JP2000048843A - Fuel cell power facility - Google Patents

Fuel cell power facility

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JP2000048843A
JP2000048843A JP10212191A JP21219198A JP2000048843A JP 2000048843 A JP2000048843 A JP 2000048843A JP 10212191 A JP10212191 A JP 10212191A JP 21219198 A JP21219198 A JP 21219198A JP 2000048843 A JP2000048843 A JP 2000048843A
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JP
Japan
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heat
exhaust
water
cooling water
fuel cell
Prior art date
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Pending
Application number
JP10212191A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norihisa Kamiya
規寿 神家
Yuji Sawada
雄治 澤田
Masashi Tatsumori
正史 立森
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Gas Co Ltd
Original Assignee
Osaka Gas Co Ltd
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Publication date
Application filed by Osaka Gas Co Ltd filed Critical Osaka Gas Co Ltd
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Publication of JP2000048843A publication Critical patent/JP2000048843A/en
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    • 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

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve a capacity factor of exhaust heat in a fuel cell power facility. SOLUTION: In the fuel cell power facility, having a fuel cell power generating unit 3 for generating electricity by feeding fuel gas and oxygen contained gas and making hydrogen in fuel gas and oxygen in oxygen contained gas to electrochemically react with each other, a water-cooling means 7 for cooling the fuel cell power generating unit 3 by cooling water to be fed, an exhaust gas and exhaust heat recovery means 26 for recovering exhaust heat from exhaust gas discharged from the plant by condensing steam and recovering it as cooling water, and a cooling water exhaust heat recovering means A for recovering the exhausted heat having the temperature higher than that of recovered exhausted heat of the exhaust gas exhaust heat recovering means 26, a heat output means B for obtaining output of heat having a temperature higher than that of the recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovering means 26 by making use of the recovered exhaust heat of the cooling water exhaust heat recovering means A and recovered exhaust heat of the exhaust gas and exhaust heat recovering means 26.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ガス及び酸素
含有ガスが供給されて、燃料ガス中の水素と酸素含有ガ
ス中の酸素とを電気化学反応させて発電する燃料電池発
電部と、 供給される冷却水により前記燃料電池発電部を水冷する
水冷手段と、 設備内から排出される排ガスから水蒸気分を凝縮させて
前記冷却水として回収しながら排熱を回収する排ガス排
熱回収手段と、 前記水冷手段から排出される冷却水から、前記排ガス排
熱回収手段の回収排熱よりも高温の排熱を回収する冷却
水排熱回収手段とが設けられた燃料電池発電設備に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generation unit which is supplied with a fuel gas and an oxygen-containing gas, and performs an electrochemical reaction between hydrogen in the fuel gas and oxygen in the oxygen-containing gas to generate electric power. Water cooling means for water-cooling the fuel cell power generation unit with cooling water, exhaust gas heat recovery means for collecting exhaust heat while condensing water vapor from exhaust gas discharged from the facility and collecting the water as the cooling water, The present invention relates to a fuel cell power generation facility provided with cooling water exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat higher than the recovery exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means from the cooling water discharged from the water cooling means.

【0002】[0002]

【従来の技術】かかる燃料電池発電設備において、従来
は、冷却水排熱回収手段からの熱出力、及び、排ガス排
熱回収手段からの熱出力をそのままの状態で外部に出力
させて、利用するようにしていた。例えば、排ガス排熱
回収手段からは、熱出力として温水が得られ、冷却水排
熱回収手段からは、熱出力として、排ガス排熱回収手段
から得られる温水よりも高温の温水が得られ、それら排
ガス排熱回収手段及び冷却水排熱回収手段夫々から得ら
れる温水を利用していた。
2. Description of the Related Art In such a fuel cell power generation system, conventionally, the heat output from the cooling water exhaust heat recovery means and the heat output from the exhaust gas exhaust heat recovery means are output to the outside as they are and used. Was like that. For example, from the exhaust gas exhaust heat recovery means, hot water is obtained as the heat output, and from the cooling water exhaust heat recovery means, as the heat output, hot water higher than the hot water obtained from the exhaust gas exhaust heat recovery means is obtained. The hot water obtained from each of the exhaust gas heat recovery means and the cooling water heat recovery means was used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところで、排ガス排熱
回収手段において、排ガス中の水蒸気分を凝縮させるに
は、排ガスを例えば50°C程度にまで冷却する必要が
あるので、排ガス排熱回収手段により得られる熱出力の
温度は低くなる(例えば60°Cより低くなる)。しか
しながら、従来では、排ガス排熱回収手段から出力され
る熱出力をそのままの状態で利用するものであるから、
その熱出力を利用するにしても、その温度が低いため、
例えば,給湯用としては利用し難くて用途が限定され、
効率よく利用することができなかった。従って、燃料電
池発電設備全体としての排熱の利用率が低いという問題
があった。
In order to condense the water vapor in the exhaust gas, it is necessary to cool the exhaust gas to, for example, about 50 ° C. Reduces the temperature of the heat output (e.g., below 60 ° C). However, conventionally, since the heat output output from the exhaust gas exhaust heat recovery means is used as it is,
Even if you use that heat output, because its temperature is low,
For example, it is difficult to use it for hot water supply and its use is limited,
It could not be used efficiently. Therefore, there is a problem that the utilization rate of exhaust heat as the whole fuel cell power generation equipment is low.

【0004】本発明は、かかる実情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、燃料電池発電設備全体としての
排熱の利用率を向上させることにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to improve the utilization rate of exhaust heat as a whole of a fuel cell power generation facility.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の特徴構
成によれば、熱出力手段において、冷却水排熱回収手段
の回収排熱、及び、排ガス排熱回収手段の回収排熱を用
いて、排ガス排熱回収手段の回収排熱よりも高温の熱出
力が得られる。従って、排ガス排熱回収手段の回収排熱
よりも高温の熱出力を利用することができるので、その
熱出力の用途が広くなり、燃料電池発電設備全体として
の排熱の利用率を向上させることができるようになっ
た。
According to the first aspect of the present invention, the heat output means uses the recovered waste heat of the cooling water waste heat recovery means and the recovered waste heat of the exhaust gas waste heat recovery means. As a result, a higher heat output than the exhaust heat recovered by the exhaust gas exhaust heat recovery means can be obtained. Therefore, since the heat output at a higher temperature than the exhaust heat recovered by the exhaust gas exhaust heat recovery means can be used, the application of the heat output is widened, and the utilization rate of the exhaust heat as the whole fuel cell power generation equipment is improved. Is now available.

【0006】請求項2に記載の特徴構成によれば、蒸発
器において、排ガス排熱回収手段の回収排熱を熱源とし
て冷媒液が蒸発し、その冷媒蒸気が吸収器に供給され、
吸収器において、吸収液に吸収される。吸収器において
冷媒蒸気を吸収した希吸収液は、再生器に供給され、再
生器においては、その希吸収液が冷却水排熱回収手段の
回収排熱を熱源として加熱されて、冷媒蒸気が発生す
る。再生器で発生した冷媒蒸気は、凝縮器に供給され、
凝縮器においては、冷媒蒸気が凝縮されて冷媒液とな
り、その冷媒液が蒸発器に供給される。そして、吸収器
において発生する熱(吸収液の顕熱、吸収熱等)、又
は、凝縮器において発生する熱(冷媒蒸気の顕熱、凝縮
熱等)が回収されて、出力される。つまり、吸収ヒート
ポンプの吸収サイクルを用いて、冷却水排熱回収手段の
高温の回収排熱を駆動エネルギーとして、排ガス排熱回
収手段の低温の回収排熱から熱を汲み上げて、排ガス排
熱回収手段の回収排熱よりも高温の熱出力を得るのであ
る。ちなみに、熱出力手段は、冷却水排熱回収手段の高
温の回収排熱と排ガス排熱回収手段の低温の回収排熱と
を熱交換させて、排ガス排熱回収手段の回収排熱を昇温
させて出力する熱交換器により構成することができる。
しかしながら、この熱交換器にて構成する場合は、放熱
ロスが大きいため、吸収ヒートポンプにて構成する場合
に比べて、排熱の利用率が小さくなる。従って、請求項
2に記載の特徴構成によれば、本発明を実施するに当た
って、排熱の利用率の向上の面での効果が大きい具体構
成を提供することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the evaporator, the refrigerant liquid evaporates using the recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means as a heat source, and the refrigerant vapor is supplied to the absorber.
In the absorber, it is absorbed by the absorbing liquid. The dilute absorption liquid that has absorbed the refrigerant vapor in the absorber is supplied to a regenerator, and in the regenerator, the dilute absorption liquid is heated using the recovered waste heat of the cooling water waste heat recovery means as a heat source to generate refrigerant vapor. I do. Refrigerant vapor generated in the regenerator is supplied to the condenser,
In the condenser, the refrigerant vapor is condensed into a refrigerant liquid, and the refrigerant liquid is supplied to the evaporator. Then, heat generated in the absorber (sensible heat, absorption heat, etc. of the absorbing liquid) or heat generated in the condenser (sensible heat, condensation heat, etc. of refrigerant vapor) is recovered and output. In other words, using the absorption cycle of the absorption heat pump, the high-temperature recovered exhaust heat of the cooling water exhaust heat recovery unit is used as driving energy, and heat is drawn from the low-temperature recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery unit, and the exhaust gas exhaust heat recovery unit is used. The heat output is higher than the recovered waste heat. Incidentally, the heat output means heat-exchanges the high-temperature recovered exhaust heat of the cooling water exhaust heat recovery means with the low-temperature recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means to raise the recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means. It can be constituted by a heat exchanger that outputs the output.
However, in the case of using this heat exchanger, the heat loss is large, so that the utilization rate of exhaust heat is smaller than in the case of using an absorption heat pump. Therefore, according to the characteristic configuration of the second aspect, in implementing the present invention, it is possible to provide a specific configuration having a large effect in improving the utilization rate of exhaust heat.

【0007】請求項3に記載の特徴構成によれば、冷却
水排熱回収手段は、冷却手段から排出される冷却水を加
熱側流体として被加熱側流体を加熱する熱交換器を備え
て構成され、その熱交換器で加熱された被加熱側流体が
熱源として再生器に通流されるように構成されている。
従って、冷却水排熱回収手段にて冷却水から排熱を回収
することにより、冷却水が減少することがないので、本
発明を実施するに当たって、新たに冷却水を補給するた
めの構成を追加する必要がなく、本発明の実施コストを
低減することができる。又、冷却水の補給量を増加させ
ないといけないといった不具合を回避することができる
ので、ランニングコストのアップを回避することができ
る。
According to a third aspect of the present invention, the cooling water exhaust heat recovery means includes a heat exchanger for heating the fluid to be heated by using the cooling water discharged from the cooling means as the heating fluid. The fluid to be heated heated by the heat exchanger flows through the regenerator as a heat source.
Therefore, since the cooling water does not decrease by collecting the exhaust heat from the cooling water by the cooling water exhaust heat recovery means, a configuration for newly supplying the cooling water is added in practicing the present invention. It is not necessary to carry out, and the implementation cost of the present invention can be reduced. Further, it is possible to avoid a problem that the supply amount of the cooling water has to be increased, so that an increase in running cost can be avoided.

【0008】請求項4に記載の特徴構成によれば、冷却
水排熱回収手段は、冷却手段から排出される冷却水から
水蒸気を分離する気水分離装置を備えて構成され、その
気水分離装置で分離された水蒸気が熱源として再生器に
通流され、並びに、その水蒸気が凝縮した凝縮水が冷却
水として回収されるように構成されている。従って、高
温の水蒸気を駆動エネルギーとして熱を汲み上げること
ができるので、一層高温の熱出力を得ることができる。
又、水蒸気が凝縮した凝縮水が冷却水として回収される
ので、冷却水の補給量の増加によるランニングコストの
アップを回避しながら、本発明を実施することができ
る。
According to a fourth aspect of the present invention, the cooling water exhaust heat recovery means is provided with a steam-water separation device for separating steam from the cooling water discharged from the cooling means. The steam separated by the device is passed through a regenerator as a heat source, and condensed water obtained by condensing the steam is recovered as cooling water. Therefore, heat can be pumped using high-temperature steam as driving energy, so that a higher-temperature heat output can be obtained.
Further, since the condensed water in which the water vapor is condensed is collected as the cooling water, the present invention can be implemented while avoiding an increase in running costs due to an increase in the amount of cooling water supplied.

【0009】請求項5に記載の特徴構成によれば、60
°C以上の熱出力を得ることができる。従って、60°
C以上の熱出力は、給湯システム等に有効に利用するこ
とができて、用途が広くなるので、一層排熱の利用率を
向上させることができる。
[0009] According to the characteristic configuration of claim 5, 60
A heat output of more than ° C can be obtained. Therefore, 60 °
Since the heat output of C or more can be effectively used for a hot water supply system and the like, and the use thereof is widened, the utilization rate of exhaust heat can be further improved.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図1に基づいて、本発明を
リン酸型の燃料電池発電設備に適用した場合の実施の形
態を説明する。燃料電池発電設備には、燃料ガス路1を
通じて供給される燃料ガス中の水素と、空気路2を通じ
て供給される反応空気中の酸素とを電気化学反応させて
発電する燃料電池発電部3と、供給される冷却水により
燃料電池発電部3を水冷する水冷部7(水冷手段に相当
する)と、燃料電池発電部3から排出される排ガスから
水蒸気分を凝縮させて水冷部7に供給する冷却水として
回収しながら排熱を回収する排ガス用熱交換器26(排
ガス排熱回収手段に相当する)と、水冷部7から排出さ
れる冷却水から、排ガス用熱交換器26の回収排熱より
も高温の排熱を回収する冷却水排熱回収手段Aを設けて
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment in which the present invention is applied to a phosphoric acid type fuel cell power generation facility will be described below with reference to FIG. The fuel cell power generation unit 3 includes a fuel cell power generation unit 3 that generates an electrochemical reaction between hydrogen in fuel gas supplied through the fuel gas passage 1 and oxygen in reaction air supplied through the air passage 2 to generate power. A water-cooling unit 7 (corresponding to a water-cooling unit) for water-cooling the fuel cell power generation unit 3 with the supplied cooling water, and cooling for condensing water vapor from exhaust gas discharged from the fuel cell power generation unit 3 and supplying the water-cooled unit 7 An exhaust gas heat exchanger 26 (corresponding to an exhaust gas exhaust heat recovery unit) that recovers exhaust heat while recovering as water, and cooling water discharged from the water cooling unit 7 recovers the exhaust heat from the exhaust gas heat exchanger 26. Also, cooling water exhaust heat recovery means A for recovering high-temperature exhaust heat is provided.

【0011】本発明においては、冷却水排熱回収手段A
の回収排熱、及び、排ガス用熱交換器26の回収排熱を
用いて、排ガス用熱交換器26の回収排熱よりも高温の
熱出力を得る熱出力手段Bを設けてある。その、熱出力
手段Bは、冷媒液を蒸発させる蒸発器51と、その蒸発
器51にて発生した冷媒蒸気を吸収液に吸収させる吸収
器52と、その吸収器52にて生成した希吸収液を加熱
して冷媒蒸気を発生させる再生器53と、その再生器5
3にて発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器54を備え
た吸収ヒートポンプCにて構成してある。その吸収ヒー
トポンプCは、排ガス用熱交換器26の回収排熱を蒸発
器51において冷媒を蒸発させるための熱源として用
い、並びに、冷却水排熱回収手段Aの回収排熱を再生器
53において希吸収液を加熱するための熱源として用い
て、吸収器52の発生熱及び凝縮器54の発生熱を回収
して、その回収熱を給湯システム等の熱利用部Dに対し
て出力するように構成してある。
In the present invention, the cooling water exhaust heat recovery means A
A heat output means B is provided which obtains a higher heat output than the recovered exhaust heat of the exhaust gas heat exchanger 26 by using the recovered exhaust heat of the exhaust gas heat exchanger 26 and the recovered exhaust heat of the exhaust gas heat exchanger 26. The heat output means B includes an evaporator 51 for evaporating the refrigerant liquid, an absorber 52 for absorbing the refrigerant vapor generated by the evaporator 51 into an absorbing liquid, and a rare absorbing liquid generated by the absorber 52. Regenerator 53 for generating refrigerant vapor by heating the
3 is constituted by an absorption heat pump C provided with a condenser 54 for condensing the refrigerant vapor generated. The absorption heat pump C uses the recovered waste heat of the exhaust gas heat exchanger 26 as a heat source for evaporating the refrigerant in the evaporator 51, and uses the recovered waste heat of the cooling water waste heat recovery means A in the regenerator 53. A configuration in which the heat generated by the absorber 52 and the heat generated by the condenser 54 are recovered using the heat source for heating the absorbing liquid, and the recovered heat is output to the heat utilization unit D such as a hot water supply system. I have.

【0012】燃料電池発電部3について説明を加える。
燃料電池発電部3は、図示は省略するが、リン酸を含有
した電解質層の一方の面に燃料極を、他方の面に酸素極
を夫々備えたセルの複数を積層して構成してあり、各セ
ルの燃料極に燃料ガスが供給され、並びに、各セルの酸
素極に反応用空気が供給されて、各セルにおいて水素と
酸素とを電気化学反応させて発電させるようになってい
る。又、各セルの燃料極から燃料極排ガスが燃料極排ガ
ス路4に対して排出され、各セルの酸素極から酸素極排
ガスが酸素極排ガス路5に対して排出されるようになっ
ている。尚、各セルの酸素極から酸素極排ガス路5に排
出される酸素極排ガスには、水素と酸素との電気化学反
応により生成した水蒸気が含まれ、各セルの燃料極から
燃料極排ガス路4に排出される燃料極排ガスには水素ガ
スが残留している。
The fuel cell power generation section 3 will be described.
Although not shown, the fuel cell power generation unit 3 is configured by stacking a plurality of cells each having a fuel electrode on one surface of an electrolyte layer containing phosphoric acid and an oxygen electrode on the other surface. The fuel gas is supplied to the fuel electrode of each cell, and the reaction air is supplied to the oxygen electrode of each cell. In each cell, hydrogen and oxygen are electrochemically reacted to generate power. Further, the fuel electrode exhaust gas is discharged from the fuel electrode of each cell to the fuel electrode exhaust gas passage 4, and the oxygen electrode exhaust gas is discharged from the oxygen electrode of each cell to the oxygen electrode exhaust gas passage 5. The oxygen exhaust gas discharged from the oxygen electrode of each cell to the oxygen electrode exhaust gas passage 5 contains water vapor generated by an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen. Hydrogen gas remains in the fuel electrode exhaust gas discharged to the fuel cell.

【0013】更に、燃料電池発電部3には、各セルにお
ける水素と酸素との電気化学反応が発熱反応であること
から、冷却水往路6を通じて供給される冷却水により、
セルを水冷する水冷部7を設けてある。その水冷部7か
ら冷却水が冷却水復路8に排出される。そして、冷却水
往路6及び冷却水復路8夫々を気水分離装置9に接続
し、並びに、冷却水往路6に冷却水ポンプ10を介装し
て、気水分離装置9から冷却水を水冷部7に供給すると
ともに、水冷部7から冷却水を気水分離装置9に戻し
て、気水分離装置9において冷却水から水蒸気を分離す
るようにしてある。
Further, since the electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in each cell is an exothermic reaction, the fuel cell power generation unit 3 uses the cooling water supplied through the cooling water outgoing passage 6 to
A water cooling unit 7 for cooling the cell with water is provided. The cooling water is discharged from the water cooling section 7 to the cooling water return path 8. Then, each of the cooling water forward path 6 and the cooling water return path 8 is connected to the air / water separator 9, and a cooling water pump 10 is interposed in the cooling water outward path 6, and the cooling water is supplied from the air / water separator 9 to a water cooling unit. The cooling water is supplied from the water cooling unit 7 to the steam-water separator 9, and the steam-water is separated from the cooling water in the steam-water separator 9.

【0014】次に、燃料電池発電部3に燃料ガスを供給
するための構成について説明する。天然ガス等の炭化水
素系の原燃料ガスを、原燃料ガス路11を通じて脱硫装
置12に供給して脱硫し、その脱硫原燃料ガスを、ガス
路13を通じてエジェクタ14に送り、そのエジェクタ
14おいて、脱硫原燃料ガスと気水分離装置9から水蒸
気路15を通じて送られてくる水蒸気と混合させて、ガ
ス路16を通じて改質装置17に送る。改質装置17に
おいて、原燃料ガスと水蒸気とを改質反応させて、水素
ガス及び一酸化炭素ガスを含有する改質ガスを生成し、
その改質ガスをガス路18を通じて変成装置19に送
る。変成装置19において、改質ガス中の一酸化炭素ガ
スと水蒸気とを変成反応させることにより、水素ガス及
び二酸化炭素ガスを含有する変成ガスを生成し、その変
成ガスを燃料ガスとして燃料ガス路1を通じて燃料電池
発電部3に供給する。
Next, a configuration for supplying fuel gas to the fuel cell power generation section 3 will be described. A hydrocarbon-based raw fuel gas such as natural gas is supplied to a desulfurization device 12 through a raw fuel gas passage 11 to be desulfurized, and the desulfurized raw fuel gas is sent to an ejector 14 through a gas passage 13, where the fuel is supplied to the ejector 14. The gas is mixed with the desulfurized raw fuel gas and the steam sent from the steam separator 9 through the steam passage 15 and sent to the reformer 17 through the gas passage 16. In the reformer 17, a reforming reaction is performed between the raw fuel gas and the steam to generate a reformed gas containing hydrogen gas and carbon monoxide gas,
The reformed gas is sent to a shift converter 19 through a gas passage 18. In the shift converter 19, a shift reaction between the carbon monoxide gas and the water vapor in the reformed gas is performed to generate a shift gas containing hydrogen gas and carbon dioxide gas. To the fuel cell power generation unit 3 through

【0015】空気路2を通じて反応用空気を燃料電池発
電部3に供給するために、空気路2には、空気供給用の
ブロア20を接続してある。
An air supply blower 20 is connected to the air passage 2 to supply reaction air to the fuel cell power generation unit 3 through the air passage 2.

【0016】改質装置17における改質反応は吸熱反応
であることから、改質装置17には、反応熱を与えるた
めのバーナ21を設けてある。燃料極排ガス路4及び空
気路2夫々をバーナ21に接続して、バーナ21におい
て、燃料電池発電部3から排出される燃料極排ガスを燃
焼させるようにしてある。バーナ21から排出される水
蒸気を含んだ燃焼排ガスを導く燃焼排ガス路22を、酸
素極排ガス路5に接続して、その酸素極排ガス路5によ
って、燃料電池発電部3から排出される酸素極排ガスと
バーナ21から排出される燃焼排ガスとを共に排出する
ようにしてある。
Since the reforming reaction in the reforming device 17 is an endothermic reaction, the reforming device 17 is provided with a burner 21 for giving heat of reaction. The fuel electrode exhaust gas passage 4 and the air passage 2 are each connected to a burner 21, and the burner 21 burns the fuel electrode exhaust gas discharged from the fuel cell power generation unit 3. A flue gas passage 22 for guiding a flue gas containing water vapor discharged from the burner 21 is connected to the oxygen electrode exhaust gas passage 5, and the oxygen electrode exhaust gas discharged from the fuel cell power generation unit 3 by the oxygen electrode exhaust gas passage 5. And the combustion exhaust gas discharged from the burner 21 are both discharged.

【0017】変成装置19における変成反応は発熱反応
であることから、変成装置16には、供給される冷却水
により水冷作用する水冷部23を設けてあり、その水冷
部23にも気水分離装置9から冷却水を供給するととも
に、水冷部23から冷却水を気水分離装置9に戻すよう
に、水冷部23に、冷却水往路6及び冷却水復路8を接
続してある。
Since the shift reaction in the shift unit 19 is an exothermic reaction, the shift unit 16 is provided with a water-cooling unit 23 that performs water cooling with the supplied cooling water. The cooling water forward path 6 and the cooling water return path 8 are connected to the water cooling section 23 so that the cooling water is supplied from the water cooling section 9 and the cooling water is returned from the water cooling section 23 to the steam separator 9.

【0018】冷却水往路6には、冷却水往路6を通流す
る冷却水を加熱側流体として熱搬送用循環路29を通流
する被加熱側流体としての熱搬送用水を加熱する冷却水
用熱交換器24を介装して、その冷却水用熱交換器24
により、冷却水往路6を通流する冷却水から排熱を回収
するようにしてある。
In the cooling water outward path 6, the cooling water flowing through the cooling water outward path 6 is used as the heating side fluid, and the cooling water for heating the heat transporting water as the heated side fluid flowing through the heat transport circulation path 29 is used. With the heat exchanger 24 interposed, the cooling water heat exchanger 24
As a result, exhaust heat is recovered from the cooling water flowing through the cooling water outward path 6.

【0019】熱搬送用循環路29に循環用ポンプ31を
介装するとともに、熱搬送用循環路29を再生器53内
の熱授受用コイル65に接続して、冷却水用熱交換器2
4にて加熱された熱搬送用水を熱源として再生器53の
熱授受用コイル65に通流させるようにしてある。従っ
て、冷却水排熱回収手段Aは、冷却水用熱交換器24を
備えて構成してあり、その冷却水用熱交換器24は、燃
料電池発電部3の水冷部7、及び、変成装置19の水冷
部23から排出される冷却水から排熱を回収するように
構成してある。
A circulation pump 31 is interposed in the heat transfer circulation path 29, and the heat transfer circulation path 29 is connected to a heat transfer coil 65 in the regenerator 53 so that the cooling water heat exchanger 2
The heat transfer water heated in 4 is passed through the heat transfer coil 65 of the regenerator 53 as a heat source. Accordingly, the cooling water exhaust heat recovery means A is configured to include the cooling water heat exchanger 24, and the cooling water heat exchanger 24 includes the water cooling unit 7 of the fuel cell power generation unit 3, The exhaust heat is recovered from the cooling water discharged from the 19 water cooling section 23.

【0020】又、気水分離装置9の気相部に水蒸気排出
路25を接続して、その水蒸気排出路25により、適
宜、水蒸気を外部に取り出して、使用できるようにして
ある。
A steam discharge passage 25 is connected to the gas phase of the steam / water separation device 9 so that the steam can be appropriately taken out to the outside through the steam discharge passage 25 for use.

【0021】酸素極排ガス路5には、そこを通流する水
蒸気を含んだ排ガス(酸素極排ガスと燃焼排ガスが含ま
れる)と熱搬送用循環路30を通流する熱搬送用水とを
熱交換させて、排ガス中の水蒸気を凝縮させるととも
に、排ガスから熱搬送用水に排熱を回収させる排ガス用
熱交換器26を介装してある。熱搬送用循環路30に循
環用ポンプ32を介装するとともに、熱搬送用循環路3
0を蒸発器51内の熱授受用コイル66に接続して、排
ガス用熱交換器26にて加熱された熱搬送用水を熱源と
して蒸発器51の熱授受用コイル66に通流させるよう
にしてある。尚、図中の33は、排ガス用熱交換器26
に戻る熱搬送用水を更に冷却する冷却器である。
The oxygen-electrode exhaust gas passage 5 exchanges heat between the exhaust gas containing steam (including the oxygen-electrode exhaust gas and the combustion exhaust gas) flowing therethrough and the heat transfer water flowing through the heat transfer circulation passage 30. The exhaust gas heat exchanger 26 for condensing the water vapor in the exhaust gas and recovering the exhaust heat from the exhaust gas to the heat transfer water is provided. A circulation pump 32 is interposed in the heat transfer circuit 30, and the heat transfer circuit 3
0 is connected to the heat transfer coil 66 in the evaporator 51 so that the heat transfer water heated in the exhaust gas heat exchanger 26 flows through the heat transfer coil 66 of the evaporator 51 as a heat source. is there. In the figure, reference numeral 33 denotes an exhaust gas heat exchanger 26.
This is a cooler that further cools the heat transfer water returning to.

【0022】排ガス用熱交換器26で得られた凝縮水を
タンク27にて貯留すべく、排ガス用熱交換器26とタ
ンク27とを凝縮水路28にて接続してある。更に、タ
ンク27と水処理装置34とを、ポンプ35を介装した
凝縮水路36にて接続し、水処理装置34と冷却水往路
6とを、ポンプ37を介装した凝縮水戻し路38にて接
続してある。つまり、排ガス用熱交換器26にて得られ
た凝縮水を水処理装置34にて濾過して、純水にし、そ
の純水を冷却水として冷却水往路6に戻すようにしてあ
る。
In order to store the condensed water obtained in the exhaust gas heat exchanger 26 in a tank 27, the exhaust gas heat exchanger 26 and the tank 27 are connected by a condensed water passage 28. Further, the tank 27 and the water treatment device 34 are connected by a condensed water passage 36 provided with a pump 35, and the water treatment device 34 and the cooling water outgoing passage 6 are connected to a condensed water return passage 38 provided with a pump 37. Connected. That is, the condensed water obtained in the exhaust gas heat exchanger 26 is filtered by the water treatment device 34 to be pure water, and the pure water is returned to the cooling water outflow path 6 as cooling water.

【0023】図2に基づいて、吸収ヒートポンプCにつ
いて説明を加える。蒸発器51の気相部と吸収器52の
気相部とを連通路55にて接続し、再生器53の気相部
と凝縮器54の気相部とを連通路56にて接続してあ
る。凝縮器54の液溜まり部と蒸発器51の上部とを冷
媒液路57にて接続し、蒸発器51の液溜まり部と、蒸
発器51内上部の冷媒液散布具58とを冷媒液ポンプ5
9を介装した冷媒液路60にて接続してある。又、吸収
器52の液溜まり部と再生器53とを吸収液ポンプ61
を介装した希吸収液路62にて接続し、再生器53の液
溜まり部と吸収器52の上部の吸収液散布具63とを、
濃吸収液路64にて接続してある。
The absorption heat pump C will be described with reference to FIG. The gas phase of the evaporator 51 and the gas phase of the absorber 52 are connected by a communication path 55, and the gas phase of the regenerator 53 and the gas phase of the condenser 54 are connected by a communication path 56. is there. The liquid reservoir of the condenser 54 and the upper part of the evaporator 51 are connected by a refrigerant liquid passage 57, and the liquid reservoir of the evaporator 51 and the refrigerant liquid dispersing tool 58 in the upper part of the evaporator 51 are connected to the refrigerant liquid pump 5.
9 are connected by a refrigerant liquid passage 60 interposed. Further, the liquid reservoir of the absorber 52 and the regenerator 53 are connected to the absorbent pump 61.
Are connected by a dilute absorption liquid passage 62 interposed therebetween, and a liquid pool part of a regenerator 53 and an absorption liquid spraying tool 63 on an upper part of the absorber 52 are connected to each other.
It is connected by a thick absorption liquid passage 64.

【0024】又、再生器53には、その液溜まり部に浸
漬する状態で、熱授受用コイル65を設け、その熱授受
用コイル65に熱搬送用循環路29を接続し、並びに、
蒸発器51の気相部に熱授受用コイル66を設け、その
熱授受用コイル66に熱搬送用循環路30を接続してあ
る。更に、吸収器52の気相部に熱授受用コイル67
を、凝縮器54の気相部に熱授受用コイル68を夫々設
け、それら熱授受用コイル67,68夫々と熱利用部D
とを循環ポンプ69を介装した熱搬送用水復路70にて
接続し、並びに、熱授受用コイル67,68夫々と熱利
用部Dとを熱搬送用水往路71にて接続してある。
In the regenerator 53, a heat transfer coil 65 is provided in a state of being immersed in the liquid reservoir, and the heat transfer coil 65 is connected to the heat transfer circulation path 29;
A heat transfer coil 66 is provided in the gas phase of the evaporator 51, and the heat transfer circulation path 30 is connected to the heat transfer coil 66. Further, a heat transfer coil 67 is provided in the gas phase of the absorber 52.
Are provided in the gas phase portion of the condenser 54, respectively, and the heat transfer coils 67, 68 and the heat utilization section D are respectively provided.
Are connected by a heat transfer water return path 70 with a circulation pump 69 interposed therebetween, and the heat transfer coils 67 and 68 and the heat utilization section D are connected by a heat transfer water forward path 71.

【0025】つまり、吸収ヒートポンプCは、下記のよ
うに作用する。蒸発器51においては、冷媒液散布具5
8にて散布された冷媒液が、排ガス用熱交換器26にて
加熱された熱搬送用水が通流する熱授受用コイル66の
加熱作用により蒸発する。蒸発器51で生成した冷媒蒸
気は、連通路55を通じて吸収器52に供給され、吸収
器52において、吸収液散布具63から散布された吸収
液に吸収される。並びに,吸収液の顕熱及び吸収液が冷
媒蒸気を吸収することにより発生する吸収熱が、熱利用
部Dから戻ってきて熱授受用コイル67を通流する熱搬
送用水に与えられる。
That is, the absorption heat pump C operates as follows. In the evaporator 51, the refrigerant liquid disperser 5
The refrigerant liquid sprayed in 8 evaporates due to the heating action of the heat transfer coil 66 through which the heat transfer water heated by the exhaust gas heat exchanger 26 flows. The refrigerant vapor generated in the evaporator 51 is supplied to the absorber 52 through the communication path 55, and is absorbed in the absorber 52 by the absorbing liquid sprayed from the absorbing liquid spraying tool 63. In addition, the sensible heat of the absorbing liquid and the absorbing heat generated by the absorbing liquid absorbing the refrigerant vapor are provided to the heat transfer water returning from the heat utilization section D and flowing through the heat transfer coil 67.

【0026】吸収器52において冷媒蒸気を吸収した吸
収液は、希吸収液路62を通じて再生器53に供給され
る。再生器53においては、冷却水用熱交換器24にて
加熱された熱搬送用水が通流する熱授受用コイル65の
加熱作用により、吸収液が加熱されて冷媒蒸気が発生す
る。再生器53で発生した冷媒蒸気は連通路56を通じ
て凝縮器54に供給される。凝縮器54においては、冷
媒蒸気は、熱利用部Dから戻ってきて熱授受用コイル6
8を通流する熱搬送用水により冷却されて凝縮し、並び
に、冷媒蒸気の顕熱及び凝縮熱が熱搬送用水に与えられ
る。凝縮器54で生成した冷媒液は、冷媒液路57を通
じて蒸発器51に供給される。
The absorbing liquid having absorbed the refrigerant vapor in the absorber 52 is supplied to a regenerator 53 through a dilute absorbing liquid passage 62. In the regenerator 53, the absorbing liquid is heated by the heating action of the heat transfer coil 65 through which the heat transfer water heated by the cooling water heat exchanger 24 flows, and refrigerant vapor is generated. The refrigerant vapor generated in the regenerator 53 is supplied to the condenser 54 through the communication path 56. In the condenser 54, the refrigerant vapor returns from the heat utilization section D and returns to the heat transfer coil 6.
The cooling water is cooled and condensed by the heat transfer water flowing through 8, and the sensible heat and condensation heat of the refrigerant vapor are given to the heat transfer water. The refrigerant liquid generated in the condenser 54 is supplied to the evaporator 51 through the refrigerant liquid path 57.

【0027】吸収器52の熱授受用コイル67を通流し
て加熱された熱搬送用水、及び、凝縮器54の熱授受用
コイル68を通流して加熱された熱搬送用水は、熱搬送
用水往路71に合流して、その熱搬送用水往路71を通
じて熱利用部Dに供給されるて、熱量が回収される。熱
利用部Dにおいて熱量が回収されて温度が下がった熱搬
送用水は、熱授受用コイル67及び熱授受用コイル68
夫々に並行して戻される。つまり、吸収器52の発生熱
及び凝縮器54の発生熱は、熱搬送用水にて回収され
て、その熱搬送用水により出力されることになる。
The heat transfer water heated by flowing through the heat transfer coil 67 of the absorber 52 and the heat transfer water heated by flowing through the heat transfer coil 68 of the condenser 54 are connected to the heat transfer water outlet. 71, and is supplied to the heat utilization section D through the heat transfer water outward path 71, and the heat is recovered. The heat transfer water whose temperature has been reduced due to the recovery of heat in the heat utilization section D is supplied to the heat transfer coil 67 and the heat transfer coil 68.
Returned in parallel to each. That is, the heat generated by the absorber 52 and the heat generated by the condenser 54 are recovered by the heat transfer water and output by the heat transfer water.

【0028】次に、出力が200kWの燃料電池発電設
備に本発明を適用して、排熱回収性能を評価した結果を
説明する。尚、吸収液として、例えば臭化リチウム水溶
液を用い、冷媒として、例えば水を用いた。冷却水用熱
交換器24に対する熱搬送用水流入温度及び流出温度
は、夫々110°C及び120°Cであり、その冷却水
用熱交換器24にて回収される熱量は89Mcal/h
である。排ガス用熱交換器26に対する熱搬送用水流入
温度及び流出温度は、夫々27°C及び57°Cであ
り、その排ガス用熱交換器26にて回収される熱量は1
00Mcal/hである。又、熱利用部Dから熱授受用
コイル67,68に戻ってくる熱搬送用水の温度は60
°Cであり、熱授受用コイル67,68から熱利用部D
に対して流出する熱搬送用水の温度は65°Cであり、
熱授受用コイル67,68にて回収される熱量は152
Mcal/hである。
Next, the results of evaluating the exhaust heat recovery performance by applying the present invention to a fuel cell power plant having an output of 200 kW will be described. In addition, for example, an aqueous solution of lithium bromide was used as the absorbing liquid, and water was used as the refrigerant, for example. The inflow temperature and outflow temperature of the heat transfer water to and from the cooling water heat exchanger 24 are 110 ° C. and 120 ° C., respectively, and the amount of heat recovered by the cooling water heat exchanger 24 is 89 Mcal / h.
It is. The inflow temperature and outflow temperature of the heat transfer water with respect to the exhaust gas heat exchanger 26 are 27 ° C. and 57 ° C., respectively, and the amount of heat recovered in the exhaust gas heat exchanger 26 is one.
00 Mcal / h. The temperature of the heat transfer water returning from the heat utilization section D to the heat transfer coils 67 and 68 is 60 degrees.
° C, and the heat utilization portion D
The temperature of the heat transfer water flowing out is 65 ° C,
The amount of heat recovered by the heat transfer coils 67 and 68 is 152
Mcal / h.

【0029】従って、排熱の回収率は、吸収ヒートポン
プCから出力された熱量152Mcal/hを、吸収ヒ
ートポンプCに供給された熱量(即ち、冷却水用熱交換
器24にて回収された熱量と排ガス用熱交換器26にて
回収された熱量を加えた熱量)189Mcal/hで割
ることにより求められ、80%になる。この条件で運転
したときの希吸収液の濃度は57.2%であり、濃吸収
液の濃度は59.7%であり、吸収ヒートポンプCから
出力される熱量152Mcal/hを、吸収ヒートポン
プCへの入熱である冷却水用熱交換器24の回収熱量8
9Mcal/hで割ったサイクル効率(COP)は1.
72となる。
Accordingly, the recovery rate of the exhaust heat is determined by comparing the amount of heat 152 Mcal / h output from the absorption heat pump C with the amount of heat supplied to the absorption heat pump C (that is, the amount of heat recovered by the cooling water heat exchanger 24). It is obtained by dividing by the heat amount (heat amount obtained by adding the heat amount recovered in the exhaust gas heat exchanger 26) of 189 Mcal / h, and becomes 80%. When operated under these conditions, the concentration of the diluted absorption liquid was 57.2%, the concentration of the concentrated absorption liquid was 59.7%, and the heat amount 152 Mcal / h output from the absorption heat pump C was supplied to the absorption heat pump C. Heat recovered from the heat exchanger 24 for cooling water, which is the heat input
The cycle efficiency (COP) divided by 9 Mcal / h was 1.
72.

【0030】このときの吸収ヒートポンプCのデューリ
ング線図は図3に示す通りである。図3に示すデューリ
ング線図中、再生器53から出る吸収液の温度TGは1
15°Cあり、吸収器52において吸収が完了する温度
TAは65°Cであり、蒸発温度TEは30.4°Cで
あり、凝縮温度TCは67.5°Cである。デューリン
グ線図に従い、吸収器52に供給される排熱(即ち、冷
却水排熱回収手段Aの回収排熱)の温度が高くなるほ
ど、あるいは、蒸発器51に供給される排熱(即ち、排
ガス用熱交換器26の回収排熱)の温度が高くなるほ
ど、吸収ヒートポンプCにて回収される排熱の回収効
率、及び、吸収ヒートポンプCから出力される熱出力の
温度が高くなる。
The During diagram of the absorption heat pump C at this time is as shown in FIG. In the During diagram shown in FIG. 3, the temperature TG of the absorbent coming out of the regenerator 53 is 1
The temperature TA at which the absorption is completed in the absorber 52 is 65 ° C., the evaporation temperature TE is 30.4 ° C., and the condensation temperature TC is 67.5 ° C. According to the During diagram, the higher the temperature of the exhaust heat supplied to the absorber 52 (that is, the recovered exhaust heat of the cooling water exhaust heat recovery means A), or the more the exhaust heat supplied to the evaporator 51 (that is, The higher the temperature of the exhaust heat exchanger 26 (exhaust heat recovered), the higher the recovery efficiency of the exhaust heat recovered by the absorption heat pump C and the higher the temperature of the heat output output from the absorption heat pump C.

【0031】〔別実施形態〕次に別実施形態を説明す
る。 (イ) 冷却水排熱回収手段Aの具体構成は、上記の実
施形態において例示した構成に限定されるものではな
い。例えば、図4に示すように、水蒸気排出路25を熱
授受用コイル65に接続して、気水分離装置9で分離さ
れた水蒸気を熱源として熱授受コイル65に通流させる
ようにしてもよい。この場合、冷却水排熱回収手段A
は、気水分離装置9を備えて構成することになる。図4
中、39は、熱授受コイル65を通流する水蒸気が凝縮
した凝縮水を冷却水として冷却水往路6に戻す凝縮水戻
し路である。この場合は、又、冷却水用熱交換器24に
より、温水回収路40を通じて温水を外部に対して供給
することができる。
[Another Embodiment] Next, another embodiment will be described. (A) The specific configuration of the cooling water exhaust heat recovery means A is not limited to the configuration exemplified in the above embodiment. For example, as shown in FIG. 4, the steam discharge passage 25 may be connected to the heat exchange coil 65, and the steam separated by the steam separator 9 may be passed through the heat exchange coil 65 as a heat source. . In this case, the cooling water exhaust heat recovery means A
Is provided with the steam-water separation device 9. FIG.
Reference numeral 39 denotes a condensed water return path that returns condensed water in which water vapor flowing through the heat transfer coil 65 is condensed to the cooling water outward path 6 as cooling water. In this case, the cooling water heat exchanger 24 can supply hot water to the outside through the hot water recovery passage 40.

【0032】あるいは、冷却水排熱回収手段Aを、冷却
水用熱交換器24と気水分離装置9の両方を備えて構成
して、再生器53に、冷却水用熱交換器24で得られた
温水と、気水分離装置9で得られた水蒸気の両方を熱源
として通流させるように構成してもよい。この場合、再
生器53から出る吸収液の温度を更に高くすることがで
きるので、一層高温の熱出力を得ることができる。
Alternatively, the cooling water exhaust heat recovery means A is provided with both the cooling water heat exchanger 24 and the steam / water separator 9 and is provided to the regenerator 53 by the cooling water heat exchanger 24. It may be configured such that both the warm water thus obtained and the steam obtained by the steam separator 9 flow as heat sources. In this case, since the temperature of the absorbent flowing out of the regenerator 53 can be further increased, a higher temperature heat output can be obtained.

【0033】(ロ) 熱出力手段Bの具体構成は、上記
の実施形態において例示した吸収ヒートポンプCにて構
成する場合に限定されるものではない。例えば、冷却水
排熱回収手段Aの高温の回収排熱と排ガス用熱交換器2
6の低温の回収排熱とを熱交換させて、排ガス用熱交換
器26の低温の回収排熱を昇温させる熱交換器により構
成してもよい。この場合、例えば、冷却水用熱交換器2
4にて得られた高温の温水(又は、気水分離装置9で得
られた水蒸気)にて、排ガス用熱交換器26にて得られ
たの低温の温水を加熱して、例えば、60°C以上の温
水を得るように構成することができる。但し、排熱の利
用率向上の面では、吸収ヒートポンプCにて構成するほ
うが優れている。
(B) The specific structure of the heat output means B is not limited to the case where the heat output means B is constituted by the absorption heat pump C exemplified in the above embodiment. For example, the high temperature recovered waste heat of the cooling water waste heat recovery means A and the exhaust gas heat exchanger 2
The exhaust gas heat exchanger 26 may be configured by a heat exchanger that exchanges heat with the low-temperature recovered waste heat of No. 6 to raise the temperature of the low-temperature recovered waste heat of the exhaust gas heat exchanger 26. In this case, for example, the cooling water heat exchanger 2
The low-temperature hot water obtained in the exhaust gas heat exchanger 26 is heated with the high-temperature hot water obtained in Step 4 (or steam obtained in the steam-water separator 9), for example, at 60 ° It can be configured to obtain C or higher warm water. However, in terms of improving the utilization rate of exhaust heat, it is better to use the absorption heat pump C.

【0034】(ハ) 上記の実施形態においては、排ガ
ス用熱交換器26は、燃料電池発電部3及び改質装置1
7のバーナ21の両方から排出される排ガスから排熱を
回収するとともに冷却水を回収するように構成する場合
について例示した。これに代えて、燃料電池発電部3又
は改質装置17のバーナ21のいずれか一方から排出さ
れる排ガスから排熱を回収するとともに冷却水を回収す
るように構成してもよい。
(C) In the above-described embodiment, the exhaust gas heat exchanger 26 includes the fuel cell power generation unit 3 and the reformer 1
The example has been described in which exhaust heat is recovered from exhaust gas discharged from both of the burners 21 and cooling water is recovered. Instead of this, it may be configured to collect the exhaust heat from the exhaust gas discharged from either the fuel cell power generation unit 3 or the burner 21 of the reformer 17 and the cooling water.

【0035】(ニ) 上記の実施形態においては、吸収
ヒートポンプCから出力する熱出力としては、吸収器5
2及び凝縮器54の両方の発生熱を回収したものを出力
する場合について例示したが、いずれか一方を回収した
ものを出力するようにしてもよ
(D) In the above embodiment, the heat output from the absorption heat pump C is the absorber 5
Although the case where both the generated heat of the condenser 2 and the condenser 54 are recovered is output, the recovered one of the two may be output.

【0036】(ホ) 上記の実施形態においては、吸収
ヒートポンプCとして、単効用のものを適用する場合に
ついて例示したが、二重効用のものも適用することがで
きる。
(E) In the above embodiment, the case where a single-effect type is used as the absorption heat pump C has been exemplified, but a double-effect type can also be used.

【0037】(へ) 本発明を適用することができる燃
料電池発電設備の形式としては、上記の実施形態におい
て例示したリン酸型に限定されるものではなく、固体電
解質型等、種々の形式の燃料電池発電設備に適用するこ
とができる。
(F) The type of the fuel cell power generation equipment to which the present invention can be applied is not limited to the phosphoric acid type exemplified in the above embodiment, but may be various types such as a solid electrolyte type. It can be applied to fuel cell power generation equipment.

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

【図1】燃料電池発電設備の全体構成を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell power generation facility

【図2】吸収ヒートポンプの構成を示すブロック図FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an absorption heat pump.

【図3】吸収ヒートポンプのデューリング線図を示す図FIG. 3 is a diagram showing a During diagram of an absorption heat pump.

【図4】別実施形態における燃料電池発電設備の全体構
成を示すブロック図
FIG. 4 is a block diagram showing the overall configuration of a fuel cell power generation facility according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3 燃料電池発電部 7 水冷手段 9 気水分離装置 24 熱交換器 26 排ガス排熱回収手段 51 蒸発器 52 吸収器 53 再生器 54 凝縮器 A 冷却水排熱回収手段 B 熱出力手段 C 吸収ヒートポンプ Reference Signs List 3 fuel cell power generation unit 7 water cooling means 9 steam-water separator 24 heat exchanger 26 exhaust gas exhaust heat recovery means 51 evaporator 52 absorber 53 regenerator 54 condenser A cooling water exhaust heat recovery means B heat output means C absorption heat pump

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 立森 正史 大阪府大阪市中央区平野町四丁目1番2号 大阪瓦斯株式会社内 Fターム(参考) 5H027 AA04 BA01 BA06 BA09 BA16 BA17 CC06 DD00  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Masafumi Tatemori 4-1-2, Hirano-cho, Chuo-ku, Osaka-shi, Osaka F-term in Osaka Gas Co., Ltd. 5H027 AA04 BA01 BA06 BA09 BA16 BA17 CC06 DD00

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料ガス及び酸素含有ガスが供給され
て、燃料ガス中の水素と酸素含有ガス中の酸素とを電気
化学反応させて発電する燃料電池発電部と、 供給される冷却水により前記燃料電池発電部を水冷する
水冷手段と、 設備内から排出される排ガスから水蒸気分を凝縮させて
前記冷却水として回収しながら排熱を回収する排ガス排
熱回収手段と、 前記水冷手段から排出される冷却水から、前記排ガス排
熱回収手段の回収排熱よりも高温の排熱を回収する冷却
水排熱回収手段とが設けられた燃料電池発電設備であっ
て、 前記冷却水排熱回収手段の回収排熱、及び、前記排ガス
排熱回収手段の回収排熱を用いて、前記排ガス排熱回収
手段の回収排熱よりも高温の熱出力を得る熱出力手段が
設けられている燃料電池発電設備。
A fuel cell and a fuel cell, wherein a fuel gas and an oxygen-containing gas are supplied, and an electrochemical reaction between hydrogen in the fuel gas and oxygen in the oxygen-containing gas is performed to generate electric power. A water cooling unit for water cooling the fuel cell power generation unit; an exhaust gas exhaust heat recovery unit for collecting exhaust heat while condensing water vapor from the exhaust gas discharged from the facility and collecting it as the cooling water; A cooling water exhaust heat recovery means for recovering exhaust heat higher than the recovery exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means from the cooling water. And a heat output means for obtaining a higher heat output than the recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means using the recovered exhaust heat of the exhaust gas exhaust heat recovery means. Facility.
【請求項2】 前記熱出力手段は、冷媒液を蒸発させる
蒸発器と、その蒸発器にて発生した冷媒蒸気を吸収液に
吸収させる吸収器と、その吸収器にて生成した希吸収液
を加熱して冷媒蒸気を発生させる再生器と、その再生器
にて発生した冷媒蒸気を凝縮させる凝縮器を備えた吸収
ヒートポンプにて構成され、 その吸収ヒートポンプは、前記排ガス排熱回収手段の回
収排熱を前記蒸発器において冷媒を蒸発させるための熱
源として用い、並びに、前記冷却水排熱回収手段の回収
排熱を前記再生器において希吸収液を加熱するための熱
源として用いて、前記吸収器の発生熱又は前記凝縮器の
発生熱を回収して出力するように構成されている請求項
1記載の燃料電池発電設備。
2. The heat output means includes: an evaporator for evaporating a refrigerant liquid; an absorber for absorbing refrigerant vapor generated by the evaporator into an absorption liquid; and a rare absorption liquid generated by the absorber. The regenerator includes a regenerator that generates refrigerant vapor by heating, and an absorption heat pump that includes a condenser that condenses the refrigerant vapor generated by the regenerator. Using the heat as a heat source for evaporating the refrigerant in the evaporator, and using the recovered waste heat of the cooling water waste heat recovery means as a heat source for heating the diluted absorbing liquid in the regenerator, the absorber The fuel cell power generation equipment according to claim 1, wherein the heat generated by the condenser or the heat generated by the condenser is recovered and output.
【請求項3】 前記冷却水排熱回収手段は、前記冷却手
段から排出される冷却水を加熱側流体として被加熱側流
体を加熱する熱交換器を備えて構成され、 その熱交換器で加熱された被加熱側流体が熱源として前
記再生器に通流されるように構成されている請求項2記
載の燃料電池発電設備。
3. The cooling water exhaust heat recovery means includes a heat exchanger that heats the heated fluid using the cooling water discharged from the cooling means as a heating fluid. 3. The fuel cell power generation equipment according to claim 2, wherein the heated fluid is passed through the regenerator as a heat source.
【請求項4】 前記冷却水排熱回収手段は、前記冷却手
段から排出される冷却水から水蒸気を分離する気水分離
装置を備えて構成され、 その気水分離装置で分離された水蒸気が熱源として前記
再生器に通流され、並びに、その水蒸気が凝縮した凝縮
水が前記冷却水として回収されるように構成されている
請求項2又は3記載の燃料電池発電設備。
4. The cooling water exhaust heat recovery means includes a steam / water separator for separating steam from cooling water discharged from the cooling means, and the steam separated by the steam / water separator is used as a heat source. 4. The fuel cell power plant according to claim 2, wherein the condensed water in which the steam is condensed is recovered as the cooling water. 5.
【請求項5】 前記熱出力手段は、60°C以上の熱出
力を得るように構成されている請求項1〜4のいずれか
1項に記載の燃料電池発電設備。
5. The fuel cell power plant according to claim 1, wherein the heat output means is configured to obtain a heat output of 60 ° C. or higher.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011153758A (en) * 2010-01-27 2011-08-11 Denso Corp Refrigerator combined type fuel cell system
JP2013196890A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Tokyo Gas Co Ltd Co2 recovery type power generation system
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