JP2002025569A - 燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムおよびその運転方法 - Google Patents
燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムおよびその運転方法Info
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- Fuel Cell (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機と
を組み合わせて、燃料電池発電設備の排熱スチームを効
率良く利用し、燃料電池を安定に動かす。 【解決手段】 燃料電池と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組
合せたコージェネレーションシステムにおいて、燃料電
池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べて燃料電池の
高位排熱スチームの供給圧力を上げる。
を組み合わせて、燃料電池発電設備の排熱スチームを効
率良く利用し、燃料電池を安定に動かす。 【解決手段】 燃料電池と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組
合せたコージェネレーションシステムにおいて、燃料電
池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べて燃料電池の
高位排熱スチームの供給圧力を上げる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、燃料電池発電設
備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレー
ションシステムおよびその運転方法に関するものであ
る。
備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレー
ションシステムおよびその運転方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池発電設備とその排熱利用
の例（従来例１）を、図７によって説明する。図７は、
例えば「オンサイト用燃料電池発電システム」（三菱電
機技報、Ｖｂｌ．６６、Ｎｏ．１１，１９９２、ｐ２６
−３１）に記載された従来の構成を示すフロー図であ
る。図７において、１００は燃料電池発電設備、２００
は燃料電池発電設備１００の排熱を利用する排熱利用設
備である。１は燃料極ｌａ、空気極１ｂ、及び反応に伴
う熱を除去する冷却器ｌｃを積層してなる燃料電池、２
は改質器、３は電池冷却水４を内包し、燃料電池１の反
応熱で発生したスチームを分離する水蒸気分離器、８は
電池冷却水４を燃料電池１の冷却器ｌｃと水蒸気分離器
３との間で循環させる電池冷却水配管、７は電池冷却水
配管８の途中に設けられた電池冷却水ポンプ、５は空気
ブロワ、６は空気ブロワ５からの空気を改質器２及び燃
料電池１の空気極ｌｂに供給する空気配管、９は都市ガ
ス供給管、１０は水蒸気分離器３からのスチームを改質
器２の反応用に供給する改質器用スチーム供給管、１２
は後述する余剰スチーム管２２上に設けた水蒸気分離器
圧力調節弁、１２は水蒸気分離器圧力調節弁、１３は改
質器２の燃焼ガスを排ガス配管１５に導く燃焼排ガス
管、１４は空気極１ｂから排出される空気を排ガス配管
１５に導く空気極排ガス管、１６は改質器２で生じた改
質ガスを燃料電池１の燃料極１ａに導く改質ガス供給
管、１７は燃料電池１で消費された残りの余剰燃料を改
質器２のバーナ部（図示せず）に供給する燃料極排ガス
管、１８はインバータ、１９は排ガス管１５の途上の設
けられた排ガス熱回収器、２０ａは排ガス熱回収器１９
に市水を供給する市水供給管、２０ｂは排ガス熱回収器
１９で回収した熱を排熱利用設備２００に温水として供
給する温水供給管、３０は排熱利用設備２００内に設け
た蒸気焚き吸収式冷凍機、２２は蒸気焚き吸収式冷凍機
３０の負荷が小さいときに燃料電池１の余剰スチームを
逃がす余剰スチーム管、２４は水蒸気分離器３への補給
水管、２５は燃料電池１の反応熱で生じたスチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機３０に導く排熱スチーム供給管、４
０は排熱利用設備２００内に設けた貯湯槽、５０は余剰
スチーム供給管２２上において排熱スチームの圧力を検
出する圧力発信器、５７は圧力発信器５０の出力信号を
水蒸気分離器圧力調節弁１２に伝送する信号線である。
の例（従来例１）を、図７によって説明する。図７は、
例えば「オンサイト用燃料電池発電システム」（三菱電
機技報、Ｖｂｌ．６６、Ｎｏ．１１，１９９２、ｐ２６
−３１）に記載された従来の構成を示すフロー図であ
る。図７において、１００は燃料電池発電設備、２００
は燃料電池発電設備１００の排熱を利用する排熱利用設
備である。１は燃料極ｌａ、空気極１ｂ、及び反応に伴
う熱を除去する冷却器ｌｃを積層してなる燃料電池、２
は改質器、３は電池冷却水４を内包し、燃料電池１の反
応熱で発生したスチームを分離する水蒸気分離器、８は
電池冷却水４を燃料電池１の冷却器ｌｃと水蒸気分離器
３との間で循環させる電池冷却水配管、７は電池冷却水
配管８の途中に設けられた電池冷却水ポンプ、５は空気
ブロワ、６は空気ブロワ５からの空気を改質器２及び燃
料電池１の空気極ｌｂに供給する空気配管、９は都市ガ
ス供給管、１０は水蒸気分離器３からのスチームを改質
器２の反応用に供給する改質器用スチーム供給管、１２
は後述する余剰スチーム管２２上に設けた水蒸気分離器
圧力調節弁、１２は水蒸気分離器圧力調節弁、１３は改
質器２の燃焼ガスを排ガス配管１５に導く燃焼排ガス
管、１４は空気極１ｂから排出される空気を排ガス配管
１５に導く空気極排ガス管、１６は改質器２で生じた改
質ガスを燃料電池１の燃料極１ａに導く改質ガス供給
管、１７は燃料電池１で消費された残りの余剰燃料を改
質器２のバーナ部（図示せず）に供給する燃料極排ガス
管、１８はインバータ、１９は排ガス管１５の途上の設
けられた排ガス熱回収器、２０ａは排ガス熱回収器１９
に市水を供給する市水供給管、２０ｂは排ガス熱回収器
１９で回収した熱を排熱利用設備２００に温水として供
給する温水供給管、３０は排熱利用設備２００内に設け
た蒸気焚き吸収式冷凍機、２２は蒸気焚き吸収式冷凍機
３０の負荷が小さいときに燃料電池１の余剰スチームを
逃がす余剰スチーム管、２４は水蒸気分離器３への補給
水管、２５は燃料電池１の反応熱で生じたスチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機３０に導く排熱スチーム供給管、４
０は排熱利用設備２００内に設けた貯湯槽、５０は余剰
スチーム供給管２２上において排熱スチームの圧力を検
出する圧力発信器、５７は圧力発信器５０の出力信号を
水蒸気分離器圧力調節弁１２に伝送する信号線である。
【０００３】次に、上記従来例１の燃料電池発電設備１
００と蒸気焚き吸収式冷凍機３０とを組合せたコージェ
ネレーションシステムの動作について説明する。燃料電
池発電設備１００において、都市ガスは、都市ガス供給
管９を通って、改質器用スチーム供給管１０を通って送
られてきたスチームと混合して改質器２に送られる。改
質器２では、都市ガスとスチームとの混合ガスから水素
を主成分とする改質ガスが生成される。生成された改質
ガスは、改質ガス供給管１６を通って燃料電池１の燃料
極１ａに供給され、そこで改質ガス中の水素が反応に消
費される。消費された残りの余剰燃料は、燃料極排ガス
管１７を通って改質器２に送られ、そこでバーナの燃料
に費やされ改質器２の反応に必要な熱が与えられる。
００と蒸気焚き吸収式冷凍機３０とを組合せたコージェ
ネレーションシステムの動作について説明する。燃料電
池発電設備１００において、都市ガスは、都市ガス供給
管９を通って、改質器用スチーム供給管１０を通って送
られてきたスチームと混合して改質器２に送られる。改
質器２では、都市ガスとスチームとの混合ガスから水素
を主成分とする改質ガスが生成される。生成された改質
ガスは、改質ガス供給管１６を通って燃料電池１の燃料
極１ａに供給され、そこで改質ガス中の水素が反応に消
費される。消費された残りの余剰燃料は、燃料極排ガス
管１７を通って改質器２に送られ、そこでバーナの燃料
に費やされ改質器２の反応に必要な熱が与えられる。
【０００４】酸化剤としての空気は、空気ブロワ５より
空気配管６を通って、一つは改質器２のバーナ燃焼用
に、もう一つは燃料電池１の空気極ｌｂに送られる。燃
料電池１において、燃料極ｌａに供給された改質ガス中
の水素と空気極１ｂに供給された空気中の酸素が反応し
て、直流電力が発生して、取り出される。得られた直流
電力は、インバータ１８により商用の交流に変換され、
外部に交流出力として取り出される。
空気配管６を通って、一つは改質器２のバーナ燃焼用
に、もう一つは燃料電池１の空気極ｌｂに送られる。燃
料電池１において、燃料極ｌａに供給された改質ガス中
の水素と空気極１ｂに供給された空気中の酸素が反応し
て、直流電力が発生して、取り出される。得られた直流
電力は、インバータ１８により商用の交流に変換され、
外部に交流出力として取り出される。
【０００５】燃料電池１には、反応熱を除去する目的で
冷却器１ｃが設けられ、ここに電池冷却水４が通水され
る。電池冷却水４は、水蒸気分離器３、電池冷却水配管
８、電池冷却水ポンプ７で構成されるループを循環し、
燃料電池１の冷却器ｌｃで奪われた熱はスチームの形で
水蒸気分離器３に回収される。発生したスチームの一部
は、改質器用スチーム供給管１０を通って改質器２の反
応用に使われる。燃料電池１の反応熱で発生するスチー
ム量は、改質反応用に消費されるスチーム量を上回るた
め、余剰スチームが発生する。この余剰スチームが、燃
料電池発電設備１００の高位排熱として、系外の排熱利
用設備２００で利用される。排熱利用設備２００には、
蒸気焚き吸収式冷凍機３０が配置され、水蒸気分離器３
からの排熱スチームが、排熱スチーム供給管２５を通っ
て蒸気焚き吸収式冷凍機３０に供給され、冷房用等の熱
源として利用される。また、電池冷却水４の温度を一定
に保つために、水蒸気分離器３の圧力を一定に維持する
必要があり、このために排熱スチーム供給管２２の経路
中に水蒸気分離器圧力調節弁１２が設けられる。一方、
燃料電池１の空気極ｌｂの排出空気と、改質器２からの
燃焼排ガスは、それぞれ排空気管１４、燃焼排ガス管１
３を経て合流して排ガス管１５に導かれ、排ガスとして
外部に放出される。排ガス管１５の途中に設けられた排
ガス熱回収器１９により、燃料電池発電設備１００の低
位排熱として温水が回収される。排ガス熱回収器１９に
供給された市水が、排ガスとの熱交換により温水とな
り、温水供給管２０ｂを経て排熱利用設備２００に供給
される。温水は排熱利用設備２００内の貯湯槽４０に供
給され、給湯源として利用される。
冷却器１ｃが設けられ、ここに電池冷却水４が通水され
る。電池冷却水４は、水蒸気分離器３、電池冷却水配管
８、電池冷却水ポンプ７で構成されるループを循環し、
燃料電池１の冷却器ｌｃで奪われた熱はスチームの形で
水蒸気分離器３に回収される。発生したスチームの一部
は、改質器用スチーム供給管１０を通って改質器２の反
応用に使われる。燃料電池１の反応熱で発生するスチー
ム量は、改質反応用に消費されるスチーム量を上回るた
め、余剰スチームが発生する。この余剰スチームが、燃
料電池発電設備１００の高位排熱として、系外の排熱利
用設備２００で利用される。排熱利用設備２００には、
蒸気焚き吸収式冷凍機３０が配置され、水蒸気分離器３
からの排熱スチームが、排熱スチーム供給管２５を通っ
て蒸気焚き吸収式冷凍機３０に供給され、冷房用等の熱
源として利用される。また、電池冷却水４の温度を一定
に保つために、水蒸気分離器３の圧力を一定に維持する
必要があり、このために排熱スチーム供給管２２の経路
中に水蒸気分離器圧力調節弁１２が設けられる。一方、
燃料電池１の空気極ｌｂの排出空気と、改質器２からの
燃焼排ガスは、それぞれ排空気管１４、燃焼排ガス管１
３を経て合流して排ガス管１５に導かれ、排ガスとして
外部に放出される。排ガス管１５の途中に設けられた排
ガス熱回収器１９により、燃料電池発電設備１００の低
位排熱として温水が回収される。排ガス熱回収器１９に
供給された市水が、排ガスとの熱交換により温水とな
り、温水供給管２０ｂを経て排熱利用設備２００に供給
される。温水は排熱利用設備２００内の貯湯槽４０に供
給され、給湯源として利用される。
【０００６】燃料電池発電設備１００の運転時には、発
電負荷に応じた量の排熱スチームが排出されるが、燃料
電池１の動作温度を一定に保つために、水蒸気分離器３
の圧力は常に一定に維持される必要があり、このために
蒸気焚き吸収式冷凍機３０の負荷が変動しても、水蒸気
分離器３の圧力が変動しないように排熱スチームの量を
コントロールする必要がある。すなわち、燃料電池１の
負荷に応じた一定量の排熱スチームを常に水蒸気分離器
３から外に取り出す必要がある。吸収式冷凍機３０の負
荷が増加し、圧力発信器５０の圧力が低下すれば、水蒸
気分離器圧力調節弁１２は自動的に閉止され、排熱スチ
ームの系外放出は停止される。余剰スチーム管２２を通
して系外に排出される排熱スチームは、例えば工場の低
圧蒸気ラインに接続され、系外に供給される。通常、水
蒸気分離器３、すなわち排熱スチームの圧力は通常６．
５ｋｇ／ｃｍ 2程度に維持される。この圧力は燃料電池
１の負荷に関わらず、一定に設定されている。蒸気焚き
吸収式冷凍機３０は通常０．８ＭＰａ仕様となっている
が、これを０．６５ＭＰａの条件で使用すると、１２％
程度最大能力が低下するため、０．８ＭＰａで４０ＲＴ
の能力を出す蒸気焚き吸収式冷凍機３０は、０．６５Ｍ
Ｐａでは、その定格が３５ＲＴとなる。このため、燃料
電池１の排熱スチーム圧力を０．８ＭＰａとしたいが、
燃料電池スタックは電池冷却水で冷却されており、燃料
電池スタック温度は、水蒸気分離器３の圧力により決ま
る。燃料電池スタックの動作温度が上がると、燃料電池
スタックを通過するガス（空気極排ガスや燃料極排ガ
ス）によって飛散するりん酸量が増加するため、０．６
５ＭＰａ程度より、圧力を上げることができない。その
ため、蒸気焚き吸収式冷凍機３０を比較的低い圧力で運
転させなければならず、最大能力が低下したポイントで
利用せざるを得なかった。
電負荷に応じた量の排熱スチームが排出されるが、燃料
電池１の動作温度を一定に保つために、水蒸気分離器３
の圧力は常に一定に維持される必要があり、このために
蒸気焚き吸収式冷凍機３０の負荷が変動しても、水蒸気
分離器３の圧力が変動しないように排熱スチームの量を
コントロールする必要がある。すなわち、燃料電池１の
負荷に応じた一定量の排熱スチームを常に水蒸気分離器
３から外に取り出す必要がある。吸収式冷凍機３０の負
荷が増加し、圧力発信器５０の圧力が低下すれば、水蒸
気分離器圧力調節弁１２は自動的に閉止され、排熱スチ
ームの系外放出は停止される。余剰スチーム管２２を通
して系外に排出される排熱スチームは、例えば工場の低
圧蒸気ラインに接続され、系外に供給される。通常、水
蒸気分離器３、すなわち排熱スチームの圧力は通常６．
５ｋｇ／ｃｍ 2程度に維持される。この圧力は燃料電池
１の負荷に関わらず、一定に設定されている。蒸気焚き
吸収式冷凍機３０は通常０．８ＭＰａ仕様となっている
が、これを０．６５ＭＰａの条件で使用すると、１２％
程度最大能力が低下するため、０．８ＭＰａで４０ＲＴ
の能力を出す蒸気焚き吸収式冷凍機３０は、０．６５Ｍ
Ｐａでは、その定格が３５ＲＴとなる。このため、燃料
電池１の排熱スチーム圧力を０．８ＭＰａとしたいが、
燃料電池スタックは電池冷却水で冷却されており、燃料
電池スタック温度は、水蒸気分離器３の圧力により決ま
る。燃料電池スタックの動作温度が上がると、燃料電池
スタックを通過するガス（空気極排ガスや燃料極排ガ
ス）によって飛散するりん酸量が増加するため、０．６
５ＭＰａ程度より、圧力を上げることができない。その
ため、蒸気焚き吸収式冷凍機３０を比較的低い圧力で運
転させなければならず、最大能力が低下したポイントで
利用せざるを得なかった。
【０００７】また、もう一つの従来例（従来例２）を図
８に示す。この図において、６０は排熱スチーム供給管
２５上において、工場スチーム管２３の合流点と余剰ス
チーム管２２の分岐点との中間に配置された排熱スチー
ム遮断弁、５３は工場スチーム管２３上に設けられた工
場スチーム二次圧力調節弁である。５４は蒸気焚き吸収
式冷凍機３０のスチーム入口の圧力を検出する圧力発信
器、５６は圧力発信器５４の出力信号を工場スチーム二
次圧力調節弁５３に伝送する信号線、５７は圧力発信器
５０の出力信号を水蒸気分離器圧力調節弁１２に伝送す
る信号線である。
８に示す。この図において、６０は排熱スチーム供給管
２５上において、工場スチーム管２３の合流点と余剰ス
チーム管２２の分岐点との中間に配置された排熱スチー
ム遮断弁、５３は工場スチーム管２３上に設けられた工
場スチーム二次圧力調節弁である。５４は蒸気焚き吸収
式冷凍機３０のスチーム入口の圧力を検出する圧力発信
器、５６は圧力発信器５４の出力信号を工場スチーム二
次圧力調節弁５３に伝送する信号線、５７は圧力発信器
５０の出力信号を水蒸気分離器圧力調節弁１２に伝送す
る信号線である。
【０００８】次に、上記従来例２の燃料電池発電設備と
蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーショ
ンシステムの動作について説明する。吸収式冷凍機３０
の負荷が大きい場合、排熱スチームのみではスチーム量
が不足するので、このままでは水蒸気分離器３及び排熱
スチームの圧力が低下し、燃料電池発電設備１００の運
転が継続できなくなるので、工場スチームの追加が必要
となる。ここで、工場スチーム管２３に設けられた工場
スチーム二次圧力調節弁５３は、２次側圧力が通常の排
熱スチーム圧（例えば６．５ｋｇ／ｃｍ2）よりも若干
低めに自動コントロールされる機能を有し、例えば６．
３ｋｇ／ｃｍ2程度に設定される。圧力コントロールの
ための圧力信号は、圧力発信器５０から第１の信号線５
６を経由して工場スチーム二次圧力調節弁５３に送られ
る。工場スチーム二次圧力調節弁５３は圧力コントロー
ラ（図示せず）を有し、圧力発信器５４の圧力が設定値
に維持されるように、弁開度が自動調整される。すなわ
ち、吸収式冷凍機３０の負荷が増加し排熱スチームのみ
では不足する場合、排熱スチームの圧力が低下するため
に、工場スチーム二次圧力調節弁５３の圧力調整機能が
働いて、自動的に工場スチームが供給され、圧力発信器
５４の圧力が所定の値（例えば６．３ｋｇ／ｃｍ）に維
持される。吸収式冷凍機３０の負荷が低く排熱スチーム
のみで賄える場合は、圧力発信器５４の圧力が上昇する
ため、工場スチーム二次圧力調節弁５３は自動的に閉止
され工場スチームの供給は停止される。この場合にも従
来例１の場合と同じく、蒸気焚き吸収式冷凍機を０．６
５ＭＰａ程度の低い動作圧力で使用することが必要とな
る。
蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーショ
ンシステムの動作について説明する。吸収式冷凍機３０
の負荷が大きい場合、排熱スチームのみではスチーム量
が不足するので、このままでは水蒸気分離器３及び排熱
スチームの圧力が低下し、燃料電池発電設備１００の運
転が継続できなくなるので、工場スチームの追加が必要
となる。ここで、工場スチーム管２３に設けられた工場
スチーム二次圧力調節弁５３は、２次側圧力が通常の排
熱スチーム圧（例えば６．５ｋｇ／ｃｍ2）よりも若干
低めに自動コントロールされる機能を有し、例えば６．
３ｋｇ／ｃｍ2程度に設定される。圧力コントロールの
ための圧力信号は、圧力発信器５０から第１の信号線５
６を経由して工場スチーム二次圧力調節弁５３に送られ
る。工場スチーム二次圧力調節弁５３は圧力コントロー
ラ（図示せず）を有し、圧力発信器５４の圧力が設定値
に維持されるように、弁開度が自動調整される。すなわ
ち、吸収式冷凍機３０の負荷が増加し排熱スチームのみ
では不足する場合、排熱スチームの圧力が低下するため
に、工場スチーム二次圧力調節弁５３の圧力調整機能が
働いて、自動的に工場スチームが供給され、圧力発信器
５４の圧力が所定の値（例えば６．３ｋｇ／ｃｍ）に維
持される。吸収式冷凍機３０の負荷が低く排熱スチーム
のみで賄える場合は、圧力発信器５４の圧力が上昇する
ため、工場スチーム二次圧力調節弁５３は自動的に閉止
され工場スチームの供給は停止される。この場合にも従
来例１の場合と同じく、蒸気焚き吸収式冷凍機を０．６
５ＭＰａ程度の低い動作圧力で使用することが必要とな
る。
【０００９】また、上記従来例１および従来例２とも
に、冷房負荷が小さい場合、蒸気焚き吸収式冷凍機は間
欠的な運転となり、蒸気消費量が瞬時的に大きく変動す
る。蒸気消費量が瞬時的に増加した場合、供給が追いつ
がず、燃料電池の水蒸気分離器３の圧力が下がる。水蒸
気分離器３の急激な圧力低下は、電池冷却水ポンプ７の
キャビテーションを誘発して、電池冷却水の循環ができ
なくなり、燃料電池スタックの温度が上がるため、燃料
電池１を緊急停止させる必要があった。
に、冷房負荷が小さい場合、蒸気焚き吸収式冷凍機は間
欠的な運転となり、蒸気消費量が瞬時的に大きく変動す
る。蒸気消費量が瞬時的に増加した場合、供給が追いつ
がず、燃料電池の水蒸気分離器３の圧力が下がる。水蒸
気分離器３の急激な圧力低下は、電池冷却水ポンプ７の
キャビテーションを誘発して、電池冷却水の循環ができ
なくなり、燃料電池スタックの温度が上がるため、燃料
電池１を緊急停止させる必要があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池発電設
備は以上のように構成されていたので、蒸気焚き吸収式
冷凍機の動作圧力を設計圧力よりも下げて運転する必要
があり、蒸気焚き吸収式冷凍機の定格能力を下げて使用
する必要があった。また吸収式冷凍機の入口圧力が変動
した際に、燃料電池がトリップするという問題点があっ
た。
備は以上のように構成されていたので、蒸気焚き吸収式
冷凍機の動作圧力を設計圧力よりも下げて運転する必要
があり、蒸気焚き吸収式冷凍機の定格能力を下げて使用
する必要があった。また吸収式冷凍機の入口圧力が変動
した際に、燃料電池がトリップするという問題点があっ
た。
【００１１】この発明は、上述のような課題点を解決す
るためになされたもので、燃料電池発電設備と蒸気焚き
吸収式冷凍機とを組み合わせて、燃料電池発電設備の排
熱スチームを効率良く利用することを第１の目的とす
る。また、この発明は、上記燃料電池発電設備と蒸気焚
き吸収式冷凍機との組み合わせシステムにおいて、燃料
電池を安定に動かすことを第２の目的とする。
るためになされたもので、燃料電池発電設備と蒸気焚き
吸収式冷凍機とを組み合わせて、燃料電池発電設備の排
熱スチームを効率良く利用することを第１の目的とす
る。また、この発明は、上記燃料電池発電設備と蒸気焚
き吸収式冷凍機との組み合わせシステムにおいて、燃料
電池を安定に動かすことを第２の目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るコージェネレーションシステムは、燃料電池発電設備
と、前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出
力される排熱スチームを熱源に利用する蒸気焚き吸収式
冷凍機と、前記燃料電池の部分負荷運転時に、定格運転
時に比べて、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げる
ように制御する制御手段とを備えることを特徴とするも
のである。また、この発明の請求項２に係るコージェネ
レーションシステムは、燃料電池発電設備と、前記燃料
電池発電設備の燃料電池から排熱として出力される排熱
スチームと外部から導入される工場スチームとを供給さ
れて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、前記燃料
電池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べて、該燃料
電池の排熱スチームの圧力を上げるとともに、前記工場
スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供給圧を
同程度上げるように制御する制御手段とを備えることを
特徴とするものである。さらに、この発明の請求項３に
係るコージェネレーションシステムは、燃料電池発電設
備と、前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として
出力される排熱スチームと外部から導入される工場スチ
ームとを供給されて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍
機と、前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供
給される排熱スチームを制御する燃料電池排熱スチーム
遮断弁と、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧
力が所定値以下に下がった際に、速やかに前記燃料電池
排熱スチーム遮断弁を閉じて前記燃料電池から前記蒸気
焚き吸収式冷凍機への排熱スチームの供給を遮断する制
御手段とを備えることを特徴とするものである。さらに
また、この発明の請求項４に係るコージェネレーション
システムは、燃料電池発電設備と、前記燃料電池発電設
備の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと
外部から導入される工場スチームとを供給されて熱源に
利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、前記燃料電池から前
記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを制
御する燃料電池排熱スチーム遮断弁と、前記燃料電池か
らの排熱スチーム圧力が所定値以下に下がった際に、速
やかに前記燃料電池排熱スチーム遮断弁を閉じて前記燃
料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機への排熱スチーム
の供給を遮断する制御手段とを備えることを特徴とする
ものである。また、この発明の請求項５に係るコージェ
ネレーションシステムの運転方法は、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、前記燃料電池の部分負荷運転時
には、定格運転時に比べて、該燃料電池の排熱スチーム
の圧力を上げて運転することを特徴とするものである。
さらに、この発明の請求項６に係るコージェネレーショ
ンシステムの運転方法は、燃料電池発電設備の燃料電池
から排熱として出力される排熱スチームと外部から導入
される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に
利用するコージェネレーションシステムにおいて、前記
燃料電池の部分負荷運転時には、定格運転時に比べて、
該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げるとともに、前
記工場スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供
給圧を同程度上げて運転することを特徴とするものであ
る。さらにまた、この発明の請求項７に係るコージェネ
レーションシステムの運転方法は、燃料電池発電設備の
燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと外部
から導入される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機
の熱源に利用するコージェネレーションシステムにおい
て、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が所
定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記蒸気焚
き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速やかに遮
断することを特徴とするものである。また、この発明の
請求項８に係るコージェネレーションシステムは、燃料
電池発電設備の燃料電池から排熱として出力される排熱
スチームと外部から導入される工場スチームとを蒸気焚
き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーション
システムにおいて、前記燃料電池からの排熱スチーム圧
力が所定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記
蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速や
かに遮断することを特徴とするものである。
るコージェネレーションシステムは、燃料電池発電設備
と、前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出
力される排熱スチームを熱源に利用する蒸気焚き吸収式
冷凍機と、前記燃料電池の部分負荷運転時に、定格運転
時に比べて、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げる
ように制御する制御手段とを備えることを特徴とするも
のである。また、この発明の請求項２に係るコージェネ
レーションシステムは、燃料電池発電設備と、前記燃料
電池発電設備の燃料電池から排熱として出力される排熱
スチームと外部から導入される工場スチームとを供給さ
れて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、前記燃料
電池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べて、該燃料
電池の排熱スチームの圧力を上げるとともに、前記工場
スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供給圧を
同程度上げるように制御する制御手段とを備えることを
特徴とするものである。さらに、この発明の請求項３に
係るコージェネレーションシステムは、燃料電池発電設
備と、前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として
出力される排熱スチームと外部から導入される工場スチ
ームとを供給されて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍
機と、前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供
給される排熱スチームを制御する燃料電池排熱スチーム
遮断弁と、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧
力が所定値以下に下がった際に、速やかに前記燃料電池
排熱スチーム遮断弁を閉じて前記燃料電池から前記蒸気
焚き吸収式冷凍機への排熱スチームの供給を遮断する制
御手段とを備えることを特徴とするものである。さらに
また、この発明の請求項４に係るコージェネレーション
システムは、燃料電池発電設備と、前記燃料電池発電設
備の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと
外部から導入される工場スチームとを供給されて熱源に
利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、前記燃料電池から前
記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを制
御する燃料電池排熱スチーム遮断弁と、前記燃料電池か
らの排熱スチーム圧力が所定値以下に下がった際に、速
やかに前記燃料電池排熱スチーム遮断弁を閉じて前記燃
料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機への排熱スチーム
の供給を遮断する制御手段とを備えることを特徴とする
ものである。また、この発明の請求項５に係るコージェ
ネレーションシステムの運転方法は、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、前記燃料電池の部分負荷運転時
には、定格運転時に比べて、該燃料電池の排熱スチーム
の圧力を上げて運転することを特徴とするものである。
さらに、この発明の請求項６に係るコージェネレーショ
ンシステムの運転方法は、燃料電池発電設備の燃料電池
から排熱として出力される排熱スチームと外部から導入
される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に
利用するコージェネレーションシステムにおいて、前記
燃料電池の部分負荷運転時には、定格運転時に比べて、
該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げるとともに、前
記工場スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供
給圧を同程度上げて運転することを特徴とするものであ
る。さらにまた、この発明の請求項７に係るコージェネ
レーションシステムの運転方法は、燃料電池発電設備の
燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと外部
から導入される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機
の熱源に利用するコージェネレーションシステムにおい
て、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が所
定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記蒸気焚
き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速やかに遮
断することを特徴とするものである。また、この発明の
請求項８に係るコージェネレーションシステムは、燃料
電池発電設備の燃料電池から排熱として出力される排熱
スチームと外部から導入される工場スチームとを蒸気焚
き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーション
システムにおいて、前記燃料電池からの排熱スチーム圧
力が所定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記
蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速や
かに遮断することを特徴とするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せた
コージェネレーションシステムを示す。図７に示した従
来例１の燃料電池発電設備および排熱利用設備と同一ま
たは相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。本実施の形態１は、燃料電池交流出力より燃料電池
１の負荷を判断し、水蒸気分離器圧力調節弁１２に所定
の設定圧力を与える制御手段としての信号回路６８を備
えており、これ以外の構成は図７の上記従来例１の構成
と同様である。
について説明する。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１に係る
燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せた
コージェネレーションシステムを示す。図７に示した従
来例１の燃料電池発電設備および排熱利用設備と同一ま
たは相当部分には同一符号を付し、その説明を省略す
る。本実施の形態１は、燃料電池交流出力より燃料電池
１の負荷を判断し、水蒸気分離器圧力調節弁１２に所定
の設定圧力を与える制御手段としての信号回路６８を備
えており、これ以外の構成は図７の上記従来例１の構成
と同様である。
【００１４】次に、本実施の形態１の動作について説明
する。まず、燃料電池発電設備１００は、図７に示した
従来の燃料電池発電設備と同様に動作する。水蒸気分離
器３の圧力は、定格（全負荷）運転時には、水蒸気分離
器圧力調節弁１２により、ほぼ一定に制御されるが、部
分負荷運転時には、この圧力制御値を定格運転時に比べ
て高く設定される。燃料電池スタックから飛散するりん
酸量は、温度１０℃の上昇で２倍に増え、また燃料電池
スタック内を流れるガス流量に比例する。ここでいう温
度は、燃料電池スタックの冷却水出口圧力（水蒸気分離
器圧力と同じ）が飽和水蒸気圧となる温度であり、０．
６５ＭＰａなら１６７℃となる。部分負荷運転時は、燃
料電池スタックを流れる改質ガスや電池用空気の流量が
ほぼ負荷に比例して減少するため、部分負荷時には、燃
料電池スタックから飛散するりん酸量を減少させること
ができる。換言すれば、その分だけスタックの動作温度
を上げることができる。
する。まず、燃料電池発電設備１００は、図７に示した
従来の燃料電池発電設備と同様に動作する。水蒸気分離
器３の圧力は、定格（全負荷）運転時には、水蒸気分離
器圧力調節弁１２により、ほぼ一定に制御されるが、部
分負荷運転時には、この圧力制御値を定格運転時に比べ
て高く設定される。燃料電池スタックから飛散するりん
酸量は、温度１０℃の上昇で２倍に増え、また燃料電池
スタック内を流れるガス流量に比例する。ここでいう温
度は、燃料電池スタックの冷却水出口圧力（水蒸気分離
器圧力と同じ）が飽和水蒸気圧となる温度であり、０．
６５ＭＰａなら１６７℃となる。部分負荷運転時は、燃
料電池スタックを流れる改質ガスや電池用空気の流量が
ほぼ負荷に比例して減少するため、部分負荷時には、燃
料電池スタックから飛散するりん酸量を減少させること
ができる。換言すれば、その分だけスタックの動作温度
を上げることができる。
【００１５】図２は、りん酸飛散量を一定となるときの
燃料電池負荷（ガス流量比）と電池スタック温度（水蒸
気分離器水温）と水蒸気分離器圧力との関係を示したも
のである。この図から明らかなように、負荷が小さくな
れば、水蒸気分離器３の圧力を上げることが可能とな
る。但し、蒸気焚き吸収式冷凍機３０の動作圧は０．８
ＭＰａであり、これ以上に圧力を上げる意味はないの
で、図２の太い実線で示した圧力を水蒸気分離器圧力調
節弁１２の設定値とする。これにより、７５％負荷の場
合には０．７３ＭＰａの圧力で、また、５７％以下の負
荷では蒸気焚き吸収式冷凍機３０を０．８ＭＰａの圧力
で運転することができるようになるので、定格時に０．
６５ＭＰａで蒸気焚き吸収式冷凍機３０を動かすのに比
べて蒸気焚き吸収式冷凍機３０の冷水製造能力が上が
る。
燃料電池負荷（ガス流量比）と電池スタック温度（水蒸
気分離器水温）と水蒸気分離器圧力との関係を示したも
のである。この図から明らかなように、負荷が小さくな
れば、水蒸気分離器３の圧力を上げることが可能とな
る。但し、蒸気焚き吸収式冷凍機３０の動作圧は０．８
ＭＰａであり、これ以上に圧力を上げる意味はないの
で、図２の太い実線で示した圧力を水蒸気分離器圧力調
節弁１２の設定値とする。これにより、７５％負荷の場
合には０．７３ＭＰａの圧力で、また、５７％以下の負
荷では蒸気焚き吸収式冷凍機３０を０．８ＭＰａの圧力
で運転することができるようになるので、定格時に０．
６５ＭＰａで蒸気焚き吸収式冷凍機３０を動かすのに比
べて蒸気焚き吸収式冷凍機３０の冷水製造能力が上が
る。
【００１６】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２に係る燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機と
を組合せたコージェネレーションシステムを示す。図８
に示した上記従来例２の燃料電池発電設備および排熱利
用設備と同一または相当部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。この実施の形態２は、燃料電池交流出
力より燃料電池１の負荷を判断し、工場スチーム二次圧
力調節弁５３に所定の設定圧力を与える制御手段として
の信号回路６９を備えており、これ以外の構成は図８の
上記従来例２の構成と同様である。
態２に係る燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機と
を組合せたコージェネレーションシステムを示す。図８
に示した上記従来例２の燃料電池発電設備および排熱利
用設備と同一または相当部分には同一符号を付し、その
説明を省略する。この実施の形態２は、燃料電池交流出
力より燃料電池１の負荷を判断し、工場スチーム二次圧
力調節弁５３に所定の設定圧力を与える制御手段として
の信号回路６９を備えており、これ以外の構成は図８の
上記従来例２の構成と同様である。
【００１７】次に、本実施の形態２の動作について説明
する。まず、燃料電池発電設備１００は、図８に示した
従来例２の燃料電池発電設備と同様に動作する。上記実
施の形態１と同様に、部分負荷時には、排熱スチームの
圧力を上げるために、水蒸気分離器圧力調節弁１２の設
定値を変える。本実施の形態２では、さらに図４に示す
ように、工場スチーム二次圧力調節弁５３の圧力設定値
を、信号回路６９を用いて、水蒸気分離器圧力調節弁１
２の設定値の上昇にスライドさせて変更する。また、燃
料電池１の排熱スチームを優先的に使用するようにする
ため、０．０２ＭＰａ程度、工場スチーム二次圧力調節
弁５３の設定値を水蒸気分離器圧力調節弁１２の設定値
よりも低くしている。
する。まず、燃料電池発電設備１００は、図８に示した
従来例２の燃料電池発電設備と同様に動作する。上記実
施の形態１と同様に、部分負荷時には、排熱スチームの
圧力を上げるために、水蒸気分離器圧力調節弁１２の設
定値を変える。本実施の形態２では、さらに図４に示す
ように、工場スチーム二次圧力調節弁５３の圧力設定値
を、信号回路６９を用いて、水蒸気分離器圧力調節弁１
２の設定値の上昇にスライドさせて変更する。また、燃
料電池１の排熱スチームを優先的に使用するようにする
ため、０．０２ＭＰａ程度、工場スチーム二次圧力調節
弁５３の設定値を水蒸気分離器圧力調節弁１２の設定値
よりも低くしている。
【００１８】実施の形態３．図５は、この発明の実施の
形態３に係る燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機
とを組合せたコージェネレーションシステムを示す。図
８に示した上記従来例２の燃料電池発電設備および排熱
利用設備と同一または相当部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施の形態３は、圧力発信器５４
の値により排熱スチーム遮断弁６０の開閉を指示する遮
断弁制御回路６７を備えており、これ以外の構成は図８
の上記従来例２の構成と同様である。
形態３に係る燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機
とを組合せたコージェネレーションシステムを示す。図
８に示した上記従来例２の燃料電池発電設備および排熱
利用設備と同一または相当部分には同一符号を付し、そ
の説明を省略する。本実施の形態３は、圧力発信器５４
の値により排熱スチーム遮断弁６０の開閉を指示する遮
断弁制御回路６７を備えており、これ以外の構成は図８
の上記従来例２の構成と同様である。
【００１９】次に、本実施の形態３の動作について説明
する。正常運転時の動作は、上記従来例２と同じであ
る。冷房負荷が小さい場合、ときおり蒸気焚き吸収式冷
凍機３０へのスチームの流入量が大きく変動し、蒸気焚
き吸収式冷凍機３０の入口圧力が変動する。蒸気焚き吸
収式冷凍機３０のスチーム入口部にある圧力発信器５４
の値が通常運転圧力（例えば、０．６５ＭＰａ）に比べ
て激しく下がった場合（例えば、０．５５ＭＰａ）に、
遮断弁制御回路６７を用いて速やかに排熱スチーム遮断
弁６０を閉じて、燃料電池１の緊急停止を回避して燃料
電池１の運転を継続できるようにする。また、蒸気焚き
吸収冷凍機３０の入口の圧力発信器５４の圧力が、例え
ば、０．６ＭＰａを越えれば、排熱スチーム遮断弁６０
を開いて再び排熱スチームを蒸気焚き吸収式冷凍機３０
に供給するように、遮断弁制御回路６７から指示が出さ
れる。
する。正常運転時の動作は、上記従来例２と同じであ
る。冷房負荷が小さい場合、ときおり蒸気焚き吸収式冷
凍機３０へのスチームの流入量が大きく変動し、蒸気焚
き吸収式冷凍機３０の入口圧力が変動する。蒸気焚き吸
収式冷凍機３０のスチーム入口部にある圧力発信器５４
の値が通常運転圧力（例えば、０．６５ＭＰａ）に比べ
て激しく下がった場合（例えば、０．５５ＭＰａ）に、
遮断弁制御回路６７を用いて速やかに排熱スチーム遮断
弁６０を閉じて、燃料電池１の緊急停止を回避して燃料
電池１の運転を継続できるようにする。また、蒸気焚き
吸収冷凍機３０の入口の圧力発信器５４の圧力が、例え
ば、０．６ＭＰａを越えれば、排熱スチーム遮断弁６０
を開いて再び排熱スチームを蒸気焚き吸収式冷凍機３０
に供給するように、遮断弁制御回路６７から指示が出さ
れる。
【００２０】実施の形態４ 図６は、この発明の実施の形態４に係る燃料電池発電設
備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレー
ションシステムを示す。図８に示した上記従来例２の燃
料電池発電設備および排熱利用設備と同一または相当部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施の
形態４は、圧力発信器５０の値により排熱スチーム遮断
弁６０の開閉を指示する遮断弁制御回路６６を備えてお
り、これ以外の構成は図８の上記従来例２の構成と同様
である。
備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレー
ションシステムを示す。図８に示した上記従来例２の燃
料電池発電設備および排熱利用設備と同一または相当部
分には同一符号を付し、その説明を省略する。本実施の
形態４は、圧力発信器５０の値により排熱スチーム遮断
弁６０の開閉を指示する遮断弁制御回路６６を備えてお
り、これ以外の構成は図８の上記従来例２の構成と同様
である。
【００２１】次に、本実施の形態４の動作について説明
する。この実施の形態４の正常運転時の動作は、上記従
来例２と同じである。冷房負荷が小さく、蒸気焚き吸収
式冷凍機３０の最低負荷範囲を下回った場合には、蒸気
焚き吸収式冷凍機３０へのスチームの流入量が大きく変
動する。蒸気焚き吸収式冷凍機３０の入口圧力が下がる
と、燃料電池１からの排熱スチーム量が瞬時的に増加し
て、水蒸気分離器３の圧力が下がる。水蒸気分離器３の
圧力発信器５０の値が通常運転圧力（例えば、０．６５
ＭＰａ）に比べて激しく下がった（例えば、０．５５Ｍ
Ｐａ）場合には、遮断弁制御回路６６を用いて速やかに
排熱スチーム遮断弁６０を閉じて、燃料電池１の緊急停
止を避けて燃料電池１の運転を継続できるようにする。
また、蒸気焚き吸収冷凍機３０入口の圧力発信器５０の
圧力が、例えば、０．６ＭＰａを越えれば、排熱スチー
ム遮断弁６０を開いて再び排熱スチームを蒸気焚き吸収
式冷凍機３０に供給するように、遮断弁制御回路６６か
ら指示が出される。上記実施の形態３との違いは、本実
施の形態４の場合には、水蒸気分離器３の圧力を見て、
排熱スチーム遮断弁６０を閉めるため、蒸気焚き吸収式
冷凍機３０の入口圧力が変動した場合だけでなく、燃料
電池１に起因して水蒸気分離器３の圧力が下がった場合
でも、排熱スチーム遮断弁６０を閉めることになる。原
因は別にして、水蒸気分離器３の圧力が下がった際、排
熱スチーム遮断弁６０を閉めて、蒸気焚き吸収式冷凍機
３０と縁切りすることはより安全側となり、燃料電池１
を安定に動かすことができる。
する。この実施の形態４の正常運転時の動作は、上記従
来例２と同じである。冷房負荷が小さく、蒸気焚き吸収
式冷凍機３０の最低負荷範囲を下回った場合には、蒸気
焚き吸収式冷凍機３０へのスチームの流入量が大きく変
動する。蒸気焚き吸収式冷凍機３０の入口圧力が下がる
と、燃料電池１からの排熱スチーム量が瞬時的に増加し
て、水蒸気分離器３の圧力が下がる。水蒸気分離器３の
圧力発信器５０の値が通常運転圧力（例えば、０．６５
ＭＰａ）に比べて激しく下がった（例えば、０．５５Ｍ
Ｐａ）場合には、遮断弁制御回路６６を用いて速やかに
排熱スチーム遮断弁６０を閉じて、燃料電池１の緊急停
止を避けて燃料電池１の運転を継続できるようにする。
また、蒸気焚き吸収冷凍機３０入口の圧力発信器５０の
圧力が、例えば、０．６ＭＰａを越えれば、排熱スチー
ム遮断弁６０を開いて再び排熱スチームを蒸気焚き吸収
式冷凍機３０に供給するように、遮断弁制御回路６６か
ら指示が出される。上記実施の形態３との違いは、本実
施の形態４の場合には、水蒸気分離器３の圧力を見て、
排熱スチーム遮断弁６０を閉めるため、蒸気焚き吸収式
冷凍機３０の入口圧力が変動した場合だけでなく、燃料
電池１に起因して水蒸気分離器３の圧力が下がった場合
でも、排熱スチーム遮断弁６０を閉めることになる。原
因は別にして、水蒸気分離器３の圧力が下がった際、排
熱スチーム遮断弁６０を閉めて、蒸気焚き吸収式冷凍機
３０と縁切りすることはより安全側となり、燃料電池１
を安定に動かすことができる。
【００２２】
【発明の効果】この発明は以上説明したように構成され
ているので、以下に記載するような効果を奏する。請求
項１或いは請求項５の発明によれば、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、燃料電池の部分負荷運転時に、
燃料電池から蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱ス
チームの圧力を定格運転時に比べて上げることにより、
燃料電池の部分負荷時の蒸気焚き吸収式冷凍機の運転圧
力を増大させることができるため、運転圧力を上げない
場合に比べて、蒸気焚き吸収式冷凍機の冷水製造能力を
増大させることができる。請求項２或いは請求項６の発
明によれば、燃料電池発電設備の燃料電池から排熱とし
て出力される排熱スチームと外部から導入される工場ス
チームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコー
ジェネレーションシステムにおいて、前記燃料電池の部
分負荷運転時には、定格運転時に比べて、該燃料電池の
排熱スチームの圧力を上げるとともに、工場スチームの
蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供給圧を同程度上げて運
転することにより、燃料電池の部分負荷時の蒸気焚き吸
収式冷凍機の運転圧力を増大させることができるため、
運転圧力を上げない場合に比べて、蒸気焚き吸収式冷凍
機の冷水製造能力を一層増大させることができる。請求
項３或いは請求項７の発明によれば、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと外
部から導入される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍
機の熱源に利用するコージェネレーションシステムにお
いて、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が
所定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記蒸気
焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速やかに
遮断することにより、蒸気焚き吸収式冷凍機の入口圧力
が変動した際にも、燃料電池の安定した運転を継続する
ことができる。請求項４或いは請求項８の発明によれ
ば、燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームと外部から導入される工場スチームと
を蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレ
ーションシステムにおいて、前記燃料電池からの排熱ス
チーム圧力が所定値以下に下がった際に、前記燃料電池
から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチー
ムを速やかに遮断することにより、蒸気焚き吸収式冷凍
機の入口圧力が変動した際も、燃料電池の安定した運転
を継続することができる。
ているので、以下に記載するような効果を奏する。請求
項１或いは請求項５の発明によれば、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームを蒸
気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレーシ
ョンシステムにおいて、燃料電池の部分負荷運転時に、
燃料電池から蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱ス
チームの圧力を定格運転時に比べて上げることにより、
燃料電池の部分負荷時の蒸気焚き吸収式冷凍機の運転圧
力を増大させることができるため、運転圧力を上げない
場合に比べて、蒸気焚き吸収式冷凍機の冷水製造能力を
増大させることができる。請求項２或いは請求項６の発
明によれば、燃料電池発電設備の燃料電池から排熱とし
て出力される排熱スチームと外部から導入される工場ス
チームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコー
ジェネレーションシステムにおいて、前記燃料電池の部
分負荷運転時には、定格運転時に比べて、該燃料電池の
排熱スチームの圧力を上げるとともに、工場スチームの
蒸気焚き吸収式冷凍機に対する供給圧を同程度上げて運
転することにより、燃料電池の部分負荷時の蒸気焚き吸
収式冷凍機の運転圧力を増大させることができるため、
運転圧力を上げない場合に比べて、蒸気焚き吸収式冷凍
機の冷水製造能力を一層増大させることができる。請求
項３或いは請求項７の発明によれば、燃料電池発電設備
の燃料電池から排熱として出力される排熱スチームと外
部から導入される工場スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍
機の熱源に利用するコージェネレーションシステムにお
いて、前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が
所定値以下に下がった際に、前記燃料電池から前記蒸気
焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速やかに
遮断することにより、蒸気焚き吸収式冷凍機の入口圧力
が変動した際にも、燃料電池の安定した運転を継続する
ことができる。請求項４或いは請求項８の発明によれ
ば、燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームと外部から導入される工場スチームと
を蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコージェネレ
ーションシステムにおいて、前記燃料電池からの排熱ス
チーム圧力が所定値以下に下がった際に、前記燃料電池
から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給される排熱スチー
ムを速やかに遮断することにより、蒸気焚き吸収式冷凍
機の入口圧力が変動した際も、燃料電池の安定した運転
を継続することができる。
【図１】 この発明の実施の形態１による燃料電池発電
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である。
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による水蒸気分離器
圧力調節弁への圧力設定指示値を示す図である。
圧力調節弁への圧力設定指示値を示す図である。
【図３】 この発明の実施の形態２による燃料電池発竜
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である。
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である。
【図４】 この発明の実施の形態３による水蒸気分離器
圧力調節弁と工場スチーム二次圧力調節弁への圧力設定
指示値を示す図である。
圧力調節弁と工場スチーム二次圧力調節弁への圧力設定
指示値を示す図である。
【図５】 この発明の実施の形態４による燃料電池発電
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である．
設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレ
ーションシステムのフロー図である．
【図６】 この発明の実施の形態４による燃料電池によ
るガスタービン吸気冷却の特性を示す図である。
るガスタービン吸気冷却の特性を示す図である。
【図７】 従来例１の燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収
式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムの
フロー図である。
式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムの
フロー図である。
【図８】 従来例２の燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収
式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムの
フロー図である。
式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムの
フロー図である。
１ａ 燃料極、ｌｂ 空気極、１ｃ 冷却器、２ 改質
器、３ 水蒸気分離器、４ 電池冷却水、５ 空気ブロ
ア、６ 空気、７ 電池冷却水ポンプ、８ 電池冷却
水、９ 都市ガス、１０ 原料スチーム、１２ 水蒸気
分離器圧力調節弁、１３ 燃焼排ガス、１４ 空気極排
ガス、１５ 排ガス、１６ 改質ガス、１７ 燃料極排
ガス、１８ インバータ、１９ 排ガス熱回収器、２０
ａ 市水、２０ｂ 温水供給管、２２ 排熱スチーム供
給管、２３ 工場スチーム管、３０吸収式冷凍機、３１
ａ 冷水供給管、３１ｂ 冷水戻り管、５０ 圧力発信
器、５４ 圧力発信器、５３ 工場スチーム２次圧調節
弁、４１ 余剰スチーム管、６０ 排熱スチーム遮断
弁、６６ 遮断弁制御回路、６７ 遮断弁制御回路、６
８ 信号回路、６９ 信号回路、１００ 燃料電池発電
設備、２００ 排熱設備。
器、３ 水蒸気分離器、４ 電池冷却水、５ 空気ブロ
ア、６ 空気、７ 電池冷却水ポンプ、８ 電池冷却
水、９ 都市ガス、１０ 原料スチーム、１２ 水蒸気
分離器圧力調節弁、１３ 燃焼排ガス、１４ 空気極排
ガス、１５ 排ガス、１６ 改質ガス、１７ 燃料極排
ガス、１８ インバータ、１９ 排ガス熱回収器、２０
ａ 市水、２０ｂ 温水供給管、２２ 排熱スチーム供
給管、２３ 工場スチーム管、３０吸収式冷凍機、３１
ａ 冷水供給管、３１ｂ 冷水戻り管、５０ 圧力発信
器、５４ 圧力発信器、５３ 工場スチーム２次圧調節
弁、４１ 余剰スチーム管、６０ 排熱スチーム遮断
弁、６６ 遮断弁制御回路、６７ 遮断弁制御回路、６
８ 信号回路、６９ 信号回路、１００ 燃料電池発電
設備、２００ 排熱設備。
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3L093 AA01 BB23 BB26 DD08 DD09 EE11 GG01 HH11 JJ03 JJ04 KK03 MM06 5H027 AA04 BA01 CC06 DD00 KK01 KK08 MM16
Claims (8)
- 【請求項１】 燃料電池発電設備と、 前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームを熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍
機と、 前記燃料電池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べ
て、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げるように制
御する制御手段と、 を備えることを特徴とするコージェネレーションシステ
ム。 - 【請求項２】 燃料電池発電設備と、 前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームと外部から導入される工場スチームと
を供給されて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、 前記燃料電池の部分負荷運転時に、定格運転時に比べ
て、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げるととも
に、前記工場スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対
する供給圧を同程度上げるように制御する制御手段と、 を備えることを特徴とするコージェネレーションシステ
ム。 - 【請求項３】 燃料電池発電設備と、 前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームと外部から導入される工場スチームと
を供給されて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、 前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給され
る排熱スチームを制御する燃料電池排熱スチーム遮断弁
と、 前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が所定値
以下に下がった際に、速やかに前記燃料電池排熱スチー
ム遮断弁を閉じて前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式
冷凍機への排熱スチームの供給を遮断する制御手段と、 を備えることを特徴とするコージェネレーションシステ
ム。 - 【請求項４】 燃料電池発電設備と、 前記燃料電池発電設備の燃料電池から排熱として出力さ
れる排熱スチームと外部から導入される工場スチームと
を供給されて熱源に利用する蒸気焚き吸収式冷凍機と、 前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ供給され
る排熱スチームを制御する燃料電池排熱スチーム遮断弁
と、 前記燃料電池からの排熱スチーム圧力が所定値以下に下
がった際に、速やかに前記燃料電池排熱スチーム遮断弁
を閉じて前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍機へ
の排熱スチームの供給を遮断する制御手段と、 を備えることを特徴とするコージェネレーションシステ
ム。 - 【請求項５】 燃料電池発電設備の燃料電池から排熱と
して出力される排熱スチームを蒸気焚き吸収式冷凍機の
熱源に利用するコージェネレーションシステムにおい
て、 前記燃料電池の部分負荷運転時には、定格運転時に比べ
て、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げて運転する
ことを特徴とするコージェネレーションシステムの運転
方法。 - 【請求項６】 燃料電池発電設備の燃料電池から排熱と
して出力される排熱スチームと外部から導入される工場
スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコ
ージェネレーションシステムにおいて、 前記燃料電池の部分負荷運転時には、定格運転時に比べ
て、該燃料電池の排熱スチームの圧力を上げるととも
に、前記工場スチームの前記蒸気焚き吸収式冷凍機に対
する供給圧を同程度上げて運転することを特徴とするコ
ージェネレーションシステムの運転方法。 - 【請求項７】 燃料電池発電設備の燃料電池から排熱と
して出力される排熱スチームと外部から導入される工場
スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコ
ージェネレーションシステムにおいて、 前記蒸気焚き吸収式冷凍機のスチーム入口圧力が所定値
以下に下がった際に、前記燃料電池から前記蒸気焚き吸
収式冷凍機へ供給される排熱スチームを速やかに遮断す
ることを特徴とするコージェネレーションシステムの運
転方法。 - 【請求項８】 燃料電池発電設備の燃料電池から排熱と
して出力される排熱スチームと外部から導入される工場
スチームとを蒸気焚き吸収式冷凍機の熱源に利用するコ
ージェネレーションシステムにおいて、 前記燃料電池からの排熱スチーム圧力が所定値以下に下
がった際に、前記燃料電池から前記蒸気焚き吸収式冷凍
機へ供給される排熱スチームを速やかに遮断することを
特徴とするコージェネレーションシステムの運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000206951A JP2002025569A (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムおよびその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000206951A JP2002025569A (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムおよびその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002025569A true JP2002025569A (ja) | 2002-01-25 |
Family
ID=18703786
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000206951A Pending JP2002025569A (ja) | 2000-07-07 | 2000-07-07 | 燃料電池発電設備と蒸気焚き吸収式冷凍機とを組合せたコージェネレーションシステムおよびその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002025569A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245948A (ja) * | 2009-06-10 | 2009-10-22 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
| CN105190186A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-12-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 加热设备及用于运行加热设备的方法 |
-
2000
- 2000-07-07 JP JP2000206951A patent/JP2002025569A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009245948A (ja) * | 2009-06-10 | 2009-10-22 | Toshiba Home Technology Corp | 燃料電池装置 |
| CN105190186A (zh) * | 2013-03-11 | 2015-12-23 | 罗伯特·博世有限公司 | 加热设备及用于运行加热设备的方法 |
| JP2016515190A (ja) * | 2013-03-11 | 2016-05-26 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 加熱設備および加熱設備の動作方法 |
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