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特表2024-529688中間回路回収モジュールによって最適化された高温電解槽システム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-08-08
(54)【発明の名称】中間回路回収モジュールによって最適化された高温電解槽システム
(51)【国際特許分類】
C25B 9/67 20210101AFI20240801BHJP
C25B 1/042 20210101ALI20240801BHJP
C25B 15/08 20060101ALI20240801BHJP
C25B 15/021 20210101ALI20240801BHJP
C25B 9/00 20210101ALI20240801BHJP
H01M 8/0656 20160101ALI20240801BHJP
【ＦＩ】
C25B9/67
C25B1/042
C25B15/08 302
C25B15/021
C25B9/00 A
H01M8/0656
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024508530
(86)(22)【出願日】2022-08-08
(85)【翻訳文提出日】2024-04-05
(86)【国際出願番号】 EP2022072269
(87)【国際公開番号】W WO2023016998
(87)【国際公開日】2023-02-16
(31)【優先権主張番号】2108605
(32)【優先日】2021-08-10
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】502124444
【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】ピエール・デュムラン
(72)【発明者】
【氏名】ニコラ・トーヴェロン
【テーマコード（参考）】
4K021
5H127
【Ｆターム（参考）】
4K021AA01
4K021BA02
4K021BC01
4K021BC05
4K021CA08
4K021CA09
4K021CA12
4K021CA15
4K021DC01
4K021DC03
5H127AC15
5H127BA02
5H127BA14
5H127BA52
(57)【要約】
本発明は、ＨＴＥ電解槽（１）と、第１の水蒸気供給ライン（２）と、第１の二水素排出ライン（４）と、第２の二酸素排出ライン（３）と、第１の水蒸気供給ライン（２）と第１の二水素排出ライン（４）との間の熱交換を確保するように構成された第１の熱交換モジュール（５）とを備えるシステムであって、システムが、第１の供給ライン（２）のために第１の熱交換モジュール（５）の出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第１のモジュールを備え、回収モジュールが、第１の熱交換モジュール（５）の下流の第１の排出ライン（４）上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間交換器（６）と、第１の水蒸気供給ライン（２）上に配置され、中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間水蒸気発生器（５０）とを備えることにおいて特徴付けられるシステムに関連する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
高温電解槽（ＨＴＥ）（１）と、前記電解槽（１）に水蒸気を供給するように構成された、前記電解槽の第１の供給ライン（２）と、
前記電解槽（１）から二水素を排出するように構成された、前記電解槽の第１の排出ライン（４）と、
前記電解槽（１）から二酸素を排出するように構成された、前記電解槽の第２の排出ライン（３）と、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）と前記第１の二水素排出ライン（４）との間の熱交換を確保するように構成された第１の熱交換モジュール（５）と
を備えるシステムであって、前記システムが、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）のために前記第１の熱交換モジュール（５）の出口において前記二水素から熱エネルギーを回収するための第１のモジュールであって、前記回収モジュールが、
前記第１の熱交換モジュール（５）の下流の第１の供給ライン（４）上に配置され、前記二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間交換器（６）と、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）上に配置され、前記中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間水蒸気発生器（５０）と、
中間流体を受け取り、前記第１の中間交換器（６）と前記第１の中間水蒸気発生器（５０）との間の流体接続を確保するように構成された第１の中間流体回路と
を備える、第１のモジュールと、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）のために前記第１の熱交換モジュール（５）の出口において前記二水素から熱エネルギーを回収するための第３のモジュールであって、前記第３の回収モジュールが、ヒートポンプと中間回路とを備え、前記中間回路が、
前記第１の熱交換モジュール（５）の下流の前記第１の排出ライン（２）上に配置され、前記二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間交換器（７）と、
中間流体を受け取り、前記第２の中間交換器（７）と前記ヒートポンプとの間の流体接続を確保するように構成された第３の中間流体回路（３２）と
を備え、
前記ヒートポンプが、
熱伝達流体を受け取るように構成された流体回路（２７）と、
前記第２の中間交換器（７）の下流の前記中間流体回路（３２）上に配置され、前記中間流体から前記熱伝達流体に熱エネルギーを伝達するように構成された蒸発器（２５）と、
前記熱伝達流体を圧縮するように構成された圧縮器（２６）と、
前記第１の熱交換モジュール（５）の上流の前記第１の水蒸気供給ライン（２）上に配置され、前記熱伝達流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された凝縮器（２３）と、
前記熱伝達流体を還元するように構成された還元器（２４）と
を備え、
前記流体回路（２７）が、前記蒸発器（２５）を前記圧縮器（２６）に流体接続し、前記圧縮器（２６）を前記凝縮器（２３）に流体接続し、前記凝縮器（２３）を前記還元器（２４）に流体接続し、前記還元器（２４）を前記蒸発器（２５）に流体接続するように構成された、
第３のモジュールと、
前記第２の中間交換器（７）の下流の前記第１の二水素排出ライン（４）上に、前記第３の中間流体回路（３２）上の前記第２の中間交換器（７）と並列に配置され、前記二水素から前記中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第５の中間交換器（１２）と
を備える、システム。
【請求項2】
前記第５の中間交換器（１２）の下流の前記第１の二水素排出ライン（４）上に、前記中間流体回路（３２）上の前記第２の中間交換器（７）および前記第５の熱交換器（１２）と並列に配置され、前記二水素から前記中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第６の中間交換器（１５）を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記第１の熱交換モジュール（５）の上流の前記第１の水蒸気供給ライン（２）上に配置された電気水蒸気発生器（２８）を備える、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項4】
前記電気水蒸気発生器（２８）が、前記第１の水蒸気発生器（５０）の下流に配置される、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記第１の水蒸気供給ライン（２）のために前記第１の熱交換モジュール（５）の出口において前記二水素からの熱エネルギーの回収のための第２の減圧モジュールを備え、前記減圧回収モジュールが、前記第１の熱交換モジュール（５）の下流の前記第１の排出ライン（４）上に配置され、前記二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第３の中間交換器（８）と、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）上の前記第１の熱交換モジュール（５）の上流に配置され、前記第１の水蒸気供給ライン（２）の減圧部分を一緒に画定する還元器（４０）および圧縮器（４１）と、
前記第１の水蒸気供給ライン（２）の前記減圧部分上に配置され、前記中間流体から前記液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間水蒸気発生器（６０）と、
中間流体を受け取り、前記第３の中間交換器（８）と前記第２の水蒸気発生器（６０）との間の流体接続を確保するように構成された第２の中間流体回路と
を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項6】
前記電気水蒸気発生器（２８）が、前記第２の水蒸気発生器（６０）の下流の前記減圧部分上に配置される、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記第１の水蒸気供給ライン（２）が、前記水蒸気発生器（５０）が配置される主分岐と、前記減圧部分を備える減圧分岐とを備え、前記主分岐および前記減圧分岐が、並列に配置される、請求項５または６に記載のシステム。
【請求項8】
前記電解槽（１）に空気を供給するように構成された、前記電解槽の第２の供給ライン（１０）を備える、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項9】
前記第２の空気供給ライン（１０）と前記第２の二酸素排出ライン（３）との間の熱交換を確保するように構成された第２の熱交換モジュール（１１）を備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記第２の二酸素排出ライン（３）と前記第１の中間流体回路上との間に、前記第１の中間交換器（６）と並列に配置された第４の中間熱交換器（９）を備える、請求項１から９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項11】
前記第１の熱交換器（９）の下流の前記第２の二酸素排出ライン（３）上に、前記第３の中間流体回路（３２）上の前記第２の中間交換器（７）と並列に配置され、前記二酸素から前記中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第７の中間交換器（２９）を備える、請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、および高温電解（ＨＴＥ）または高温水蒸気電解（ＨＴＳＥ）の固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）、また、固体酸化物型電解セル（ＳＯＥＣ）の分野に関する。本発明は、特に、ＳＯＥＣ電解槽システムのエネルギー消費を最適化するために適用される。
【背景技術】
【0002】
水の電気分解は、Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋１／２Ｏ２の反応に従って、電流を使用して水を気体の二酸素と二水素とに分解する電解反応である。
【0003】
水の電気分解を達成するために、反応に必要なエネルギーの一部が電気よりも安価な熱によって提供されることが可能であり、反応の活性化が高温でより効果的であり、触媒を必要としないので、高温、典型的には６００℃と９５０℃との間で実行することが有利である。固体酸化物型電解セル（ＳＯＥＣ）は、特に、二水素を生成するために水蒸気を供給されることを意図した第１の多孔質導電性電極または「カソード」と、カソードに注入された水の電気分解によって生成された二酸素が逃げる第２の多孔質導電性電極または「アノード」と、カソードとアノードとの間に挟まれた固体酸化物膜（高密度電解質）であって、膜が高温、通常は６００℃を超える温度に対して陰イオン伝導性である、固体酸化物膜（高密度電解質）とを備える。セルを少なくともこの温度まで加熱し、カソードとアノードとの間に電流Ｉを注入することによって、カソードにおいて水の還元が起こり、カソードにおいて二水素（Ｈ２）を生成し、アノードにおいて二酸素を生成する。高温電解を実施するために、互いに重ね合わされたアノード層／電解質層／カソード層の３つの層の固体酸化物型電解セルと、バイポーラプレートまたはインターコネクタとも呼ばれる金属合金製の相互接続プレートとを各々が備える基本ユニットのスタックから構成されたＳＯＥＣ型電解槽を使用することが知られている。インターコネクタは、電流の通過と、各セル付近におけるガスの循環（ＨＴＥ電解槽では注入された水蒸気、抽出された水とおよび酸素、ＳＯＦＣセルでは、注入された空気および水素、抽出された水）の両方を確保し、セルのアノードおよびカソードのそれぞれの側におけるガス循環区画であるアノード区画とカソード区間とを分離する機能を有する。
【0004】
高温ＨＴＥにおいて水蒸気の電気分解を達成するために、水蒸気のＨ２Ｏがカソード区間に注入される。
【0005】
セルに印加される電流の影響の下で、水素電極（カソード）と電解質との間の界面において、水蒸気状の水分子の分離が行われ、この分離は、二水素ガスＨ２と酸素イオンとを生成する。二水素は、収集され、水素区画の出口から排出される。酸素イオンは、電解質を通って移動し、電解質と酸素電極（アノード）との間の界面において二酸素Ｏ２に再結合する。
【0006】
スタックによる電気分解の効果的な実施のために、スタックは、６００℃よりも高い温度、通常は６００℃と９５０℃との間の温度にされ、ガス供給は、一定の流量においてオンにされ、電源は、そこに電流Ｉを循環させるために、スタックの２つの端子間に接続される。
【0007】
電気から水素への変換の収率は、技術の競争力を確保するために重要なポイントである。厳密に言えば、電力消費は、主に電気分解反応中に生じるが、電解槽の電力消費のほぼ３０％は、流体熱／液圧管理システム、すなわち、電解槽の外部にあるアーキテクチャと、このアーキテクチャ内の流体および熱エネルギーの管理からのものである。
【0008】
電解槽において使用される水の蒸発は、この熱／液圧管理システムの最大のエネルギー消費である。従来、この機能は、電解槽の全体的な消費の２０％を消費する電気水蒸気発生器によって確保される。
【0009】
さらに、一般に、エネルギーのかなりの部分が周囲環境に排出される。例えば、水素の乾燥段階およびその圧縮段階の間、水／水素混合物内に存在する水の凝縮を可能にするために、この混合物を深く冷却する必要がある。この凝縮は、主に、電解槽の入口における水の蒸発温度よりも低い温度において行われ、これは、この凝縮エネルギーのごく一部が使用されることが可能であることを意味する。
【0010】
したがって、電解槽のシステムのアーキテクチャと流体の管理とを最適化することによって、この消費を最小化する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、本発明の目的は、中間回路回収モジュールによって最適化された高温電解槽システムを提案することである。
【0012】
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の説明と添付図面とを検討することにより明らかになるであろう。他の利点が組み込まれることが可能であることが理解される。
【課題を解決するための手段】
【0013】
この目的を達成するために、一実施形態によれば、
高温電解槽（ＨＴＥ）と、
電解槽に水蒸気を供給するように構成された、電解槽用の第１の供給ラインと、
電解槽から二水素を排出するように構成された、電解槽を排出するための第１のラインと、
電解槽から二酸素を排出するように構成された、電解槽を排出するための第２のラインと、
第１の水蒸気供給ラインと第１の二水素排出ラインとの間の熱交換を確保するように構成された第１の熱交換モジュールと
を備えるシステムが提供される。
高温電解槽（ＨＴＥ）と、
電解槽に水蒸気を供給するように構成された、電解槽用の第１の供給ラインと、
電解槽から二水素を排出するように構成された、電解槽を排出するための第１のラインと、
電解槽から二酸素を排出するように構成された、電解槽を排出するための第２のラインと、
第１の水蒸気供給ラインと第１の二水素排出ラインとの間の熱交換を確保するように構成された第１の熱交換モジュールと
を備えるシステムが提供される。
【0014】
システムは、第１の水蒸気供給ラインのために第１の熱交換モジュールの出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第１のモジュールを備えることにおいて特徴付けられ、回収モジュールは、
第１の熱交換モジュールの下流の第１の排出ライン上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間交換器と、
第１の水蒸気供給ライン上に配置され、中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間水蒸気発生器と、
中間流体を受け取り、第１の中間交換器と第１の中間水蒸気発生器との間の流体接続を確保するように構成された第１の中間流体回路と
を備える。
第１の熱交換モジュールの下流の第１の排出ライン上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間交換器と、
第１の水蒸気供給ライン上に配置され、中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第１の中間水蒸気発生器と、
中間流体を受け取り、第１の中間交換器と第１の中間水蒸気発生器との間の流体接続を確保するように構成された第１の中間流体回路と
を備える。
【0015】
この配置は、水蒸気の生成のために電解槽によって生成された二水素から熱量を回収することを可能にする。本システムにより、回収モジュールは、二水素生成と水蒸気生成の両方を可能にする。したがって、システムの電気消費は、大幅に削減される。
【0016】
したがって、システムは、二水素の熱排出が中間回路を介して水蒸気発生器によって低温で行われるように、電解槽の出口において、好ましくは第１の熱交換モジュールの後で、二水素からの熱を使用する。二水素から回収された熱量は、水蒸気供給ラインにおける水の蒸発温度よりも高い温度において、好ましくは電気水蒸気発生器の上流で再注入される。
【0017】
有利には、第１の二水素排出ラインと中間水蒸気発生器との間の中間回路の使用は、水および二水素が循環する二水素排出ラインの間に交換器ではなく遠隔水蒸気発生器を有することを可能にする。中間回路は、回収モジュールの構造を複雑にすることなく、例えば、二水素排出ラインの下流、または二酸素排出ラインの下流など、システムの別の場所において熱量を回収することを考慮することも可能にするので、回収モジュールの優れたモジュール性を有する。
【0018】
したがって、システムは、回収される熱出力を増加させることによって、システムの電気消費を削減することを可能にする。
【0019】
本発明によるシステムは、従来の構成に対して３％改善された全体的な収率を有する。
【0020】
本発明の目的、目標、ならびに特徴および利点は、以下の添付図面によって示される後述の実施形態の詳細な説明から最もよく明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0021】
【発明を実施するための形態】
【0022】
図面は、例として与えられており、本発明の限定するものではない。それらは、本発明の理解を容易にすることを意図した原理的な概略図を構成しており、必ずしも実際の用途の規模ではない。
【0023】
本発明の実施形態の詳細な検討を開始する前に、関連してまたは代替的に任意に使用されることが可能なオプションの特徴を以下に記載する。
【0024】
一例によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２のために第１の熱交換モジュール５の出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第３のモジュールを備え、第３の回収モジュールは、ヒートポンプと中間回路とを備え、
中間回路は、
第１の熱交換モジュール５の下流の第１の排出ライン２上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間交換器７と、
中間流体を受け取り、第２の中間交換器７とヒートポンプとの間の流体接続を確保するように構成された第３の中間流体回路３２と
を備え、
ヒートポンプは、
熱伝達流体を受け取るように構成された流体回路２７と、
第２の中間交換器７の下流の中間流体回路３２上に配置され、中間流体から熱伝達流体に熱エネルギーを伝達するように構成された蒸発器２５と、
熱伝達流体を圧縮するように構成された圧縮器２６と、
第１の熱交換モジュール５の上流の第１の水蒸気供給ライン２上に配置され、熱伝達流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された凝縮器２３と、
熱伝達流体を還元するように構成された還元器２４と
を備え、
流体回路２７は、蒸発器２５を圧縮器２６に流体接続し、圧縮器２６を凝縮器２３に流体接続し、凝縮器２３を還元器２４に流体接続し、還元器２４を蒸発器２５に流体接続するように構成される。
中間回路は、
第１の熱交換モジュール５の下流の第１の排出ライン２上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間交換器７と、
中間流体を受け取り、第２の中間交換器７とヒートポンプとの間の流体接続を確保するように構成された第３の中間流体回路３２と
を備え、
ヒートポンプは、
熱伝達流体を受け取るように構成された流体回路２７と、
第２の中間交換器７の下流の中間流体回路３２上に配置され、中間流体から熱伝達流体に熱エネルギーを伝達するように構成された蒸発器２５と、
熱伝達流体を圧縮するように構成された圧縮器２６と、
第１の熱交換モジュール５の上流の第１の水蒸気供給ライン２上に配置され、熱伝達流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された凝縮器２３と、
熱伝達流体を還元するように構成された還元器２４と
を備え、
流体回路２７は、蒸発器２５を圧縮器２６に流体接続し、圧縮器２６を凝縮器２３に流体接続し、凝縮器２３を還元器２４に流体接続し、還元器２４を蒸発器２５に流体接続するように構成される。
【0025】
一例によれば、システムは、第２の中間交換器７の下流の第１の二水素排出ライン４上に、第３の中間流体回路３２上の第２の中間交換器７と並列に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第５の中間交換器１２を備える。
【0026】
一例によれば、システムは、第５の中間交換器１２の下流の第１の二水素排出ライン４上に、中間流体回路３２上の第２の中間交換器７および第５の中間交換器１２と並列に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第６の中間交換器１５を備える。
【0027】
一例によれば、システムは、第１の熱交換モジュール５の上流の第１の水蒸気供給ライン２上に配置された電気水蒸気発生器２８を備える。
【0028】
一例によれば、電気水蒸気発生器２８は、第１の水蒸気発生器５０の下流、好ましくは凝縮器２３の下流に配置される。
【0029】
一例によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２のために第１の熱交換モジュール５の出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第２の減圧モジュールを備え、減圧回収モジュールは、
第１の熱交換モジュール５の下流の第１の排出ライン４上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第３の中間交換器８と、
第１の水蒸気供給ライン２上の第１の熱交換モジュール５の上流に配置され、第１の水蒸気供給ライン２の減圧部分を一緒に画定する還元器４０および圧縮器４１と、
第１の水蒸気供給ライン２の減圧部分上に配置され、中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間水蒸気発生器６０と、
中間流体を受け取り、第３の中間交換器（８）と第２の水蒸気発生器６０との間の流体接続を確保するように構成された第２の中間流体回路と
を備える。
第１の熱交換モジュール５の下流の第１の排出ライン４上に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第３の中間交換器８と、
第１の水蒸気供給ライン２上の第１の熱交換モジュール５の上流に配置され、第１の水蒸気供給ライン２の減圧部分を一緒に画定する還元器４０および圧縮器４１と、
第１の水蒸気供給ライン２の減圧部分上に配置され、中間流体から液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成された第２の中間水蒸気発生器６０と、
中間流体を受け取り、第３の中間交換器（８）と第２の水蒸気発生器６０との間の流体接続を確保するように構成された第２の中間流体回路と
を備える。
【0030】
一例によれば、電気水蒸気発生器２８は、第２の水蒸気発生器６０の下流、好ましくは凝縮器２３の下流の減圧部分上に配置される。
【0031】
一例によれば、第１の水蒸気供給ライン２は、水蒸気発生器５０が配置される主分岐と、減圧部分を備える減圧分岐とを備え、主分岐および減圧分岐は、並列に配置される。
【0032】
一例によれば、システムは、電解槽１に空気を供給するように構成された、電解槽の第２の供給ライン１０を備える。
【0033】
一例によれば、システムは、第２の空気供給ライン１０と第２の二酸素排出ライン３との間の熱交換を確保するように構成された第２の熱交換モジュール１１を備える。
【0034】
一例によれば、システムは、第２の二酸素排出ライン３と第１の中間流体回路上との間に、第１の中間交換器６と並列に配置された第４の中間熱交換器９を備える。
【0035】
一例によれば、システムは、第１の熱交換器９の下流の第２の二酸素排出ライン３上に、第３の中間流体回路３２上の第２の中間交換器７と並列に配置され、二酸素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成された第７の中間交換器２９を備える。
【0036】
オプションによれば、システムは、第１の中間交換器の下流の第１の二水素排出ライン上に配置された少なくとも１つの第１の空気冷却器または第２の熱交換器を備える。
【0037】
オプションによれば、システムは、第２の熱交換器の下流の第１の二水素排出ライン上に配置された少なくとも１つの第２の空気冷却器または第３の熱交換器を備える。
【0038】
一例によれば、システムは、第１の空気冷却器の下流で第２の中間交換器の上流に、液体／ガス分離器を備える。
【0039】
所与の点における上流および下流、入口、出口は、流体の循環の方向を基準にとられている。
【0040】
パラメータが所与の値と「実質的に等しい／よりも大きい／よりも小さい」ことによって、これは、このパラメータが、所与の値のプラスまたはマイナス１０％、さらにはプラスまたはマイナス５％、この値に等しい／よりも大きい／よりも小さいことを意味する。
【0041】
第１の、第２の、第３のなどの、ｎの番号付けは、限定なしに、またはｎ－１またはｎ＋１を有する必要性との関連なしに、意味する必要がある。
【0042】
本発明によるシステムは、高温電解槽（ＨＴＥ）１を備える。好ましくは、電解槽１は、ＳＯＥＣ（固体酸化物電解セル）タイプのものである。
【0043】
システムは、電解槽１に接続されたいくつかの供給ラインおよび排出ラインを備える。したがって、パイプラインによって、これは、電解槽１との間の流体の輸送を可能にするチューブ、またはパイプもしくはチューブのセットを意味する。
【0044】
本発明によるシステムは、電解槽１に水蒸気を供給することができる、電解槽１の第１の供給ライン２を備える。オプションによれば、第１の供給ライン２は、電解槽１に水蒸気を供給するように構成され、これによって、これは、第１の供給ライン２が水蒸気と他のガス、例えば、空気、または二水素、または二酸化炭素との混合物を供給することができることを意味する。この第１の供給ライン２の上流では、水蒸気は、まだ形成されておらず、第１の供給ライン２は、液体の水を受け取るように構成される。好ましいオプションによれば、第１の供給ライン２は、液体の水を受け取る第１の部分と、第１の部分の下流にある、水蒸気を受け取る第２の部分とを備える。好ましくは、第１の部分は、水蒸気発生器２８の上流に位置し、第２の部分は、前記水蒸気発生器２８の下流に位置する。
【0045】
本発明によるシステムは、電解槽１から二水素（Ｈ２）を排出することができる第１の排出ライン４を備える。好ましくは、第１の排出ライン４は、二水素を受け取る。二水素は、有利には電解槽１によって生成される。二水素は、ガス状である。第１の排出ライン４は、電解槽１によって分解されなかった残留物と呼ばれる二水素と水蒸気の混合物を排出することができる。
【0046】
本発明によるシステムは、電解槽１から二酸素（Ｏ２）を排出することができる第２の排出ライン３を備える。好ましくは、第２の排出ライン３は、二酸素を受け取る。二酸素は、有利には電解槽１によって生成される。二酸素は、ガス状である。第２の排出ライン３は、オプションにより、二酸素富化ガス、例えば、二酸素富化空気を排出する。
【0047】
以下の説明において、第１の供給ライン２は、第１の水蒸気供給ライン２と呼ばれ、第１の排出ライン４は、第１の二水素排出ライン４と呼ばれ、第２の排出ライン３は、第２の二酸素排出ライン３と呼ばれるが、ガスに限定することなく、流体または混合物がこれらのラインにおいて輸送されることが可能である。
【0048】
オプションによれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２と第１の二水素排出ライン４との間の熱交換を確保するように構成された第１の熱交換モジュール５を備える。この熱交換モジュールは、電解槽１から来る二水素からの熱量を、電解槽１に供給することを意図した水に伝達するように構成される。二水素ガス流は、水流の温度上昇を保証し、排出された二水素流を冷却することも可能にし、有利には、その使用の観点から乾燥または圧縮される。
【0049】
第１の熱交換モジュール５は、一実施形態によれば、二水素の水蒸気への熱伝達を確実にするように構成された少なくとも１つの熱交換器５ａを備える。好ましい実施形態によれば、第１の熱交換モジュール５は、第１の供給ライン２と第１の排出ライン４との間に直列に配置された２つの熱交換器５ａ、５ｂを備える。この配置は、電解槽１の出口における二水素の温度、従来は約７００度に適合された第２の熱交換器５ｂと、熱交換器への通過後の二水素の温度、従来は約３３０℃に適合されたより通常の第１の熱交換器５ａとを設けることを可能にする。このようにして、構成要素は、達成されるべき温度および熱交換に対して最適化される。
【0050】
一実施形態によれば、システムは、電解槽１に空気を供給することができる第２の供給ライン１０を備える。好ましくは、第２の供給ラインは、空気を受け取る。オプションによれば、第２の供給ライン１０は、電解槽１に空気を提供するように構成され、これは、第２の供給ライン１０が空気を提供することができることを意味し、空気は、例えば、電解槽１のセルを走査し、電解槽１によって生成された二酸素を除去することを可能にするガス混合物である。
【0051】
この実施形態によれば、本発明によるシステムが、第２の空気供給ライン１０と第２の二酸素排出ライン３との間の熱交換を確保するように構成された第２の熱交換モジュール１１を備えることが有利である。この熱交換モジュール１１は、電解槽１から来る二酸素からの熱量を、電解槽１に供給することを意図した空気に伝達するように構成される。二酸素ガス流は、空気流の温度上昇を保証し、排出された二酸素流を冷却することも可能にする。
【0052】
第２の熱交換モジュール１１は、一実施形態によれば、二酸素の空気への熱伝達を確実にするように構成された少なくとも１つの熱交換器１１ａを備える。好ましい実施形態によれば、第２の熱交換モジュール１１は、第２の供給ライン１０と第２の排出ライン３との間に直列に配置された２つの熱交換器１１ａ、１１ｂを備える。この配置は、電解槽１の出口における二酸素の温度、従来は約７００度に適合された第２の熱交換器１１ｂと、熱交換器への通過後の二酸素の温度、従来は約３３０℃に適合されたより通常の第１の熱交換器１１ａとを設けることを可能にする。このようにして、構成要素は、達成されるべき温度および熱交換に対して最適化される。
【0053】
システムは、好ましくは、空気を供給することを意図した第２の供給ライン１０上に配置された圧縮器３０を備える。圧縮器３０は、好ましくは、第２の熱交換モジュール１１が存在する場合、その上流に配置される。圧縮器３０は、電解槽１に供給されることを意図した空気の圧縮を確実にすることを意図している。空気の圧縮は、有利には、空気が電解槽１に入る前に空気の温度を上昇させることに寄与する。
【0054】
オプションによれば、システムは、電解槽１に入る水蒸気を事前定義された目標温度まで加熱するように構成された少なくとも１つの補助熱源を備える。補助熱源は、有利には、第１の水蒸気供給ライン２上、好ましくは第１の熱交換モジュール５の下流に配置される。補助熱源は、例えば、電気ヒータ１４である。
【0055】
オプションによれば、システムは、電解槽１に入る空気を事前定義された目標温度まで加熱するように構成された少なくとも１つの補助熱源を備える。補助熱源は、有利には、第２の空気供給ライン１０上、好ましくは第２の熱交換モジュール１１の下流に配置される。補助熱源は、例えば、電気ヒータ１３である。
【0056】
オプションによれば、システムは、電気水蒸気発生器２８を備える。電気水蒸気発生器２８は、液体の水から水蒸気を生成することを意図している。電気水蒸気発生器２８は、液体の水の温度のその蒸発温度を上回る上昇を確実にするために、エネルギー、特に電気が供給される。電気水蒸気発生器２８は、従来技術による電解槽システムの主なエネルギー消費を構成する構成要素である。電気水蒸気発生器２８は、第１の水蒸気供給ライン２上、好ましくは第１の熱交換モジュール５の上流に配置される。電気水蒸気発生器２８は、液体の水が電気水蒸気発生器２８に通過する前に液体の水の蒸発を確実にするために、好ましくは、第１の中間水蒸気発生器５０の下流に配置され、これは、電気消費を制限する。入口における水は、有利には、すでに、少なくとも部分的に二相状態にある。従来、水は、１００％水蒸気の状態ではない。この水蒸気発生器２８の目的は、過熱水蒸気を生成することである。一例として、電気水蒸気発生器２８に入る液体の水の蒸発温度は、約１１０℃、または、例えば、図３に示すように、減圧式水蒸気発生器の場合、約７０℃である。
【0057】
本発明の一態様によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２のために熱交換モジュール５の出口において二水素から熱エネルギーを回収するためのモジュールを備える。
【0058】
有利には、回収モジュールは、第１の回収モジュールと呼ばれ、第１の中間交換器６と、第１の中間流体回路と、第１の中間水蒸気発生器５０とを備える。
【0059】
第１の中間流体回路は、中間流体を受け取るように構成され、第１の中間交換器６と第１の中間水蒸気発生器５０との間の流体接続を確保する。この中間回路は、有利には低温回路である。低温により、これは、２５℃と９０℃との間の循環流体の温度を意味する。
【0060】
第１の中間交換器６は、第１の排出ライン２上、好ましくは第１の熱交換モジュール５の下流、より具体的には第１の熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの下流に配置され、二水素から中間流体に熱エネルギーを伝達するように構成される。第１の熱交換器６は、第１の中間交換器６から第１の中間水蒸気発生器５０への流体接続を確保する流体接続５００と、第１の中間水蒸気発生器５０から第１の中間交換器６への流体接続を確保する流体接続５０１とによって、中間流体回路に流体接続される。一例として、第１の熱交換器６に入る中間流体は、周囲温度付近、例えば、１８℃と３０℃との間の温度であり、前記中間交換器６から約７０℃の温度で出てくる。有利には、流入する液体は、二相状態にあり、すなわち、一部が液体状態にあり、別の部分が気体状態にある。
【0061】
第１の流体回路は、特に図２に示す第３の中間回路３２、および第２の中間回路と同じ原理に基づく。好ましくは、第１の中間流体回路は、第１の中間水蒸気発生器５０と流体接続５００との間に配置され、第１の中間水蒸気発生器５０から第１の中間交換器６への中間流体の循環のために構成された主分岐５１０と、流体接続５０１と中間水蒸気発生器５０との間に配置され、第１の中間交換器６から第１の中間水蒸気発生器５０への中間流体の循環のために構成された主分岐５１１とを備える。一例として、第１の中間水蒸気発生器５０に入る中間流体は、例えば、１８℃と３０℃との間の周囲温度付近の温度であり、大気圧発生器では約１１０℃、例えば、図３に示すように、水蒸気発生器が減圧されて動作する場合は約７０℃の温度で前記中間水蒸気発生器５０から出てくる。
【0062】
第１の中間水蒸気発生器５０は、中間流体から第１の水蒸気供給ライン２内を循環する液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成される。中間水蒸気発生器５０は、第１の水蒸気供給ライン２上、好ましくは、第１の熱交換モジュールの第１の交換器５ａの上流に配置される。第１の実施形態によれば、中間水蒸気発生器５０は、電気水蒸気発生器２８の上流の第１の水蒸気供給ライン２上に配置される。第２の実施形態によれば、中間水蒸気発生器５０は、電気水蒸気発生器２８と並列に第１の水蒸気供給ライン２上に配置される。
【0063】
本発明の一態様によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２のために熱交換モジュール５の出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第２のモジュールを備える。本発明によれば、第２の熱エネルギー回収モジュールは、圧縮型回収モジュールである。
【0064】
有利には、減圧型回収モジュールは、第３の中間交換器８と呼ばれる中間交換器８と、第２の中間流体回路と呼ばれる中間流体回路と、第２の中間発生器と呼ばれる中間水蒸気発生器６０と、還元器４０と、圧縮器４１とを備える。
【0065】
還元器４０および圧縮器４１は、第１の水蒸気供給ライン２上に配置され、減圧部分を一緒に画定する。第１の水蒸気供給ライン２の減圧部分は、還元器４０の出口から圧縮器４１の入口まで延在する。還元器４０および圧縮器４１は、両方とも、第１の熱交換モジュール５の上流の第１の水蒸気供給ライン２上に配置される。減圧部分は、図３に示す実施形態によれば、中間水蒸気発生器と、流体接続Ｋと、凝縮器２３と、流体接続Ｌと、電気水蒸気発生器２８と、流体接続Ｍとを備える。
【0066】
第２の中間流体回路は、中間流体を受け取り、中間交換器８と中間水蒸気発生器６０との間の流体接続を確保するように構成される。この中間回路は、有利には低温回路である。低温によって、これは、２５℃と９０℃との間の循環流体の温度を意味する。
【0067】
第３の中間熱交換器８は、第１の二水素排出ライン４上に、第１の熱交換モジュール５の下流、より好ましくは第１の中間熱交換器６の下流で、好ましくは第２の中間交換器７の上流、好ましくはオプションの空気冷却器１６および／または液体／ガス分離器１７の上流に配置される。
【0068】
減圧回収モジュールは、第１の水蒸気供給ライン２上、有利には減圧部分上に配置された第２の中間発生器６０を備える。好ましくは、中間発生器６０は、凝縮器２３の上流に配置され、凝縮器２３は、有利には、減圧部分が存在する場合には減圧部分上に配置される。
【0069】
第２の中間水蒸気発生器６０は、中間流体から第１の水蒸気供給ライン２内を循環する液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成される。中間水蒸気発生器６０は、減圧部分上の第１の水蒸気供給ライン２上、すなわち、還元器４０と圧縮器４１との間に配置される。中間水蒸気発生器６０は、好ましくは、電気水蒸気発生器２８の上流に配置される。したがって、減圧回収モジュールは、第１の供給ライン２内を循環する水の沸点を下げるために、第１の水蒸気供給ライン２の一部における圧力を下げることを提案する。減圧は、次いで、好ましくは、大気圧までの再圧縮によって補償される。減圧される部分は、少なくとも第２の中間水蒸気発生器６０を取り囲み、好ましくは、圧縮器２３および／または電気発生器２８も取り囲む。
【0070】
好ましくは、水を沸騰させることは、電解槽１の熱排出の温度、特に二酸素および二水素の温度よりも低い温度において行われ、これは、交換に有利であり、したがって熱排出の実行に有利である。
【0071】
一実施形態によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２上に配置され、第１の供給ライン２内の液体の水を移動させるように構成された少なくとも１つのポンプを備える。
【0072】
第３の熱交換器８は、第３の中間交換器８から第２の中間水蒸気発生器６０への流体接続を確保する流体接続６００と、第２の中間水蒸気発生器６０から中間交換器８への流体接続を確保する流体接続６０１とによって、第２の中間流体回路に流体接続される。
【0073】
好ましくは、中間流体回路は、第２の中間水蒸気発生器６０と流体接続６００との間に配置され、中間水蒸気発生器６０から第３の中間交換器８への中間流体の循環のために構成された主分岐６１０と、流体接続６０１と中間水蒸気発生器６０との間に配置され、中間交換器８から中間水蒸気発生器６０への中間流体の循環のために構成された主分岐６１１とを備える。一例として、中間水蒸気発生器６０に入る中間流体は、約９０℃の温度であり、約３５℃の温度で前記中間水蒸気発生器６０から出てくる。
【0074】
本発明の一態様によれば、システムは、第１の水蒸気供給ライン２のために熱交換器５の出口において二水素から熱エネルギーを回収するための第３のモジュールを備える。
【0075】
オプションによれば、回収モジュールは、ヒートポンプと中間回路とを備える。
【0076】
有利には、中間回路は、中間流体を受け取るように構成された第３の中間流体回路３２と、第１の排出ライン２上に、好ましくは第１の熱交換モジュール５の下流に、より具体的には第１の熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの下流に配置され、二水素からの熱エネルギーを中間流体、好ましくは第１の中間熱交換器６の下流に伝達するように構成された第２の中間交換器７とを備える。第３の中間流体回路３２は、第２の中間交換器７とヒートポンプとの間の流体接続を確保することを可能にする。この第３の中間交換器３２は、有利には低温回路である。低温によって、これは、２５℃と９０℃との間の循環流体の温度を意味する。
【0077】
第２の熱交換器７は、第２の中間交換器７から蒸発器２５への流体接続を確保する流体接続４００と、蒸発器２５から第２の中間交換器７への流体接続を確保する流体接続４０１とによって、第３の中間流体回路３２に流体接続される。一例として、第２の熱交換器７に入る中間流体は、約２５℃の温度であり、約７０℃の温度で前記第２の熱交換器７から出てくる。一例として、これらの温度は、第１の中間回路および第２の中間回路において配置された異なる熱交換器に対して有効である。
【0078】
好ましくは、第３の中間流体回路３２は、蒸発器２５と流体接続４０１との間に配置され、蒸発器２５から中間交換器への中間流体の循環のために構成された主分岐４１０と、流体接続４００と蒸発器２５との間に配置され、中間交換器から蒸発器２５への中間流体の循環のために構成された主分岐４１１とを備える。一例として、蒸発器２５に入る中間流体は、約９０℃の温度であり、約３５℃の温度で前記蒸発器２５から出てくる。
【0079】
ヒートポンプは、中間流体から第１の水蒸気供給ライン２内を循環する液体の水に熱エネルギーを伝達するように構成される。
【0080】
ヒートポンプは、凝縮器２３と、還元器２４と、少なくとも１つの蒸発器２５と、圧縮器２６とを備える。ヒートポンプは、熱伝達流体を受け取ることができる流体回路２７を備える。
【0081】
熱伝達流体は、例えば、１２３４ｙｆ：２，３，３，３－テトラフルオロプロペン（ＨＦＯ－１２３４ｙｆ）、またはＲ２４５ＦＡペンタフルオロプロパン、またはＲ２９０プロパンなどの、ヒートポンプにおいて従来使用されている流体である。
【0082】
流体回路２７は、好ましくは閉回路において、ヒートポンプの構成要素の流体接続を確実にする。
【0083】
一実施形態によれば、流体回路２７は、圧縮器２６の出口と凝縮器２３の入口との間に接続された流体接続２００を備える。有利には、流体回路２７は、凝縮器２３の出口と還元器２４の入口との間に接続された流体接続２０１を備える。有利には、流体回路２７は、還元器２４の出口と蒸発器２５の入口との間に接続された流体接続２０２を備える。有利には、流体回路２７は、蒸発器２５の出口と圧縮器２６の入口との間に接続された流体接続２０３を備える。
【0084】
本発明によれば、ヒートポンプの凝縮器２３は、第１の水蒸気供給ライン２上に、好ましくは第１の中間水蒸気発生器５０の上流、または第１の中間水蒸気発生器５０の出口流体接続の上流に配置される。この配置は、第１の中間水蒸気発生器５０の上流、好ましくは電気水蒸気発生器２８の上流の第１の供給ライン２内を循環する液体の水のために熱伝達流体からの熱量を伝達することを可能にする。一例において、凝縮器２３に入る水は、例えば、図１に示すように、大気圧における実施形態では周囲温度付近の温度であり、約１１０℃の温度で前記凝縮器２３から出てくるか、または、凝縮器２３に入る水は、例えば、図３に示すように、減圧型の実施形態における二相状態では、有利には約７０℃の温度であり、約７５℃の温度で前記凝縮器２３から出てくる。
【0085】
本発明は、システムからの廃熱、より具体的には、生成された二水素の熱排出を利用することを可能にする。ヒートポンプは、第１の中間水蒸気発生器６の上流、好ましくは電気水蒸気発生器２８の上流で、水の蒸発温度よりも高い温度において、生成された二水素に回収された熱量を再注入することを可能にする能動システムである。
【0086】
一実施形態によれば、システムの第１の回収モジュールは、第１の水蒸気供給ライン２上および第２の二酸素排出ライン３上に配置された第４の中間熱交換器９を備える。第４の中間熱交換器９は、好ましくは第２の排出ライン３上に配置される。この第４の中間熱交換器９は、第１の水蒸気供給ライン２のために、電解槽１から排出され、第２の排出ライン３内を循環する二酸素流において収集された熱量の、第１の中間流体回路と第１の中間水蒸気発生器５０とを介する熱伝達を確保するように構成される。
【0087】
第４の熱交換器９は、第４の中間交換器９から第１の水蒸気発生器５０への流体接続を確保する流体接続５０３と、第１の水蒸気発生器５０から第４の中間交換器９への流体接続を確保する流体接続５０２とによって、中間流体回路に流体接続される。
【0088】
好ましくは、流体接続５０３は、中間交換器９から第１の水蒸気発生器５０への中間流体の循環のために構成された主分岐５１１に流体接続される。好ましくは、流体接続５０２は、中間交換器９への中間流体の循環のために構成された主分岐５１０に流体接続される。
【0089】
第４の中間交換器９は、有利には第１の中間交換器６と並列に配置される。
【0090】
好ましい実施形態によれば、第３の回収モジュール、より具体的には中間回路は、第２の二水素排出ライン３上に配置された第７の中間交換器２９を備える。第７の中間交換器２９は、第３の回収モジュールのヒートポンプにおいて使用されることを考慮して、中間流体のための電解槽１から排出された二水素からの熱量の伝達を確実にするように構成された熱交換器である。
【0091】
第７の熱交換器２９は、第７の中間交換器２９から蒸発器２５への流体接続を確保する流体接続４０６と、蒸発器２５から第７の中間交換器２９への流体接続を確保する流体接続４０７とによって、中間流体回路３２に流体接続される。
【0092】
好ましくは、流体接続４０６は、中間交換器から蒸発器２５への中間流体２９の循環のために構成された主分岐４１１に流体接続される。好ましくは、流体接続４０７は、中間交換器への中間流体２９の循環のために構成された主分岐４１０に流体接続される。
【0093】
一実施形態によれば、第２のシステム回収モジュールは、第２の二酸素排出ライン３上および第２の中間回路上に配置された第１２の中間熱交換器３９を備える。この第１２の中間熱交換器３９は、第１の水蒸気供給ライン２のために、電解槽１から排出され、第２の排出ライン３内を循環する二酸素流において収集された熱量の、第２の中間流体回路と第２の中間水蒸気発生器６０とを介する熱伝達を確保するように構成される。
【0094】
第１２の熱交換器３９は、第１２の中間交換器３９から第２の水蒸気発生器６０への流体接続を確保する流体接続６０３と、第２の水蒸気発生器６０から第１２の中間交換器３９への流体接続を確保する流体接続６０２とによって、中間流体回路に流体接続される。
【0095】
好ましくは、流体接続６０３は、中間交換器３９から第２の水蒸気発生器６０への中間流体の循環のために構成された主分岐１に流体接続される。好ましくは、流体接続６０２は、中間交換器３９への中間流体の循環のために構成された主分岐０に流体接続される。
【0096】
第１２の中間交換器３９は、有利には第３の中間交換器８と並列に配置される。
【0097】
一実施形態によれば、システムは、生成された二水素流を処理するための手段を備える。電解槽１によって生成され、第１の排出ライン４を通ってそこから出てくる二水素は、まず、電解槽１の反応温度に対応する非常に高い温度を有する。しかし、その使用を考慮すると、二水素は、好ましくは、周囲温度に近い温度に戻されなければならない。さらに、第１の排出ライン４を介して電解槽１から排出される二水素は、二水素流とともに除去される水蒸気を含む可能性がある。したがって、二水素を乾燥させることによって、二水素流とともに除去される可能性のある水蒸気から二水素を分離することも好ましい。
【0098】
本発明によるシステムは、有利には、この目的のために、生成された二水素の乾燥および／または圧縮を意図した第１の処理ステージを含む。
【0099】
有利には、第１の処理ステージは、第３の回収モジュールの第２の中間交換器７の下流に配置される。
【0100】
オプションによれば、第１の処理ステージは、熱交換器を備え、熱交換器は、第１の排出ライン４上に、好ましくは中間交換器７の下流に配置される。この熱交換器は、第１のオプションによれば、空気冷却器１６、すなわち、流体とガスとの間の熱交換器であり、ガスは、ファンを通して移動される。別のオプションによれば、熱交換器は、標準的な冷却器、すなわちファンなしのものであるが、この解決策は、あまり効果的ではない。図に示されていないオプションによれば、熱交換器は、流体とガス、特に電解槽１に供給することを意図した空気との間の熱交換を確実にする。
【0101】
第１の処理ステージは、有利には、空気冷却器１６の下流に配置された液体／ガス分離器１７を備える。分離器１７は、ガス状の二水素から液体の水を分離することを可能にし、液体の水は、空気冷却器１６内の水蒸気をその凝縮点未満に冷却することから結果として生じる。
【0102】
好ましいオプションによれば、システムは、第１の排出ライン４上の第１の処理ステージの下流に配置された第２の処理ステージを備える。第２の処理ステージは、二水素の乾燥を完了することを可能にする。第２の処理ステージは、有利には、第１のステージと同様に、標準的な冷却器、空気冷却器１９、または流体（二水素）と電解槽１に供給することを意図した空気との間の第３の熱交換器とすることができる熱交換器を備える。第２のステージは、液体／ガス分離器２０を備える。好ましくは、システムは、第１の処理ステージと第２の処理ステージとの間に、混合物を再度冷却することができるように、混合物の温度を事前に上昇させることによって空気冷却器１９による第２の処理を可能にするように構成された圧縮器１８を備える。
【0103】
存在する場合、第１の処理ステージおよび／または第２の処理ステージから来る液体の水は、好ましくは、水リサイクルライン２１を通って第１の水蒸気供給ライン２に戻されることによってリサイクルされる。水リサイクルラインは、好ましくは第１の中間発生器５０の上流で第１の供給ライン２に流体接続される。二水素は、それ自体が使用され、特に、従来の処理の後に貯蔵される。
【0104】
システムは、好ましくは、水リサイクルライン２１上にポンプを備える。ポンプは、水リサイクルライン２１内を循環し、特にガス／液体分離器１７、２０から来る液体の水を移動させるように構成される。
【0105】
本発明の好ましい実施形態によれば、第３の回収モジュールは、より具体的には、処理ステージ、好ましくは各処理ステージにおいて配置された中間交換器を備える中間回路である。
【0106】
第３の回収モジュールの中間回路は、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第５の中間交換器１２と呼ばれる中間交換器１２を備える。第５の中間交換器１２は、好ましくは圧縮器１８の下流、好ましくは空気冷却器１９の上流に配置される。
【0107】
第３の回収モジュールの中間回路は、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第６の中間交換器１５と呼ばれる中間交換器１５を備える。第６の中間交換器１５は、好ましくは圧縮器２２の下流、好ましくは空気冷却器３１の上流に配置される。
【0108】
システムが、第２の処理ステージの下流に他のタイプの処理を含む場合、第３の回収モジュールは、この他の処理ステージにおいて、有利には圧縮器の下流かつ空気冷却器の上流に配置された第ｎの中間交換器を備えることができる。
【0109】
本発明の実施形態によれば、中間回路の中間交換器は、図２に示すように、中間流体回路上に互いに並列に配置される。この配置は、システムのモジュール性と使用される中間交換器の数のモジュール性とを大幅に促進する。
【0110】
第５の中間交換器１２は、流体接続４０３によって主分岐４１０に流体接続され、流体接続４０２によって主分岐４１１に流体接続される。
【0111】
第６の中間交換器１５は、流体接続４０５によって主分岐４１０に流体接続され、流体接続４０４によって主分岐４１１に流体接続される。
【0112】
図示されていないオプションによれば、システムは、例えば、熱排出源などの、システムの外部の冷熱源上に配置された中間交換器を備える。
【0113】
本発明の好ましい実施形態によれば、第１の回収モジュール、より具体的には中間流体回路は、処理ステージ、好ましくは各処理ステージにおいて配置された中間交換器を備える。
【0114】
第１の回収モジュールは、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第８の中間交換器３５と呼ばれる中間交換器３５を備える。第８の中間交換器３５は、好ましくは圧縮器１８の下流、好ましくは空気冷却器１９の上流に配置される。
【0115】
第１の回収モジュールは、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第１０の中間交換器３７と呼ばれる中間交換器３７を備える。第１０の中間交換器３７は、好ましくは圧縮器２２の下流、好ましくは空気冷却器３１の上流に配置される。
【0116】
システムが、第２の処理ステージの下流に他の処理ステージを含む場合、第３の回収モジュールは、この他の処理ステージにおいて、有利には圧縮器の下流かつ空気冷却器の上流に配置された第ｎの中間交換器を備えることができる。
【0117】
本発明の実施形態によれば、中間回路の中間交換器は、流体回路３２について図２に示すように、中間流体回路上に互いに並列に配置される。この配置は、システムのモジュール性と使用される中間交換器の数のモジュール性とを大幅に促進する。
【0118】
第８の中間交換器３５は、流体接続５０４によって主分岐５１０に流体接続され、流体接続５０５によって主分岐５１１に流体接続される。
【0119】
第１０の中間交換器３７は、流体接続５０６によって主分岐５１０に流体接続され、流体接続５０７によって主分岐５１１に流体接続される。
【0120】
本発明の好ましい実施形態によれば、第２の回収モジュール、より具体的には中間流体回路は、処理ステージ、好ましくは各処理ステージにおいて配置された中間交換器を備える。
【0121】
第２の回収モジュールは、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第９の中間交換器３６と呼ばれる中間交換器３６を備える。第９の中間交換器３６は、好ましくは圧縮器１８の下流、好ましくは空気冷却器１９の上流に配置される。
【0122】
第２の回収モジュールは、有利には、限定するものではなく、または別の中間交換器を有する必要性に即して、第１１の中間交換器３８と呼ばれる中間交換器３８を備える。第１１の中間交換器３８は、好ましくは圧縮器２２の下流、好ましくは空気冷却器３１の上流に配置される。
【0123】
システムが、第２の処理ステージの下流に他の処理ステージを含む場合、第３の回収モジュールは、この他の処理ステージにおいて、有利には圧縮器の下流かつ空気冷却器の上流に配置された第ｎの中間交換器を備えることができる。
【0124】
本発明の実施形態によれば、中間回路の中間交換器は、流体回路３２について図２に示すように、中間流体回路上に互いに並列に配置される。この配置は、システムのモジュール性と使用される中間交換器の数のモジュール性とを大幅に促進する。
【0125】
第９の中間交換器３６は、流体接続６０４によって主分岐６１０に流体接続され、流体接続６０５によって主分岐６１１に流体接続される。
【0126】
第１１の中間交換器３８は、流体接続６０６によって主分岐６１０に流体接続され、流体接続６０７によって主分岐６１１に流体接続される。
【0127】
電解槽１は、水蒸気、有利には空気を受け取り、二水素と二酸素とを排出する。
【0128】
流体接続は、好ましくは、直接的であり、追加の部材のオプションによれば、以下に述べる構成要素の相対的な位置決めを考慮することによって、統合されることが可能である。
【0129】
好ましくは、電解槽１は、第１の水蒸気供給ライン２に流体接続される。第１の水蒸気供給ライン２は、前記供給ライン２上の電解槽１の上流に配置された構成要素の流体接続を確保する。以下の説明は、電解槽１の上流から開始し、第１の供給ライン２内の水および／または水蒸気の循環の方向に従うことによってなされる。
【0130】
図１に示す実施形態によれば、第１の供給ライン２は、凝縮器２３の入口への流体接続を確保し、次いで、凝縮器２３の出口から第１の中間水蒸気発生器５０の入口への流体接続を確保し、第１の中間水蒸気発生器５０の出口から電気水蒸気発生器２８の入口への流体接続を確保し、次いで、電気水蒸気発生器２８の出口から第１の熱交換モジュール５の入口、好ましくは第１の熱交換器５ａへの流体接続を確保し、次いで、第１の熱交換器５ａの出口から第２の熱交換器５ｂの入口への流体接続を確保し、次いで、第２の熱交換器５ｂの出口から電気ヒータ１４の入口への流体接続を確保し、次いで、電気ヒータ１４の出口から電解槽１の入口への流体接続を確保する。
【0131】
図２に示す実施形態によれば、水入口は、２つの平行な分岐を供給する。減圧部分に対応する第１の分岐は、有利には、還元器４０内の液体の水の入口を確保する流体接続Ｊと、次いで、還元器４０の出口から低圧の第２の中間水蒸気発生器６０の入口への流体接続と、次いで、第２の中間水蒸気発生器６０の出口から、有利には、存在する場合、凝縮器２３の入口への流体接続と、次いで、凝縮器２３の出口から電気水蒸気発生器２８の入口への流体接続と、次いで、電気水蒸気発生器２８の出口から圧縮器４１の入口への流体接続とを備える。大気圧供給ラインに対応する第２の分岐は、有利には、第１の中間発生器５０内の液体の水の入口を確保する流体接続Ｏと、次いで、第２の中間発生器５０からの水蒸気の出口を確保する流体接続Ｐと、有利には、熱交換モジュール５の入口に開口する圧縮器４１の出口流体接続Ｎとの接続とを備える。
【0132】
好ましくは、電解槽１は、第１の二水素排出ライン４と流体接続される。第１の排出ライン４は、前記第１の排出ライン４上の電解槽１の下流に配置された構成要素の流体接続を確保する。以下の説明は、電解槽１から開始し、電解槽１からの第１の排出ライン４内の循環の方向に従うことによってなされる。
【0133】
図１に示す実施形態によれば、第１の排出ライン４は、電解槽１と第１の熱交換モジュール５の入口、より具体的には第２の熱交換器５ｂとの流体接続を確保し、次いで、第２の熱交換器５ｂから第１の熱交換器５ａへの流体接続を確保し、次いで、第１の熱交換器５ａから第１の中間熱交換器６の入口への流体接続を確保し、次いで、第１の中間熱交換器６の出口から第２の中間交換器７の入口への流体接続を確保し、次いで、第２の中間交換器７の出口から空気冷却器１６の入口への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器の入口から液体／ガス分離器１７の入口への流体接続を確保し、次いで、液体／ガス分離器１７の出口から圧縮器１８の入口への流体接続を確保し、次いで、有利には、圧縮器１８の出口から第５の中間交換器１２の入口への流体接続を確保し、次いで、第５の中間交換器１２から空気冷却器１９への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器１９から液体／ガス分離器２０への流体接続を確保し、有利には、液体／ガス分離器２０の出口から圧縮器２２の入口への流体接続を確保し、次いで、圧縮器の出口から第６の熱交換器１５の入口への流体接続を確保し、次いで、第６の熱交換器１５の出口から空気冷却器３１の入口への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器３１の出口から分離器３４への流体接続を確保し、次いで、分離器３４の出口から直接または間接的に二水素貯蔵部への流体接続を確保する。
【0134】
図２に示す実施形態によれば、第１の排出ライン４は、電解槽１と第１の熱交換モジュール５の入口、より具体的には第２の熱交換器５ｂとの流体接続を確保し、次いで、第２の熱交換器５ｂから第１の熱交換器５ａへの流体接続を確保し、次いで、第１の熱交換器５ａから第１の中間熱交換器６の入口への流体接続を確保し、次いで、第１の中間熱交換器６の出口から第３の中間交換器８の入口への流体接続を確保し、次いで、第３の中間交換器８の出口から第２の中間交換器７の入口への流体接続を確保し、次いで、第２の中間交換器７の出口から空気冷却器１６の入口への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器の入口から液体／ガス分離器１７の入口への流体接続を確保し、次いで、液体／ガス分離器１７の出口から圧縮器１８の入口への流体接続を確保し、次いで、有利には、圧縮器１８の出口から第８の中間交換器３５の入口への流体接続を確保し、次いで、第８の中間交換器３５の出口から第９の中間交換器３６の入口への流体接続を確保し、次いで、第９の中間交換器３６の出口から第５の中間交換器１２の入口への流体接続を確保し、次いで、第５の中間交換器１２から空気冷却器１９への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器１９から液体／ガス分離器２０への流体接続を確保し、有利には、圧縮器の出口から第１０の中間交換器３７の入口への流体接続を確保し、次いで、第１０の中間交換器３７の出口から第１１の中間交換器３８の入口への流体接続を確保し、次いで、第１１の中間交換器３８の出口から第６の熱交換器１５の入口への流体接続を確保し、次いで、第６の熱交換器１５の出口から空気冷却器３１の入口への流体接続を確保し、次いで、空気冷却器３１の出口から分離器３４の入口への流体接続を確保し、次いで、分離器３４の出口から直接または間接的に二水素貯蔵部への流体接続を確保する。
【0135】
好ましくは、電解槽１は、第２の二酸素排出ライン３に流体接続される。第２の排出ライン３は、前記第２の排出ライン３上の電解槽１の下流に配置された構成要素の流体接続を確保する。以下の説明は、電解槽１から開始し、電解槽１からの第２の排出ライン３内の循環の方向に従うことによってなされる。第２の排出ライン３は、電解槽１と第２の熱交換モジュール１１、より好ましくは第２の熱交換器１１ｂとの流体接続を確保し、次いで、第２の熱交換器１１ｂから第１の熱交換器１１ａへの流体接続を確保し、次いで、第１の熱交換器１１ａから第４の中間交換器９の入口、第７の中間交換器２９の入口への流体接続を確保し、次いで、図１に示す実施形態または図２に示す実施形態による第７の中間交換器２９の出口からの流体接続を確保し、第４の中間交換器９の出口から第１２の中間交換器３９の入口への流体接続を確保し、次いで、第２の中間交換器３９の出口から第７の中間交換器２９の入口への流体接続を確保し、次いで、第７の中間交換器２９の出口からの流体接続を確保する。
【0136】
好ましくは、電解槽１は、第２の空気供給ライン１０に流体接続される。第２の供給ライン１０は、前記第２の供給ライン１０上の電解槽１の上流に配置された構成要素の流体接続を確保する。第２の供給ライン１０は、圧縮器１２から第１の熱交換器１１ａへの流体接続を確保し、次いで、第１の熱交換器１１ａから第２の熱交換器１１ｂへの流体接続を確保し、次いで、第２の熱交換器１１ｂから電気ヒータ１３への流体接続を確保し、次いで、電気ヒータ１３から電解槽１への流体接続を確保する。図示されていないオプションによれば、圧縮器３０の上流で、第２の供給ラインは、空気冷却器１６および／または１９に代わる熱交換器から圧縮器３０への流体接続を確保する。
【0137】
図２に示すような中間回路は、中間交換器７、１２、１５、２９、およびヒートポンプ、より具体的には蒸発器２８の流体接続を確保する中間流体回路３２を備える。実施形態によれば、いくつかの中間交換器７、１２、１５、２９が存在し、それらは、互いに並列に配置される。中間流体回路３２は、有利には、中間流体回路３２内で中間流体を巡回させることを意図したポンプ３３を備える。
【0138】
システムは、有利には、以下に説明する流体接続を備える。
【0139】
第１の供給ライン２に関して、図１に示す実施形態によれば、有利には、凝縮器２３の入口に接続された流体接続Ａを備える。流体接続Ａは、凝縮器２３に水を導入することを可能にし、特に、リサイクルライン２１内を循環するリサイクル水から導入することができる。
【0140】
有利には、第１の供給ライン２は、凝縮器２３の出口と第１の中間水蒸気発生器５０の入口との間に接続された流体接続Ｂを備える。
【0141】
有利には、第１の供給ライン２は、第１の中間水蒸気発生器５０の出口と電気水蒸気発生器２８の入口との間に接続された流体接続Ｃを備える。
【0142】
有利には、第１の供給ライン２は、電気水蒸気発生器２８の出口と熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの入口との間に接続された流体接続Ｄを備える。
【0143】
有利には、第１の供給ライン２は、熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの出口と熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの入口との間に接続された流体接続Ｅを備え、１０時間の電気分解から来る水の再循環が水素流体とともに除去されることを可能にする。
【0144】
有利には、第１の供給ライン２は、第１の熱交換器５ａの出口と第２の熱交換器５ｂの入口との間に接続された流体接続Ｆを備える。
【0145】
有利には、第１の供給ライン２は、第２の熱交換器５ｂの出口とヒータ１４の入口との間に接続された流体接続Ｇを備える。
【0146】
有利には、第１の供給ライン２は、電気ヒータ１４の出口と電解槽１の入口との間に接続された流体接続Ｈを備える。
【0147】
第１の供給ライン２に関して、図１に示す実施形態によれば、有利には、供給ライン２に水を提供する流体接続Ｉを備える。流体接続Ｉは、水に２つの平行な分岐を供給することを可能にし、減圧部分およびその分岐は、第１の中間水蒸気発生器５０を備える。
【0148】
有利には、第１の供給ライン２は、流体接続Ｉと第２の中間水蒸気発生器６０の入口との間の流体接続Ｊを確保する流体接続Ｉを備える。流体接続Ｊは、還元器４０を備える。
【0149】
有利には、第１の供給ライン２は、第２の水蒸気発生器６０の出口と凝縮器２３の入口との間の流体接続を確保する流体接続Ｋを備える。
【0150】
有利には、第１の供給ライン２は、凝縮器２３の出口と電気発生器２８の入口との間の接続を確保する流体接続Ｌを備える。
【0151】
有利には、第１の供給ライン２は、電気発生器２８の出口と圧縮器４１の入口との間の流体接続を確保する流体接続Ｍを備える。
【0152】
有利には、第１の供給ライン２は、圧縮器２２の出口と第１の熱交換器５ａの入口との間の流体接続を確保する流体接続Ｎを備える。
【0153】
有利には、第１の供給ライン２は、流体接続Ｉと第１の中間水蒸気発生器５０の入口との間の流体接続を確保する流体接続Ｏを備える。
【0154】
有利には、第１の供給ライン２は、第１の中間水蒸気発生器５０の出口と流体接続Ｎとの間の流体接続を確保する流体接続Ｐを備える。
【0155】
有利には、第１の供給ライン２は、第１の熱交換器５ａの出口と第２の熱交換器５ｂの入力との間に接続された流体接続Ｆを備える。
【0156】
有利には、第１の供給ライン２は、第２の熱交換器５ｂの出口とヒータ１４の入口との間に接続された流体接続Ｇを備える。
【0157】
有利には、第１の供給ライン２は、電気ヒータ１４の出口と電解槽１の入口との間に接続された流体接続Ｈを備える。
【0158】
第１の排出ライン４に関して、有利には、電解槽１の出口と第１の熱交換モジュール５の第２の熱交換器５ｂの入口との間に第１の流体接続３００を備える。
【0159】
有利には、第１の排出ライン４は、第１の熱交換モジュール５の第２の熱交換器５ｂの出口と第１の熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａの入口との間に流体接続３０１を備える。
【0160】
有利には、第１の排出ライン４は、第１の熱交換器５ａの出口と水蒸気発生器６の入口との間に流体接続３０２を備える。
【0161】
図１に示す実施形態によれば：
有利には、第１の排出ライン４は、水蒸気発生器６の出口と第２の中間交換器７における入口との間に流体接続３０３を備える。
有利には、第１の排出ライン４は、水蒸気発生器６の出口と第２の中間交換器７における入口との間に流体接続３０３を備える。
【0162】
有利には、第１の排出ライン４は、第２の中間交換器７の出口と第１の空気冷却器１６の入口との間に流体接続３０４を備える。
【0163】
有利には、第１の排出ライン４は、第１の空気冷却器１６の出口と分離器１７の入口との間に流体接続３０５を備える。
【0164】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器１７の出口と圧縮器１８の入口との間に流体接続３０６を備える。
【0165】
有利には、第１の排出ライン４は、圧縮器１８の出口と第２の中間交換器１２の入口との間に流体接続３０７を備える。
【0166】
有利には、第１の排出ライン４は、第２の中間交換器１２の出口と空気冷却器１９の入口との間に流体接続３０８を備える。
【0167】
有利には、第１の排出ライン４は、空気冷却器１９の出口と分離器２０の入口との間に流体接続３０９を備える。
【0168】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器２０の出口と圧縮器３０の入口との間に流体接続３１０を備える。
【0169】
有利には、第１の排出ライン４は、圧縮器３０の出口と第６の中間交換器１５の入口との間に流体接続３１１を備える。
【0170】
有利には、第１の排出ライン４は、第６の中間交換器１５の出口と空気冷却器３１の入口との間に流体接続３１２を備える。
【0171】
有利には、第１の排出ライン４は、空気冷却器３１の出口と分離器３４の入口との間に流体接続３１３を備える。
【0172】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器３４からの二水素の出口を確保する流体接続３１４を備える。
【0173】
図２に示す実施形態によれば：
有利には、第１の排出ライン４は、第１の中間交換器６の出口と第３の中間交換器８の入口との間に流体接続３１５を備える。
有利には、第１の排出ライン４は、第１の中間交換器６の出口と第３の中間交換器８の入口との間に流体接続３１５を備える。
【0174】
有利には、第１の排出ライン４は、第３の中間交換器８の出口と第２の中間交換器７の入口との間に流体接続３１６を備える。
【0175】
有利には、第１の排出ライン４は、第２の中間交換器７の出口と第１の空気冷却器１６の入口との間に流体接続３０４を備える。
【0176】
有利には、第１の排出ライン４は、第１の空気冷却器１６の出口と分離器１７の入口との間に流体接続３０５を備える。
【0177】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器１７の出口と圧縮器１８の入口との間に流体接続３０６を備える。
【0178】
有利には、第１の排出ライン４は、圧縮器１８の出口と第８の中間交換器３５の入口との間に流体接続３１７を備える。
【0179】
有利には、第１の排出ライン４は、第８の中間交換器３５の出力と第９の中間交換器３６の入口との間に流体接続３１８を備える。
【0180】
有利には、第１の排出ライン４は、第９の中間交換器３６の出口と第５の中間交換器１２の入口との間に流体接続３１９を備える。
【0181】
有利には、第１の排出ライン４は、第２の中間交換器１２の出口と空気冷却器１９の入口との間に流体接続３０８を備える。
【0182】
有利には、第１の排出ライン４は、空気冷却器１９の出口と分離器２０の入口との間に流体接続３０９を備える。
【0183】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器２０の出口と圧縮器３０の入口との間に流体接続３１０を備える。
【0184】
有利には、第１の排出ライン４は、圧縮器２２の出口と第１０の中間交換器３７の入口との間に流体接続３２０を備える。
【0185】
有利には、第１の排出ライン４は、第１０の中間交換器３７の出口と第１１の中間交換器３８の入口との間に流体接続３２１を備える。
【0186】
有利には、第１の排出ライン４は、第１１の中間交換器３８の出口と第６の中間交換器１５の入口との間に流体接続３２２を備える。
【0187】
有利には、第１の排出ライン４は、第６の中間交換器１５の出口と空気冷却器３１の入口との間に流体接続３１２を備える。
【0188】
有利には、第１の排出ライン４は、空気冷却器３１の出口と分離器３４の入口との間に流体接続３１３を備える。
【0189】
有利には、第１の排出ライン４は、分離器３４からの二水素の出口を確保する流体接続３１４を備える。
【0190】
第２の二酸素排出ライン３に関して、有利には、電解槽１の出口と第２の熱交換モジュール１１の第２２の熱交換器１１ｂの入口との間に流体接続１００を備える。
【0191】
有利には、第２の排出ライン３は、第２の熱交換器１１ｂの出口と第２の熱交換モジュール１１の第１の熱交換器１１ａの入口との間に流体接続１０１を備える。
【0192】
有利には、第２の排出ライン３は、第１の熱交換器１１ａの出口と熱交換器９の入口との間に流体接続１０２を備える。
【0193】
図１に示す実施形態によれば、有利には、第２の排出ライン３は、熱交換器９の出口と第７の中間交換器２９の入口との間に流体接続１０３を備える。有利には、第２の排出ライン３は、第７の中間交換器２９の出力と外部との間に流体接続１０４を備える。
【0194】
図２に示す実施形態によれば、有利には、第２の排出ライン３は、熱交換器９の出口と第１２の中間交換器３９の入口との間に流体接続１０５を備える。有利には、第２の排出ライン３は、第１２の中間交換器３９の出口と第７の中間交換器２９の入口との間に流体接続１０６を備える。有利には、第２の排出ライン３は、第７の中間交換器２９の出口と外部との間に流体接続１０４を備える。
【0195】
第２の空気供給ライン４に関して、図示されていないオプションによれば、空気冷却器１６に代わる熱交換器の出口と圧縮器３０の入口との間に流体接続１１０を備える。
【0196】
有利には、第２の供給ライン４は、圧縮器３０の出口と第２の熱交換モジュール１１の第１の熱交換器１１ａの入口との間に流体接続１１１を備える。
【0197】
有利には、第２の供給ライン４は、第１の熱交換器１１ａの出口と第２の熱交換モジュール１１の第２の熱交換器１１ｂの入口との間に流体接続１１２を備える。
【0198】
有利には、第２の供給ライン４は、第２の熱交換器１１ｂの出口と電気ヒータ１３の入口との間に流体接続１１３を備える。
【0199】
有利には、第１の供給ライン４は、電気ヒータ１３の出口と電解槽１の入口との間に流体接続１１４を備える。
【0200】
動作中、図１に示す第１の実施形態によれば、液体の水は、流体連通Ａによって第１の水蒸気供給ライン２、より具体的には第１の部分において到着する。流体連通Ａは、有利には、凝縮器２３の入口に接続される。液体の水は、凝縮器２３に侵入する。水の温度は、液体の水のために、ヒートポンプの熱伝達流体からの熱量の伝達によって上昇する。凝縮器２３において、熱伝達流体は、その熱量を水に伝達し、これは、凝縮器２３内の熱伝達流体の凝縮を確実にする。加熱された液体の水は、流体接続Ｂによって凝縮器２３から、有利には蒸発温度に近い温度、すなわち±５℃において流出し、好ましくは第１の中間水蒸気発生器５０に直接侵入する。液体の水は、中間水蒸気発生器５０によって水蒸気に変換され、これは、少なくとも第１の中間交換器６を介して、電解槽１によって生成された二水素から来る熱エネルギーを回収する。第１の中間交換器５０に伝達されるエネルギーに従って、水がそこから出現し、好ましくは、流体接続Ｃを介して電気水蒸気発生器２８に直接侵入する。
【0201】
接続Ａを介して導入される液体の水は、水道網からの水、またはシステムの分離器から来るリサイクル水、またはその２つの混合物とすることができる。
【0202】
本発明によれば、液体の水を水蒸気に変換するための電気水蒸気発生器２８によって供給される必要があるエネルギーは、第１の熱エネルギー回収モジュール、有利には第３の熱エネルギー回収モジュール、特にヒートポンプの凝縮器２３のおかげで低減される。
【0203】
蒸気は、流体接続Ｄを通って電気水蒸気発生器２８から出て、好ましくは直接第１の熱交換器５に、好ましくは第１の熱交換器５ａに侵入する。水蒸気は、第１の熱交換器５ａ内を循環する二水素からの熱量の回収によって、第１の熱交換器５ａ内で加熱される。過熱水蒸気は、流体接続Ｆを通って第１の熱交換器５ａから出て、好ましくは直接第２の熱交換器５ｂに侵入する。水蒸気は、第２の熱交換器５ｂ内を循環する二水素からの熱量の回収によって、第２の熱交換器５ｂ内で再び加熱される。過熱水蒸気は、流体接続Ｇを通って第２の熱交換器５ｂから出て、必要に応じて、好ましくは直接電気ヒータ１４に侵入する。電気ヒータ１４は、水蒸気が電解槽１に入る事前定義された目標温度に達するように、おそらく必要な最後の温度上昇を確実にする。水蒸気は、流体接続Ｈを通って電気ヒータ１４を出て、好ましくは直接電解槽１に侵入する。
【0204】
動作中、図２に示す第２の実施形態によれば、液体の水は、水蒸気において第１の供給ライン２に、より具体的には流体接続を通って第１の部分に到達する。液体の水は、流体接続Ｉを通って到着し、第１の供給ライン２の２つの分岐を供給する。
【0205】
流体接続Ｉ内を循環する水は、好ましくは直接流体接続Ｊに侵入し、したがって還元器４０に侵入する。液体の水は、還元器４０の出口において減圧される。減圧された水は、流体接続Ｊを通って第２の中間水蒸気発生器６０内に侵入する。第２の中間水蒸気発生器６０において、減圧された水は、第１の二水素排出ライン３において回収された熱量の入口のおかげで、特に、第３の中間交換器８を介して、オプションで第９の中間交換器３６、第１１の中間交換器３８、第１２の中間交換器３９を介して加熱される。過熱された液体の水は、流体接続Ｋを通って第２の中間水蒸気発生器６０から出て、好ましくは直接凝縮器２３に侵入する。凝縮器２３において、減圧された過熱された液体の水は、ヒートポンプの凝縮器２３によって加熱される。過熱された液体の水は、流体接続Ｌを通って凝縮器２３から出て、好ましくは直接電気水蒸気発生器２８に侵入する。電気水蒸気発生器２８が動作中の場合、過熱された液体の水は、追加の熱入口を必要とするので、水は、流体接続Ｍを通って電気水蒸気発生器２８から出て、好ましくは直接圧縮器４１に侵入する。圧縮器４１は、減圧部分内を循環する水の圧力を１気圧まで上昇させることを可能にする。大気圧における水蒸気は、流体接続Ｎを通って圧縮器４１を出て、好ましくは直接、第１の熱交換モジュール５の第１の熱交換器５ａに侵入する。
【0206】
他方の分岐において、流体接続Ｉ内を循環する水は、好ましくは直接流体接続Ｏに侵入し、好ましくは直接第１の中間水蒸気発生器５０に侵入する。第１の中間水蒸気発生器５０において、水は、第１の二水素排出ライン３において回収された熱量によって、特に第１の中間交換器６によって、オプションで第８の中間交換器３５、第１０の中間交換器３７、第４の中間交換器９によって、大気圧で加熱される。水は、有利には、第１の中間水蒸気発生器５０において水蒸気に変換され、流体接続Ｐを通ってそこから出て、好ましくは直接流体接続Ｎに侵入する。
【0207】
水蒸気は、第１の熱交換器５ａ内を循環する二水素からの熱量の回収によって、第１の熱交換器５ａにおいて加熱される。過熱水蒸気は、流体接続Ｆを通って第１の熱交換器５ａから出て、好ましくは直接第２の熱交換器５ｂに侵入する。水蒸気は、第２の熱交換器５ｂ内を循環する二水素からの熱量の回収によって、第２の熱交換器５ｂにおいて再び加熱される。過熱水蒸気は、流体接続Ｇを通って第２の熱交換器５ｂから出て、必要に応じて、好ましくは直接電気ヒータ１４に侵入する。電気ヒータ１４は、水蒸気が電解槽１に入る事前定義された目標温度に達するように、おそらく必要な最後の温度上昇を確実にする。水蒸気は、流体接続Ｈを通って電気ヒータ１４を出て、好ましくは直接電解槽１に侵入する。
【0208】
液体の水を移動させ、有利には第１の供給ライン２の加圧を確実にするために、１つまたは複数のポンプが異なる流体接続上に配置されることが可能である。
【0209】
電解槽１には、事前定義された電圧および強度に従って電流が供給され、電気分解を確実にし、したがって二水素および二酸素の生成を確実にすることを可能にする。
【0210】
二水素は、第１の排出ラインを通り、流体接続３００を通って電解槽１から出て、好ましくは直接第１の熱交換モジュール５に、好ましくは第２の熱交換器５ｂに侵入する。二水素は、高温ガス状態において電解槽から出るので、それを使用するためおよび／またはそれを貯蔵するためにその温度を下げる必要がある。したがって、二水素からの熱量は、第１の供給ライン、より具体的にはそこを循環する水蒸気によって回収される。第２の熱交換器５ｂにおいて、二水素は、第２の熱交換器５ｂ内を循環する水蒸気のための熱量の伝達によって低下した温度を有する。冷却された二水素は、流体接続３０１を通って第２の熱交換器５ｂから出て、好ましくは直接第１の熱交換器５ａに侵入する。第１の熱交換器５ａにおいて、二水素は、第１の熱交換器５ａ内を循環する水蒸気のための熱量の伝達によって再び低下した温度を有する。冷却された二水素は、流体接続３０２を通って第１の熱交換器５ａを出て、好ましくは直接第１の中間交換器６に侵入する。第１の中間交換器６を通過することによって、二水素は、第１の中間流体回路内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。
【0211】
図１に示す第１の実施形態によれば、二水素は、流体接続３０３を通って第１の中間交換器６から出て、好ましくは直接第２の中間交換器７に侵入する。この第２の中間交換器７において、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続３０４を通って第２の中間交換器７から出て、好ましくは直接第１の空気冷却器１６に侵入する。二水素は、流体接続３０５を通って第１の空気冷却器１６から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器１７に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。二水素は、流体接続３０６を通って液体／ガス分離器１７から出て、必要ならば、別の凝縮を考慮して別の圧縮を受ける。この場合、二水素は、流体接続３０６を通って液体／ガス分離器１７から出て、好ましくは直接圧縮器１８に侵入し、したがって、流体接続３０７を通って出て、好ましくは直接第５の中間交換器１２に侵入する。第５の中間交換器１２を通過することによって、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続３０８を通って第５の中間交換器１２から出て、好ましくは直接第２の空気冷却器１９に侵入し、二水素の冷却を確実にする。二水素は、流体接続３０９を通って空気冷却器１９から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器２０に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。凝縮された二水素は、流体接続３１０を通って液体／ガス分離器２０から出て、必要ならば、別の凝縮を考慮して別の圧縮を受ける。この場合、二水素は、流体接続３１０を通って液体／ガス分離器２０から出て、好ましくは直接圧縮器３０に侵入し、したがって、流体接続３１１を通って出て、好ましくは直接第６の中間交換器１５に侵入する。第６の中間交換器１５を通過することによって、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続３１２を通って第６の中間交換器１５から出て、好ましくは直接第２の空気冷却器３１に侵入し、二水素の冷却を確実にする。二水素は、流体接続３１３を通って空気冷却器３１から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器３４に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。凝縮された二水素は、流体接続３１４を通って液体／ガス分離器３４から出て、使用または貯蔵されることが可能である。液体／ガス分離器１７、２０、３４から回収された凝縮された液体の水は、水リサイクルライン２１との流体接続によって、第１の水蒸気供給ライン２内でリサイクルされることが可能である。
【0212】
図２に示す第２の実施形態によれば、二水素は、流体接続３１５を通って第１の中間交換器６から出て、好ましくは直接第３の中間交換器３１６に侵入する。二水素は、第３の中間交換器３１６から出て、好ましくは直接第２の中間交換器７に侵入する。二水素は、流体接続３０４を通って第２の中間交換器７から出て、好ましくは直接空気冷却器１６に侵入する。二水素は、流体接続３０５を通って第１の空気冷却器１６から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器１７に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。二水素は、流体接続３０６を通って液体／ガス分離器１７から出て、必要ならば、別の凝縮を考慮して別の圧縮を受ける。この場合、二水素は、流体接続３０６を通って液体／ガス分離器１７から出て、好ましくは直接圧縮器１８に侵入し、したがって、流体接続３１７を通って出て、好ましくは直接第８の中間交換器３５に侵入する。二水素は、流体接続３１８を通って第８の中間交換器３５から出て、好ましくは直接第９の中間交換器３６に侵入する。二水素は、流体接続３１９を通って第９の流体接続３６から出て、好ましくは直接第５の中間交換器１２に侵入する。第５の中間交換器１２を通過することによって、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続３０８を通って第５の中間交換器１２から出て、好ましくは直接第２の空気冷却器１９に侵入し、二水素の冷却を確実にする。二水素は、流体接続３０９を通って空気冷却器１９から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器２０に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。凝縮された二水素は、流体接続３１０を通って液体／ガス分離器２０から出て、必要ならば、別の凝縮を考慮して別の圧縮を受ける。この場合、二水素は、流体接続３１０を通って液体／ガス分離器２０から出て、好ましくは直接圧縮器３０に侵入し、したがって、流体接続３２０を通って出る。第５の中間交換器１２を通過することによって、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続３０８を通って第５の中間交換器１２から出て、好ましくは直接第２の空気冷却器１９に侵入し、二水素の冷却を確実にする。二水素は、流体接続３０９を通って空気冷却器１９から出て、好ましくは直接液体／ガス分離器２０に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。凝縮された二水素は、流体接続３１０を通って液体／ガス分離器２０から出て、必要ならば、別の凝縮を考慮して別の圧縮を受ける。この場合、二水素は、流体接続３１０を介して液体／ガス分離器２０から出て、好ましくは直接圧縮器３０に侵入し、したがって、流体接続３２０を通って出る。二水素は、好ましくは直接第１０の中間交換器３７に侵入する。二水素は、流体接続３２１を通って第１０の中間交換器３７から出て、好ましくは直接第１１の中間交換器３８に侵入する。二水素は、流体接続３２２を通って第１１の中間交換器３８から出て、好ましくは直接第６の中間交換器１５に侵入する。二水素は、流体接続３１２を通って第６の中間交換器１５から出て、好ましくは直接第２の空気冷却器３１に侵入し、二水素の冷却を確実にする。二水素は、流体接続３１３を通って空気冷却器３１から出て、好ましくは液体／ガス分離器３４に侵入し、二水素の凝縮を確実にする。凝縮された二水素は、流体接続３１４を通って液体／ガス分離器３４から出て、使用または貯蔵されることが可能である。
【0213】
電解槽によって生成された二酸素は、第１の排出ライン３を通り、流体接続１００を通って出て、好ましくは直接第２の熱交換モジュール１１、好ましくは第２の熱交換器１１ｂに侵入する。二酸素は、高温ガス状態において電解槽から出るので、空気中に排出するためにその温度を下げる必要がある。したがって、二酸素からの熱量は、有利には、第２の供給ライン１０、より具体的にはそこを循環する空気によって回収される。第２の熱交換器１１ｂにおいて、二酸素は、第２の熱交換器１１ｂ内を循環する空気のための熱量の伝達によって低下した温度を有する。冷却された二酸素は、流体接続１０１を通って第２の熱交換器１１ｂから出て、好ましくは直接第１の熱交換器１１ａに侵入する。第１の熱交換器１１ａにおいて、二酸素は、第１の熱交換器１１ａ内を循環する空気のための熱量の伝達によって再び低下した温度を有する。冷却された二酸素は、有利には、流体接続１０２を通って第１の熱交換器１１ａを出て、好ましくは直接回収モジュールの第４の中間交換器９に侵入する。第４の中間交換器９を通過することによって、二酸素は、中間交換器９内を循環する液体の水のための熱量の伝達によって再び低下した温度を有する。
【0214】
図１に示す第１の実施形態によれば、空気は、流体接続１０３を通って中間交換器９から出て、好ましくは直接第４の中間交換器２９に侵入する。第７の中間交換器２９において、二水素は、中間流体回路３２内を循環する中間流体に熱量を伝達する際に冷却される。二水素は、流体接続１０４を通って第７の中間交換器２９を出て、空気中に排出される。
【0215】
図２に示す第２の実施形態によれば、空気は、流体接続１０５を通って第４の中間交換器９から出て、好ましくは直接第１２の中間交換器３９に侵入する。空気は、流体接続１０６を通って第２の中間交換器３９から出て、好ましくは直接第７の中間交換器２９に侵入する。二水素は、流体接続１０４を通って第７の中間交換器２９から出て、空気中に排出される。
【0216】
オプションによれば、電解槽１に空気が供給される。空気は、第２の供給ライン１０を通って到着する。有利には、空気は、空気冷却器１６に代わる第２の熱交換器を通過し、熱交換器内を循環する二水素から熱量を回収する。この第１の熱交換は、空気の第１の加熱を確実にする。空気は、流体接続１１０を通って熱交換器から出て、好ましくは直接圧縮器３０に侵入する。図示のオプションによれば、空気は、圧縮器３０によって圧縮され、その温度が上昇する。空気は、流体接続１１０を通って圧縮器３０に侵入する。空気は、流体接続１１１を通って圧縮器３０から出て、好ましくは直接第２の熱交換モジュール１１に侵入し、好ましくは第１の熱交換器１１ａに侵入する。空気は、第１の熱交換器１１ａ内を循環する二酸素からの熱量の回収によって、第１の熱交換器１１ａにおいて加熱される。過熱空気は、流体接続１１２を通って第１の熱交換器１１ａから出て、好ましくは直接第２の熱交換器１１ｂに侵入する。空気は、第２の熱交換器１１ｂ内を循環する二酸素からの熱量の回収によって、第２の熱交換器１１ｂにおいて再び加熱される。過熱空気は、流体接続１１３を通って第２の熱交換器１１ｂから出て、必要ならば、好ましくは直接電気ヒータ１３に侵入する。電気ヒータ１３は、空気が電解槽１に入る事前定義された目標温度に達するように、おそらく必要な最後の温度上昇を確実にする。空気は、流体接続１１４を通って電気ヒータ１３を出て、好ましくは直接電解槽１に侵入する。
【符号の説明】
【0217】
１ 電解槽
２ 水蒸気供給ライン
３ 二酸素排出ライン
４ 二水素排出ライン
５ａ 第１の熱交換モジュールの第１の熱交換器
５ｂ 第１の熱交換モジュールの第２の熱交換器
６ 第１の中間交換器
７ 第２の中間交換器
８ 第３の中間交換器
９ 第４の中間交換器
１０ 空気供給ライン
１１ａ 第２の熱交換モジュールの第１の熱交換器
１１ｂ 第２の熱交換モジュールの第２の熱交換器
１２ 第５の中間交換器
１３ 電気ヒータ
１４ 電気ヒータ
１５ 第６の中間交換器
１６ 空気冷却器
１７ 液体／ガス分離器
１８ 圧縮器
１９ 空気冷却器
２０ 液体／ガス分離器
２１ 水リサイクルライン
２２ 圧縮器
２３ 凝縮器
２４ 還元器
２５ 蒸発器
２６ 圧縮器
２７ 流体回路
２８ 電気水蒸気発生器
２９ 第７の熱交換器
３０ 圧縮器
３１ 空気冷却器
３２ 第３の中間流体回路
３３ ポンプ
３４ 分離器
３５ 第８の中間交換器
３６ 第９の中間交換器
３７ 第１０の中間交換器
３８ 第１１の中間交換器
３９ 第１２の中間交換器
４０ 還元器
４１ 圧縮器
５０ 第１の低圧水蒸気発生器
６０ 第２の低圧水蒸気発生器
Ａ 凝縮器２３に入る流体接続
Ｂ 凝縮器２３と第１の中間発生器５０との間の流体接続
Ｃ 第１の中間発生器５０と電気水蒸気発生器２８との間の流体接続
Ｄ 電気水蒸気発生器２８と第１の熱交換器５ａとの間の流体接続
Ｅ 第１の熱交換器５ａと流体接続Ｄとの間の流体接続
Ｆ 第１の熱交換器５ａと第２の熱交換器５ｂとの間の流体接続
Ｇ 第２の熱交換器５ｂとヒータ１４との間の流体接続
Ｈ ヒータ１４と電解槽１との間の流体接続
Ｉ 第１の水蒸気供給ライン２に入る流体接続
Ｊ 流体接続Ｉと好ましくは還元器４０を備える第２の中間発生器６０との間の流体接続
Ｋ 第２の中間発生器と凝縮器２３との間の流体接続
Ｌ 凝縮器２３と電気発生器２８との間の流体接続
Ｍ 電気発生器２８と圧縮器４１との間の流体接続
Ｎ 圧縮器４１と第１の熱交換モジュール５の第１の交換器５ａとの間の流体接続
Ｏ 流体接続Ｉと第１の中間発生器５０との間の流体接続
Ｐ 第１の中間発生器５０と流体接続Ｎとの間の流体接続
１００ 電解槽１と第２の熱交換器１１ｂとの間の流体接続
１０１ 第２の熱交換器１１ｂと第１の熱交換器１１ａとの間の流体接続
１０２ 第１の熱交換器１１ａと中間交換器９との間の流体接続
１０３ 中間交換器９と中間交換器２９との間の流体接続
１０４ 熱交換器２９の出口流体接続
１０５ 中間交換器９と中間交換器３９との間の流体接続
１０６ 中間交換器２９と中間交換器３９との間の流体接続
１１０ 圧縮器３０における入口流体接続
１１１ 縮器３０と第１の熱交換器１１ａとの間の流体接続
１１２ 第１の熱交換器１１ａと第２の熱交換器１１ｂとの間の流体接続
１１３ 第２の熱交換器１１ｂとヒータ１３との間の流体接続
１１４ ヒータ１３と電解槽１との間の流体接続
２００ 圧縮器２６と凝縮器２３との間の流体接続
２０１ 凝縮器２３と還元器２４との間の流体接続
２０２ 還元器２４と蒸発器２５との間の流体接続
２０３ 蒸発器２５と圧縮器２６との間の流体接続
３００ 電解槽１と第２の熱交換器５ｂとの間の流体接続
３０１ 第２の熱交換器５ｂと第１の熱交換器５ａとの間の流体接続
３０２ 第１の熱交換器５ａと第１の中間交換器６との間の流体接続
３０３ 第１の中間交換器６と第２の中間熱交換器７との間の流体接続
３０４ 第２の中間熱交換器７と空気冷却器１６との間の流体接続
３０５ 空気冷却器１６と液体／ガス分離器１７との間の流体接続
３０６ 液体／ガス分離器１７と圧縮器１８との間の流体接続
３０７ 圧縮器１８と第５の中間交換器１２との間の流体接続
３０８ 第５の中間交換器１２と空気冷却器１９との間の流体接続
３０９ 空気冷却器１９と液体／ガス分離器２０との間の流体接続
３１０ 液体／ガス分離器２０と圧縮器２２との間の流体接続
３１１ 圧縮器２２と第６の中間交換器１５との間の流体接続
３１２ 第６の中間交換器１５と空気冷却器３１との間の流体接続
３１３ 空気冷却器３１と液体／ガス分離器３４との間の流体接続
３１４ 液体／ガス分離器３４の二水素の出口流体接続
３１５ 第１の中間交換器６と第３の中間交換器８との間の流体接続
３１６ 第３の中間熱交換器８と第２の中間熱交換器７との間の流体接続
３１７ 圧縮器１８と第８の中間交換器３５との間の流体接続
３１８ 第８の中間交換器３５と第９の中間交換器３６との間の流体接続
３１９ 第９の中間交換器３６と第５の中間交換器１２との間の流体接続
３２０ 圧縮器２２と第１０の中間交換器３７との間の流体接続
３２１ 第１０の中間交換器２７と第１１の中間交換器３８との間の流体接続
３２２ 第１１の中間交換器３８と第６の中間交換器１５との間の流体接続
４００ 第２の中間交換器７の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０１ 蒸発器２５と第２の中間交換器７の入口との間の流体接続
４０２ 第５の中間交換器１２の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０３ 蒸発器２５と第５の中間交換器１２の入口との間の流体接続
４０４ 第６の中間交換器１５の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０５ 蒸発器２５と第６の中間交換器１５の入口との間の流体接続
４０６ 第７の中間交換器２９の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０７ 蒸発器２５と第７の中間交換器２９の入口との間の流体接続
４１０ 蒸発器２５から中間交換器への主分岐
４１１ 中間交換器から蒸発器２５への主分岐
５００ 第１の中間交換器６の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０１ 第１の中間発生器５０と第１の中間交換器６の入口との間の流体接続
５０２ 第４の中間交換器９の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０３ 第１の中間発生器５０と第４の中間交換器９の入口との間の流体接続
５０４ 第８の中間交換器３５の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０５ 第１の中間発生器５０と第８の中間交換器３５の入口との間の流体接続
５０６ 第１０の中間交換器３７の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０７ 第１の中間発生器５０と第１０の中間交換器３７の入口との間の流体接続
５１０ 第１の中間発生器５０から中間交換器への主分岐
５１１ 中間交換器から第１の中間発生器５０への主分岐
６００ 第３の中間交換器８の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０１ 第２の中間発生器６０と第３の中間交換器８の入口との間の流体接続
６０２ 第１２の中間交換器３９の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０３ 第２の中間発生器６０と第１２の中間交換器３９の入口との間の流体接続
６０４ 第９の中間交換器３６の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０５ 第２の中間発生器６０と第９の中間交換器３６の入口との間の流体接続
６０６ 第１１の中間交換器３８の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０７ 第２の中間発生器６０と第１１の中間交換器３８の入口との間の流体接続
６１０ 第２の中間発生器６０から中間交換器への主分岐
６１１ 中間交換器から第２の中間発生器６０への主分岐
２ 水蒸気供給ライン
３ 二酸素排出ライン
４ 二水素排出ライン
５ａ 第１の熱交換モジュールの第１の熱交換器
５ｂ 第１の熱交換モジュールの第２の熱交換器
６ 第１の中間交換器
７ 第２の中間交換器
８ 第３の中間交換器
９ 第４の中間交換器
１０ 空気供給ライン
１１ａ 第２の熱交換モジュールの第１の熱交換器
１１ｂ 第２の熱交換モジュールの第２の熱交換器
１２ 第５の中間交換器
１３ 電気ヒータ
１４ 電気ヒータ
１５ 第６の中間交換器
１６ 空気冷却器
１７ 液体／ガス分離器
１８ 圧縮器
１９ 空気冷却器
２０ 液体／ガス分離器
２１ 水リサイクルライン
２２ 圧縮器
２３ 凝縮器
２４ 還元器
２５ 蒸発器
２６ 圧縮器
２７ 流体回路
２８ 電気水蒸気発生器
２９ 第７の熱交換器
３０ 圧縮器
３１ 空気冷却器
３２ 第３の中間流体回路
３３ ポンプ
３４ 分離器
３５ 第８の中間交換器
３６ 第９の中間交換器
３７ 第１０の中間交換器
３８ 第１１の中間交換器
３９ 第１２の中間交換器
４０ 還元器
４１ 圧縮器
５０ 第１の低圧水蒸気発生器
６０ 第２の低圧水蒸気発生器
Ａ 凝縮器２３に入る流体接続
Ｂ 凝縮器２３と第１の中間発生器５０との間の流体接続
Ｃ 第１の中間発生器５０と電気水蒸気発生器２８との間の流体接続
Ｄ 電気水蒸気発生器２８と第１の熱交換器５ａとの間の流体接続
Ｅ 第１の熱交換器５ａと流体接続Ｄとの間の流体接続
Ｆ 第１の熱交換器５ａと第２の熱交換器５ｂとの間の流体接続
Ｇ 第２の熱交換器５ｂとヒータ１４との間の流体接続
Ｈ ヒータ１４と電解槽１との間の流体接続
Ｉ 第１の水蒸気供給ライン２に入る流体接続
Ｊ 流体接続Ｉと好ましくは還元器４０を備える第２の中間発生器６０との間の流体接続
Ｋ 第２の中間発生器と凝縮器２３との間の流体接続
Ｌ 凝縮器２３と電気発生器２８との間の流体接続
Ｍ 電気発生器２８と圧縮器４１との間の流体接続
Ｎ 圧縮器４１と第１の熱交換モジュール５の第１の交換器５ａとの間の流体接続
Ｏ 流体接続Ｉと第１の中間発生器５０との間の流体接続
Ｐ 第１の中間発生器５０と流体接続Ｎとの間の流体接続
１００ 電解槽１と第２の熱交換器１１ｂとの間の流体接続
１０１ 第２の熱交換器１１ｂと第１の熱交換器１１ａとの間の流体接続
１０２ 第１の熱交換器１１ａと中間交換器９との間の流体接続
１０３ 中間交換器９と中間交換器２９との間の流体接続
１０４ 熱交換器２９の出口流体接続
１０５ 中間交換器９と中間交換器３９との間の流体接続
１０６ 中間交換器２９と中間交換器３９との間の流体接続
１１０ 圧縮器３０における入口流体接続
１１１ 縮器３０と第１の熱交換器１１ａとの間の流体接続
１１２ 第１の熱交換器１１ａと第２の熱交換器１１ｂとの間の流体接続
１１３ 第２の熱交換器１１ｂとヒータ１３との間の流体接続
１１４ ヒータ１３と電解槽１との間の流体接続
２００ 圧縮器２６と凝縮器２３との間の流体接続
２０１ 凝縮器２３と還元器２４との間の流体接続
２０２ 還元器２４と蒸発器２５との間の流体接続
２０３ 蒸発器２５と圧縮器２６との間の流体接続
３００ 電解槽１と第２の熱交換器５ｂとの間の流体接続
３０１ 第２の熱交換器５ｂと第１の熱交換器５ａとの間の流体接続
３０２ 第１の熱交換器５ａと第１の中間交換器６との間の流体接続
３０３ 第１の中間交換器６と第２の中間熱交換器７との間の流体接続
３０４ 第２の中間熱交換器７と空気冷却器１６との間の流体接続
３０５ 空気冷却器１６と液体／ガス分離器１７との間の流体接続
３０６ 液体／ガス分離器１７と圧縮器１８との間の流体接続
３０７ 圧縮器１８と第５の中間交換器１２との間の流体接続
３０８ 第５の中間交換器１２と空気冷却器１９との間の流体接続
３０９ 空気冷却器１９と液体／ガス分離器２０との間の流体接続
３１０ 液体／ガス分離器２０と圧縮器２２との間の流体接続
３１１ 圧縮器２２と第６の中間交換器１５との間の流体接続
３１２ 第６の中間交換器１５と空気冷却器３１との間の流体接続
３１３ 空気冷却器３１と液体／ガス分離器３４との間の流体接続
３１４ 液体／ガス分離器３４の二水素の出口流体接続
３１５ 第１の中間交換器６と第３の中間交換器８との間の流体接続
３１６ 第３の中間熱交換器８と第２の中間熱交換器７との間の流体接続
３１７ 圧縮器１８と第８の中間交換器３５との間の流体接続
３１８ 第８の中間交換器３５と第９の中間交換器３６との間の流体接続
３１９ 第９の中間交換器３６と第５の中間交換器１２との間の流体接続
３２０ 圧縮器２２と第１０の中間交換器３７との間の流体接続
３２１ 第１０の中間交換器２７と第１１の中間交換器３８との間の流体接続
３２２ 第１１の中間交換器３８と第６の中間交換器１５との間の流体接続
４００ 第２の中間交換器７の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０１ 蒸発器２５と第２の中間交換器７の入口との間の流体接続
４０２ 第５の中間交換器１２の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０３ 蒸発器２５と第５の中間交換器１２の入口との間の流体接続
４０４ 第６の中間交換器１５の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０５ 蒸発器２５と第６の中間交換器１５の入口との間の流体接続
４０６ 第７の中間交換器２９の出口と蒸発器２５との間の流体接続
４０７ 蒸発器２５と第７の中間交換器２９の入口との間の流体接続
４１０ 蒸発器２５から中間交換器への主分岐
４１１ 中間交換器から蒸発器２５への主分岐
５００ 第１の中間交換器６の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０１ 第１の中間発生器５０と第１の中間交換器６の入口との間の流体接続
５０２ 第４の中間交換器９の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０３ 第１の中間発生器５０と第４の中間交換器９の入口との間の流体接続
５０４ 第８の中間交換器３５の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０５ 第１の中間発生器５０と第８の中間交換器３５の入口との間の流体接続
５０６ 第１０の中間交換器３７の出口と第１の中間発生器５０との間の流体接続
５０７ 第１の中間発生器５０と第１０の中間交換器３７の入口との間の流体接続
５１０ 第１の中間発生器５０から中間交換器への主分岐
５１１ 中間交換器から第１の中間発生器５０への主分岐
６００ 第３の中間交換器８の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０１ 第２の中間発生器６０と第３の中間交換器８の入口との間の流体接続
６０２ 第１２の中間交換器３９の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０３ 第２の中間発生器６０と第１２の中間交換器３９の入口との間の流体接続
６０４ 第９の中間交換器３６の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０５ 第２の中間発生器６０と第９の中間交換器３６の入口との間の流体接続
６０６ 第１１の中間交換器３８の出口と第２の中間発生器６０との間の流体接続
６０７ 第２の中間発生器６０と第１１の中間交換器３８の入口との間の流体接続
６１０ 第２の中間発生器６０から中間交換器への主分岐
６１１ 中間交換器から第２の中間発生器６０への主分岐
【図1】
【図2】
【図3】
【国際調査報告】