内側面との間には、水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン
（ＣＨ4）から水素（Ｈ2）を生成させるためのペレット
状の触媒２７が充填されている。
２４の内側面との間には、水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン
（ＣＨ4）から水素（Ｈ2）を生成させるためのペレット
状の触媒２７が充填されている。
【００１８】上述した従来の水蒸気改質器において、一
次流体入口管１０にヘリウム（Ｈｅ）等の高温の一次ガ
ス２８を供給すると、該一次ガス２８は、内筒９の内部
を邪魔板２５に阻止されつつその間を迂回しながら下方
から上方へ向って流通して触媒管２４の外側を高温の一
次ガス２８が流通する雰囲気とし、一次流体出口管１１
から外部へ流出する。
次流体入口管１０にヘリウム（Ｈｅ）等の高温の一次ガ
ス２８を供給すると、該一次ガス２８は、内筒９の内部
を邪魔板２５に阻止されつつその間を迂回しながら下方
から上方へ向って流通して触媒管２４の外側を高温の一
次ガス２８が流通する雰囲気とし、一次流体出口管１１
から外部へ流出する。
【００１９】一方、二次流体入口管１８に水蒸気（Ｈ2
Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合した二次ガス２９を供
給すると、該二次ガス２９は、流体室形成胴１３の内側
面と管板８の上面と管板２０の下面により形成される流
体室３０を経て、触媒管２４の内側面と流路形成管２６
の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を上方
から下方へ向って流通する。
Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合した二次ガス２９を供
給すると、該二次ガス２９は、流体室形成胴１３の内側
面と管板８の上面と管板２０の下面により形成される流
体室３０を経て、触媒管２４の内側面と流路形成管２６
の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を上方
から下方へ向って流通する。
【００２０】このとき、高温の一次ガス２８から触媒管
２４を介して伝達される熱エネルギーと触媒２７とによ
り、二次ガス２９に含まれている水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメ
タン（ＣＨ4）とが反応し、水素（Ｈ2）と一酸化炭素
（ＣＯ）とが生成される。
２４を介して伝達される熱エネルギーと触媒２７とによ
り、二次ガス２９に含まれている水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメ
タン（ＣＨ4）とが反応し、水素（Ｈ2）と一酸化炭素
（ＣＯ）とが生成される。
【００２１】また、変性反応により生成された一酸化炭
素（ＣＯ）と混合ガスに含まれている水蒸気（Ｈ2Ｏ）
とから、水素（Ｈ2）と二酸化炭素（ＣＯ2）が生成され
る。
素（ＣＯ）と混合ガスに含まれている水蒸気（Ｈ2Ｏ）
とから、水素（Ｈ2）と二酸化炭素（ＣＯ2）が生成され
る。
【００２２】この水素（Ｈ2）を主成分とする二次ガス
２９は、流路形成管２６の下端から流路形成管２６の内
部に流入し、該流路形成管２６の内部を下方から上方へ
向って流通した後、流体室形成胴１３の内側面と管板２
０の上面と改質器蓋２１の下面により形成される流体室
３１を経て、二次流体出口管１９から外部へ流出する。
２９は、流路形成管２６の下端から流路形成管２６の内
部に流入し、該流路形成管２６の内部を下方から上方へ
向って流通した後、流体室形成胴１３の内側面と管板２
０の上面と改質器蓋２１の下面により形成される流体室
３１を経て、二次流体出口管１９から外部へ流出する。
【００２３】これにより、二次流体入口管１８に供給さ
れた水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合した二
次ガス２９は、二次流体出口管１９から水素（Ｈ2）を
主成分とする二次ガス２９として収集され、化学プラン
ト等で使用されることになる。
れた水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合した二
次ガス２９は、二次流体出口管１９から水素（Ｈ2）を
主成分とする二次ガス２９として収集され、化学プラン
ト等で使用されることになる。
【００２４】図５は触媒管２４の内側面と流路形成管２
６の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を上
方から下方へ向って流通して反応した後の二次ガス２９
の圧力と、この反応した二次ガス２９中のメタン残量と
の関係を示すグラフであって、流通する二次ガス２９の
圧力が低いほどメタン（ＣＨ4）の残量が少ないことが
分かる。
６の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を上
方から下方へ向って流通して反応した後の二次ガス２９
の圧力と、この反応した二次ガス２９中のメタン残量と
の関係を示すグラフであって、流通する二次ガス２９の
圧力が低いほどメタン（ＣＨ4）の残量が少ないことが
分かる。
【００２５】メタン（ＣＨ4）の残量が少ないというこ
とは、より多くのメタン（ＣＨ4）が水蒸気（Ｈ2Ｏ）と
反応して、より多くの水素（Ｈ2）が生成されたという
ことになり、従って、触媒管２４の内側面と流路形成管
２６の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を
上方から下方へ向って流通して反応した後の二次ガス２
９の圧力が低くなるようにすれば、水素（Ｈ2）の収集
率が向上することになる。
とは、より多くのメタン（ＣＨ4）が水蒸気（Ｈ2Ｏ）と
反応して、より多くの水素（Ｈ2）が生成されたという
ことになり、従って、触媒管２４の内側面と流路形成管
２６の外側面との間に充填されている触媒２７の内部を
上方から下方へ向って流通して反応した後の二次ガス２
９の圧力が低くなるようにすれば、水素（Ｈ2）の収集
率が向上することになる。
【００２６】そのため一般の化学プラントでは、二次ガ
ス２９の圧力を１０ｋｇ／ｃｍ2程度以下の低い圧力に
なるように設定している。
ス２９の圧力を１０ｋｇ／ｃｍ2程度以下の低い圧力に
なるように設定している。
【００２７】
【発明が解決しようとする課題】近年、エネルギーの有
効利用の観点から、原子炉の熱で昇温させたガスを水蒸
気改質器の一次ガス２８として利用することが検討され
ている。
効利用の観点から、原子炉の熱で昇温させたガスを水蒸
気改質器の一次ガス２８として利用することが検討され
ている。
【００２８】原子炉の熱で昇温されるガスの圧力は、約
４０ｋｇ／ｃｍ2程度であるため、これを水蒸気改質器
の一次ガス２８として利用していて、万一、触媒管２４
に亀裂等の損傷が生ずると、一次ガス２８が触媒管２４
の内部に侵入し、触媒管２４において生成された水素と
ともに二次流体出口管１９から外部に出てしまう。
４０ｋｇ／ｃｍ2程度であるため、これを水蒸気改質器
の一次ガス２８として利用していて、万一、触媒管２４
に亀裂等の損傷が生ずると、一次ガス２８が触媒管２４
の内部に侵入し、触媒管２４において生成された水素と
ともに二次流体出口管１９から外部に出てしまう。
【００２９】このような一次ガス２８の漏洩を防ぐに
は、二次ガス２９の圧力を一次ガス２８の圧力よりも高
くすればよいが、触媒２７の内部での二次ガス２９の水
素生成速度が遅くなる。
は、二次ガス２９の圧力を一次ガス２８の圧力よりも高
くすればよいが、触媒２７の内部での二次ガス２９の水
素生成速度が遅くなる。
【００３０】このような観点から本発明は、原子炉の熱
で昇温した高温の一次ガスを使用する場合においても、
二次ガスの圧力を一次ガスの圧力よりも低くして、水素
生成速度を速くし、しかも原子炉の熱で昇温した高温の
一次ガスを直接利用する場合においても放射能洩れを防
ぐことができるようにした水蒸気改質器を提供すること
を目的とするものである。
で昇温した高温の一次ガスを使用する場合においても、
二次ガスの圧力を一次ガスの圧力よりも低くして、水素
生成速度を速くし、しかも原子炉の熱で昇温した高温の
一次ガスを直接利用する場合においても放射能洩れを防
ぐことができるようにした水蒸気改質器を提供すること
を目的とするものである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の請求項１に記載した水蒸気改質器では、高
温の一次ガスが流通する雰囲気中に配置され一端から水
蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが供給され他
端が閉塞した触媒管と、該触媒管の内底部近傍に一端が
位置し且つ触媒管の外部に他端が位置するように触媒管
に挿入した流路形成管と、前記触媒管の内側面と流路形
成管の外側面との間に充填された触媒とを備えた水蒸気
改質器において、触媒管の管壁を内部に中間層を有する
二重壁とし、中間層を前記一次ガス及び二次ガスのガス
圧力よりも低いガス圧力雰囲気とし、中間層の一次ガス
を検出する一次ガス検出器を設けている。
め、本発明の請求項１に記載した水蒸気改質器では、高
温の一次ガスが流通する雰囲気中に配置され一端から水
蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが供給され他
端が閉塞した触媒管と、該触媒管の内底部近傍に一端が
位置し且つ触媒管の外部に他端が位置するように触媒管
に挿入した流路形成管と、前記触媒管の内側面と流路形
成管の外側面との間に充填された触媒とを備えた水蒸気
改質器において、触媒管の管壁を内部に中間層を有する
二重壁とし、中間層を前記一次ガス及び二次ガスのガス
圧力よりも低いガス圧力雰囲気とし、中間層の一次ガス
を検出する一次ガス検出器を設けている。
【００３２】本発明の請求項２に記載した水蒸気改質器
では、上述した本発明の請求項１に記載の水蒸気改質器
の構成に加えて、中間層の二次ガスを検出する二次ガス
検出器を設けている。
では、上述した本発明の請求項１に記載の水蒸気改質器
の構成に加えて、中間層の二次ガスを検出する二次ガス
検出器を設けている。
【００３３】本発明の請求項１及び請求項２に記載の水
蒸気改質器のいずれにおいても、一次ガス検出器によっ
て触媒管の中間層における一次ガスを検出し、触媒管の
損傷により一次ガスが中間層に流入したか否かを判定す
る。
蒸気改質器のいずれにおいても、一次ガス検出器によっ
て触媒管の中間層における一次ガスを検出し、触媒管の
損傷により一次ガスが中間層に流入したか否かを判定す
る。
【００３４】また、本発明の請求項２に記載した水蒸気
改質器においては、二次ガス検出器によって触媒管の中
間層における二次ガスを検出し、触媒管の損傷によって
水蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが中間層に
流入したか否かを判定する。
改質器においては、二次ガス検出器によって触媒管の中
間層における二次ガスを検出し、触媒管の損傷によって
水蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが中間層に
流入したか否かを判定する。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
参照しつつ説明する。
参照しつつ説明する。
【００３６】図１から図３は本発明の水蒸気改質器の実
施の形態の一例を示すものであって、図４と同一部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。
施の形態の一例を示すものであって、図４と同一部分に
は同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３７】図２に示すように改質器本体１は、管板８
の上面に胴部２とほぼ同径の中間層ガス室形成胴３２が
胴部２と同一軸線になるように設けてあって、中間層ガ
ス室形成胴３２の上端に管板３３を設け、この管板３３
の上面に流体室形成胴１３が設けられている。
の上面に胴部２とほぼ同径の中間層ガス室形成胴３２が
胴部２と同一軸線になるように設けてあって、中間層ガ
ス室形成胴３２の上端に管板３３を設け、この管板３３
の上面に流体室形成胴１３が設けられている。
【００３８】そして中間層ガス室形成胴３２の下端部と
胴部２の上端部とは、ボルト等の締結手段３４によって
固着され、中間層ガス室形成胴３２の上端部と流体室形
成胴１３の下端部とは、ボルト等の締結手段１４によっ
て固着されている。
胴部２の上端部とは、ボルト等の締結手段３４によって
固着され、中間層ガス室形成胴３２の上端部と流体室形
成胴１３の下端部とは、ボルト等の締結手段１４によっ
て固着されている。
【００３９】中間層ガス室形成胴３２の内部には、中間
層ガス室内筒３５が中間層ガス室形成胴３２と同軸に設
けられていて、中間層ガス室内筒３５の外側面と、中間
層ガス室形成胴３２の内側面と、管板８の上面外周近傍
と、管板３３の下面外周近傍とによって囲まれている空
間には、断熱材３６が充填されている。
層ガス室内筒３５が中間層ガス室形成胴３２と同軸に設
けられていて、中間層ガス室内筒３５の外側面と、中間
層ガス室形成胴３２の内側面と、管板８の上面外周近傍
と、管板３３の下面外周近傍とによって囲まれている空
間には、断熱材３６が充填されている。
【００４０】中間層ガス室内筒３５の内側面と、管板８
の上面と、管板３３の下面とにより、中間層ガス室３７
が形成されていて、中間層ガス室３７内には、ガスクロ
マトグラフィー等の一次ガス検出器のプローブ３８とガ
スクロマトグラフィー等の二次ガス検出器のプローブ３
９とが設けられており、中間層ガス室３７における一次
ガス２８と二次ガス２９が検知され得るようになってい
る。
の上面と、管板３３の下面とにより、中間層ガス室３７
が形成されていて、中間層ガス室３７内には、ガスクロ
マトグラフィー等の一次ガス検出器のプローブ３８とガ
スクロマトグラフィー等の二次ガス検出器のプローブ３
９とが設けられており、中間層ガス室３７における一次
ガス２８と二次ガス２９が検知され得るようになってい
る。
【００４１】触媒管２４の管壁は、図３に示すように内
管４０と外管４１とを有し、内管４０と外管４１との間
が中間層４２になっている二重壁になっている。
管４０と外管４１とを有し、内管４０と外管４１との間
が中間層４２になっている二重壁になっている。
【００４２】そして内管４０の内側面と流路形成管２６
の外側面との間に、水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）
から水素（Ｈ2）を生成させるためのペレット状の触媒
２７を充填し、流路形成管２６の外側面の複数箇所に
は、ガス通路４３を穿設した外圧補強材４４を固着し
て、一次ガス２８の外圧によって触媒管２４の管壁が内
方に撓むのを防ぐようにしており、中間層４２は中空の
ままでも良く、通気性のある多孔質材を充填しても良
い。
の外側面との間に、水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）
から水素（Ｈ2）を生成させるためのペレット状の触媒
２７を充填し、流路形成管２６の外側面の複数箇所に
は、ガス通路４３を穿設した外圧補強材４４を固着し
て、一次ガス２８の外圧によって触媒管２４の管壁が内
方に撓むのを防ぐようにしており、中間層４２は中空の
ままでも良く、通気性のある多孔質材を充填しても良
い。
【００４３】上述した触媒管２４の二重壁を形成してい
る外管４１は、図１に示すように上端外周が管板８に穿
設された管孔に内接固着されており、内管４０は外管４
１よりも上方に延びて中間層ガス室３７を通り、内管４
０の上端外周は、管板３３に穿設された管孔に内接固着
されている。このため内管４０と外管４１との間の中間
層４２は、中間層ガス室３７の内部に連通することにな
る。
る外管４１は、図１に示すように上端外周が管板８に穿
設された管孔に内接固着されており、内管４０は外管４
１よりも上方に延びて中間層ガス室３７を通り、内管４
０の上端外周は、管板３３に穿設された管孔に内接固着
されている。このため内管４０と外管４１との間の中間
層４２は、中間層ガス室３７の内部に連通することにな
る。
【００４４】中間層ガス室３７の内部並びに中間層４２
には、触媒管２４の外側を流通する一次ガス２８（図
２、図３参照）の約４０ｋｇ／ｃｍ2程度のガス圧力及
び触媒管２４の内部を流通する二次ガス２９の１０ｋｇ
／ｃｍ2程度以下のガス圧力のいずれよりも低いガス圧
力雰囲気になるように、不活性ガスよりなるモニタガス
を充填する。
には、触媒管２４の外側を流通する一次ガス２８（図
２、図３参照）の約４０ｋｇ／ｃｍ2程度のガス圧力及
び触媒管２４の内部を流通する二次ガス２９の１０ｋｇ
／ｃｍ2程度以下のガス圧力のいずれよりも低いガス圧
力雰囲気になるように、不活性ガスよりなるモニタガス
を充填する。
【００４５】触媒管２４の内部に遊嵌するように挿入さ
れている流路形成管２６の上端外周は、従来と同様に管
板２０に穿設された管孔に内接固着されている。
れている流路形成管２６の上端外周は、従来と同様に管
板２０に穿設された管孔に内接固着されている。
【００４６】上述した本発明の装置において、原子炉の
熱で昇温した一次ガス２８を一次流体入口管１０（図２
参照）に供給すると、該一次ガス２８は、内筒９の内部
を下方から上方へ向って流通して触媒管２４の外側を高
温の一次ガス２８が流通する雰囲気とし、一次流体出口
管１１から外部へ流出する。
熱で昇温した一次ガス２８を一次流体入口管１０（図２
参照）に供給すると、該一次ガス２８は、内筒９の内部
を下方から上方へ向って流通して触媒管２４の外側を高
温の一次ガス２８が流通する雰囲気とし、一次流体出口
管１１から外部へ流出する。
【００４７】二次流体入口管１８（図１、図２参照）に
供給された水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合
している二次ガス２９は、流体室３０から触媒２７層の
内部を上方から下方へ向って流通し、高温の一次ガス２
８から外管４１、中間層４２、内管４０を介して伝達さ
れる熱エネルギーと触媒２７とにより水素（Ｈ2）を主
成分とする二次ガス２９になり、流路形成管２６の内
部、流体室３１を経て、二次流体出口管１９から外部へ
流出する。
供給された水蒸気（Ｈ2Ｏ）とメタン（ＣＨ4）とが混合
している二次ガス２９は、流体室３０から触媒２７層の
内部を上方から下方へ向って流通し、高温の一次ガス２
８から外管４１、中間層４２、内管４０を介して伝達さ
れる熱エネルギーと触媒２７とにより水素（Ｈ2）を主
成分とする二次ガス２９になり、流路形成管２６の内
部、流体室３１を経て、二次流体出口管１９から外部へ
流出する。
【００４８】触媒管２４の二重壁を形成している外管４
１に亀裂等の損傷が生ずると、高い圧力の一次ガス２８
は、外管４１の損傷箇所を通って中間層４２に侵入し、
中間層４２に充填されているモニタガスに混入する。
１に亀裂等の損傷が生ずると、高い圧力の一次ガス２８
は、外管４１の損傷箇所を通って中間層４２に侵入し、
中間層４２に充填されているモニタガスに混入する。
【００４９】一次ガス２８の混入したモニタガスは、一
次ガス２８と中間層４２のモニタガスとの圧力差で中間
層４２から中間層ガス室３７に流れ、一次ガス検出器の
プローブ３８によってモニタガス中に一次ガス２８が混
入したことが検知される。
次ガス２８と中間層４２のモニタガスとの圧力差で中間
層４２から中間層ガス室３７に流れ、一次ガス検出器の
プローブ３８によってモニタガス中に一次ガス２８が混
入したことが検知される。
【００５０】この状態のときには、外管４１に損傷が生
じただけで内管４０には損傷が生じていないので、一次
ガス２８は内管４０に阻まれて二次ガス２９に混入する
ことはなく、外管４１に損傷が生じたことが判明した段
階で、水蒸気改質器の使用を停止することができる。
じただけで内管４０には損傷が生じていないので、一次
ガス２８は内管４０に阻まれて二次ガス２９に混入する
ことはなく、外管４１に損傷が生じたことが判明した段
階で、水蒸気改質器の使用を停止することができる。
【００５１】従って、二次ガス２９の圧力を低くして水
素生成速度を速くし、一次ガス２８の圧力を高くして熱
の伝達効率を高くした高性能の状態で水蒸気改質器を使
用していても、一次ガス２８の漏洩を防ぐことができ
る。
素生成速度を速くし、一次ガス２８の圧力を高くして熱
の伝達効率を高くした高性能の状態で水蒸気改質器を使
用していても、一次ガス２８の漏洩を防ぐことができ
る。
【００５２】触媒管２４の二重壁を形成している内管４
０に亀裂等の損傷が生ずると、触媒２７層を通って流路
形成管２６の内部に流れる二次ガス２９が内管４０の損
傷箇所を通って中間層４２に侵入し、中間層４２に充填
されているモニタガスに混入する。
０に亀裂等の損傷が生ずると、触媒２７層を通って流路
形成管２６の内部に流れる二次ガス２９が内管４０の損
傷箇所を通って中間層４２に侵入し、中間層４２に充填
されているモニタガスに混入する。
【００５３】水素（Ｈ2）を主成分とする二次ガス２９
の混入したモニタガスは、二次ガス２９と中間層４２の
モニタガスとの圧力差で中間層４２から中間層ガス室３
７に流れ、二次ガス検出器のプローブ３９によってモニ
タガス中に二次ガス２９が混入したことが検知される。
の混入したモニタガスは、二次ガス２９と中間層４２の
モニタガスとの圧力差で中間層４２から中間層ガス室３
７に流れ、二次ガス検出器のプローブ３９によってモニ
タガス中に二次ガス２９が混入したことが検知される。
【００５４】この状態のときには、内管４０に損傷が生
じただけで外管４１には損傷が生じていないので、一次
ガスの漏洩は生じないが、触媒管２４の二重壁を形成し
ている内管４０に損傷が生じたことが判明し、水蒸気改
質器の使用を停止して、早期に触媒管２４を交換するこ
とができる。
じただけで外管４１には損傷が生じていないので、一次
ガスの漏洩は生じないが、触媒管２４の二重壁を形成し
ている内管４０に損傷が生じたことが判明し、水蒸気改
質器の使用を停止して、早期に触媒管２４を交換するこ
とができる。
【００５５】なお、本発明の水蒸気改質器は上述した実
施の形態のみに限定されるものではなく、図１に示すよ
うに、中間層ガス室３７の内部に放射能検出器のプロー
ブ４５を設けて一次ガス２８が漏洩した際の放射能レベ
ルを検知する構成を付加すること、その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ること
は勿論である。
施の形態のみに限定されるものではなく、図１に示すよ
うに、中間層ガス室３７の内部に放射能検出器のプロー
ブ４５を設けて一次ガス２８が漏洩した際の放射能レベ
ルを検知する構成を付加すること、その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ること
は勿論である。
【００５６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の水蒸気改質
器によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。
器によれば、下記のような種々の優れた効果を奏し得
る。
【００５７】（１）本発明の請求項１及び請求項２に記
載した水蒸気改質器のいずれにおいても、一次ガス検出
器によって触媒管の中間層における一次ガスを検出し、
触媒管の損傷により一次ガスが中間層に流入したか否か
を判定するので、触媒管の外側の管壁に損傷が生じたこ
とを確実に把握できる。
載した水蒸気改質器のいずれにおいても、一次ガス検出
器によって触媒管の中間層における一次ガスを検出し、
触媒管の損傷により一次ガスが中間層に流入したか否か
を判定するので、触媒管の外側の管壁に損傷が生じたこ
とを確実に把握できる。
【００５８】（２）本発明の請求項２に記載した水蒸気
改質器においては、二次ガス検出器によって触媒管の中
間層における二次ガスを検出し、触媒管の損傷によって
水蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが中間層に
流入したか否かを判定するので、触媒管の内側の管壁に
損傷が生じたことを確実に把握できる。
改質器においては、二次ガス検出器によって触媒管の中
間層における二次ガスを検出し、触媒管の損傷によって
水蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次ガスが中間層に
流入したか否かを判定するので、触媒管の内側の管壁に
損傷が生じたことを確実に把握できる。
【図１】本発明の水蒸気改質器の実施の形態の一例の要
部の拡大図である。
部の拡大図である。
【図２】本発明の実施の形態の一例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図３】図２のＩＩＩ部分の拡大図である。
【図４】従来の水蒸気改質器の一例を示す縦断面図であ
る。
る。
【図５】反応時の二次ガス圧力と二次ガス中のメタン残
量との関係を示すグラフである。
量との関係を示すグラフである。
２４ 触媒管 ２６ 流路形成管 ２７ 触媒 ２８ 一次ガス ２９ 二次ガス ３８ 一次ガス検出器のプローブ ３９ 二次ガス検出器のプローブ ４２ 中間層
Claims (2)
- 【請求項１】 高温の一次ガスが流通する雰囲気中に配
置され一端から水蒸気と炭化水素ガスとが混合した二次
ガスが供給され他端が閉塞した触媒管と、該触媒管の内
底部近傍に一端が位置し且つ触媒管の外部に他端が位置
するように触媒管に挿入した流路形成管と、前記触媒管
の内側面と流路形成管の外側面との間に充填された触媒
とを備えた水蒸気改質器において、触媒管の管壁を内部
に中間層を有する二重壁とし、中間層を前記一次ガス及
び二次ガスのガス圧力よりも低いガス圧力雰囲気とし、
中間層の一次ガスを検出する一次ガス検出器を設けたこ
とを特徴とする水蒸気改質器。 - 【請求項２】 中間層の二次ガスを検出する二次ガス検
出器を設けた請求項１に記載の水蒸気改質器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328993A JPH09165203A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 水蒸気改質器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7328993A JPH09165203A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 水蒸気改質器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09165203A true JPH09165203A (ja) | 1997-06-24 |
Family
ID=18216414
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7328993A Pending JPH09165203A (ja) | 1995-12-18 | 1995-12-18 | 水蒸気改質器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09165203A (ja) |
-
1995
- 1995-12-18 JP JP7328993A patent/JPH09165203A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |