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公開番号2025093489
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2023209160
出願日2023-12-12
発明の名称水素供給設備の操作方法、及び、水素供給設備
出願人三菱重工業株式会社
代理人SSIP弁理士法人
主分類C01B 3/00 20060101AFI20250617BHJP(無機化学)
要約【課題】水素供給ラインを窒素置換する際に、ベントスタック内に残存する可能性がある水素を低減する。
【解決手段】水素供給設備は、水素供給源からガスタービンに水素を供給するための水素供給ラインと、水素供給ラインに接続され、水素供給ラインから水素を大気に放出可能なベントスタックと、水素供給ラインに接続され、ベントスタックに窒素を供給するための窒素供給ラインとを備える。この設備の操作方法では、水素供給源から水素供給ラインへの水素の供給を停止し、窒素供給ラインから水素供給ラインに窒素を供給することで、ベントスタックから水素を放出する。その後、窒素供給ラインからベントスタックに前記窒素を供給する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
水素供給源からガスタービンに水素を供給するための水素供給ラインと、
前記水素供給ラインに接続され、前記水素供給ラインから前記水素を大気に放出可能なベントスタックと、
前記水素供給ラインに接続され、前記ベントスタックに窒素を供給するための窒素供給ラインと、
を備える水素供給設備の操作方法であって、
前記水素供給源から前記水素供給ラインへの前記水素の供給を停止する水素供給停止工程と、
前記窒素供給ラインから前記水素供給ラインに前記窒素を供給することで、前記ベントスタックから前記水素を放出する水素放出工程と、
前記水素放出工程の後に、前記窒素供給ラインから前記ベントスタックに前記窒素を供給する窒素供給工程と、
を備える、水素供給設備の操作方法。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記水素放出工程では、前記水素供給ラインの水素濃度が第１基準値以下になるように、前記ベントスタックから前記水素を放出する、請求項１に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項３】
前記水素放出工程では、前記窒素供給ラインから前記水素供給ラインに前記窒素を供給し、前記水素と前記窒素との混合ガスを前記ベントスタックから放出するプロセスを、前記水素濃度が前記第１基準値以下になるまで繰り返し実施する、請求項２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項４】
前記窒素供給工程では、前記水素放出工程における前記窒素供給ラインから前記ベントスタックへ前記窒素の供給量に比べて、前記窒素供給ラインから前記ベントスタックへの前記窒素の供給量を多くする、請求項１又は２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項５】
前記窒素供給ラインは、
メインラインと、
前記メインラインに並列に設けられたサブラインと
を含み、
前記水素放出工程では、前記メインラインを介して前記窒素を供給し、
前記窒素供給工程では、前記メインライン及び前記サブラインを介して前記窒素を供給する、請求項１又は２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項６】
前記ベントスタックは、前記ベントスタック内の水素を検知するための水素検知器を備える、請求項１又は２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項７】
前記水素検知器は、前記窒素供給工程が実施された後の前記ベントスタック内における前記水素の濃度を検知する、請求項６に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項８】
前記窒素供給ラインは、前記水素供給ラインを介さずに前記ベントスタックに接続された窒素分岐供給ラインを含み、
前記窒素供給工程では、前記窒素分岐供給ラインから前記ベントスタックに前記窒素を供給する、請求項１又は２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項９】
前記水素供給源は、前記水素が貯蔵された水素貯蔵タンク、水素製造設備、又は、前記水素を運搬可能な水素トレーラの少なくとも一方を含む、請求項１又は２に記載の水素供給設備の操作方法。
【請求項１０】
水素供給源からガスタービンに水素を供給するための水素供給ラインと、
前記水素供給ラインに接続され、前記水素供給ラインから前記水素を大気に放出可能なベントスタックと、
前記水素供給ラインに接続され、前記ベントスタックに窒素を供給するための窒素供給ラインと、
を備え、
前記窒素供給ラインは、前記水素供給ラインのうち前記水素供給源と前記ベントスタックとの間に設けられた第１弁より前記水素供給源から見て遠い側に前記窒素を供給可能に接続される、水素供給設備。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、水素供給設備の操作方法、及び、水素供給設備に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
燃料の燃焼によって生成した燃焼ガスを用いてタービンを駆動することにより動力を得るガスタービンが知られている。近年、ガスタービンの燃料として、従来の天然ガスのような炭化水素ガスに加えて／代えて、燃焼速度が大きな水素の活用が検討されている。ガスタービンで使用される水素は、ガスタービンに併設される水素供給設備によって供給される。
【０００３】
水素供給設備では、予め水素が貯蔵された水素貯蔵タンクや、外部から水素を運搬補給するために接続される水素トレーラに接続される水素供給ラインを介して、ガスタービンに水素供給が行われる。通常、水素供給ラインは水素が充填されているが、水素供給設備を比較的長期間にわたって停止させたり、メンテナンスを実施する際には、安全面の観点から、水素供給ラインに充填された水素を外部に排出することが求められる。このとき、可燃性の高い水素が酸素と混合することを防止するために、水素供給ラインに設けられたベントスタックから水素を外部に放出するとともに、一旦、水素供給ラインを不活性ガスである窒素で置換する必要がある。
【０００４】
例えば特許文献１には、水素が供給される対象物がガスタービンではなく燃料電池自動車ではあるが、水素供給ラインを窒素で置換する際に、水素供給ラインから水素を外部に放出するためのベントスタックを有する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００５－２４０６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで水素は比較的比重が軽いガスであるため、水素供給ラインに設けられるベントスタックは、その上部に水素を外部に放出するための開口部を有するように設計することで、ベントスタック内で水素対流が発生しにくく、スムーズな水素の外部放出が期待される。しかしながら、本発明者の検証によれば、このような設計を有するベントスタックにおいても、実際の稼働試験を行うと、ベントスタック内に少なからず水素が残存する場合があることが判明した。
【０００７】
本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、水素供給ラインを窒素置換する際に、ベントスタック内に残存する可能性のある水素を低減可能な水素供給設備の操作方法、及び、水素供給設備を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の少なくとも一実施形態に係る水素供給設備の操作方法は、上記課題を解決するために、
水素供給源からガスタービンに水素を供給するための水素供給ラインと、
前記水素供給ラインに接続され、前記水素供給ラインから前記水素を大気に放出可能なベントスタックと、
前記水素供給ラインに接続され、前記ベントスタックに窒素を供給するための窒素供給ラインと、
を備える水素供給設備の操作方法であって、
前記水素供給源から前記水素供給ラインへの前記水素の供給を停止する水素供給停止工程と、
前記窒素供給ラインから前記水素供給ラインに前記窒素を供給することで、前記ベントスタックから前記水素を放出する水素放出工程と、
前記水素放出工程の後に、前記窒素供給ラインから前記ベントスタックに前記窒素を供給する窒素供給工程と、
を備える。
【０００９】
本開示の少なくとも一実施形態に係る水素供給設備は、上記課題を解決するために、
水素供給源からガスタービンに水素を供給するための水素供給ラインと、
前記水素供給ラインに接続され、前記水素供給ラインから前記水素を大気に放出可能なベントスタックと、
前記水素供給ラインに接続され、前記ベントスタックに窒素を供給するための窒素供給ラインと、
を備え、
前記窒素供給ラインは、前記水素供給ラインのうち前記水素供給源と前記ベントスタックとの間に設けられた第１弁より前記水素供給源から見て遠い側に前記窒素を供給可能に接続される。
【発明の効果】
【００１０】
本開示の少なくとも一実施形態によれば、水素供給ラインを窒素置換する際に、ベントスタック内に残存する可能性がある水素を低減可能な水素供給設備の操作方法、及び、水素供給設備を提供できる。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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