JP2009205931A - Combined system - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a combined system which can adjust in detail temperature of ejected air from a gas turbine and in which thermal shock at the time of starting and stopping of a solid oxide fuel cell is suppressed, and operability is improved. <P>SOLUTION: The SOFC combined power generation system 1 has a SOFC 7 and a gas turbine 3 combined and has a combustor 25 on an SOFC 7 side and includes an ejected air passage 15 which supplies ejected air from a compressor 9 of a gas turbine 3 to the SOFC 7 and an exhaust air passage 17 which supplies the exhaust air exhausted from the SOFC 7 to a gas turbine combustor 11 of the gas turbine 3. A cooling device 31 which cools the ejected air is provided in the system of the air supply passage 15. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、固体酸化物形燃料電池およびガスタービンが結合されたコンバインドシステムに関する。   The present invention relates to a combined system in which a solid oxide fuel cell and a gas turbine are combined.

固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ Ｏｘｉｄｅ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ：ＳＯＦＣ）は、用途の広い高効率な燃料電池として知られている。
この固体酸化物形燃料電池は、イオン電導率を高めるために作動温度が高くされているので、ガスタービンの圧縮機から吐出され、ガスタービンの排ガス熱を利用して高温とされた吐出空気を空気極側に供給する空気（酸化剤）として使用できる、また、固体酸化物形燃料電池で利用できなかった高温の燃料をガスタービンの燃焼器の燃料として使用できる等、ガスタービンとの相性がよい。
このため、たとえば、特許文献１に示されるように、高効率を達成できる発電システムとして固体酸化物形燃料電池とガスタービンとを組み合わせたコンバインド発電システムが提案されている。 BACKGROUND ART A solid oxide fuel cell (SOFC) is known as a highly efficient fuel cell having a wide range of uses.
Since this solid oxide fuel cell has a high operating temperature in order to increase the ionic conductivity, discharged air discharged from the compressor of the gas turbine and heated to high temperature using the exhaust gas heat of the gas turbine. It can be used as air (oxidant) supplied to the air electrode side, and high-temperature fuel that could not be used in solid oxide fuel cells can be used as fuel for gas turbine combustors. Good.
For this reason, for example, as shown in Patent Document 1, a combined power generation system combining a solid oxide fuel cell and a gas turbine has been proposed as a power generation system capable of achieving high efficiency.

特開２００３−３６８７２号公報JP 2003-36872 A

ところで、固体酸化物形燃料電池に供給されるガスタービン圧縮機の吐出空気はガスタービンの燃焼排ガスと熱交換されることによって、たとえば、４００℃程度まで昇温されている。
一方、固体酸化物形燃料電池では、発電を行うためには、固体酸化物形燃料電池を、たとえば、６００℃程度まで昇温する必要がある。
固体酸化物形燃料電池の運転開始時にこの昇温を吐出空気で行う場合、ガスタービン圧縮機の吐出空気では固体酸化物形燃料電池の昇温に十分な熱量を与えられないので、吐出空気を昇温するために別途燃焼器が備えられている。 By the way, the discharge air of the gas turbine compressor supplied to the solid oxide fuel cell is heated to, for example, about 400 ° C. by heat exchange with the combustion exhaust gas of the gas turbine.
On the other hand, in the solid oxide fuel cell, in order to generate electric power, it is necessary to raise the temperature of the solid oxide fuel cell to about 600 ° C., for example.
When this temperature rise is performed with the discharge air at the start of operation of the solid oxide fuel cell, the discharge air of the gas turbine compressor cannot provide a sufficient amount of heat to raise the temperature of the solid oxide fuel cell. A separate combustor is provided to raise the temperature.

この燃焼器を安定して運転するために必要な燃料の量（最低投入燃料量）があり、この最低投入燃料量を燃焼すると、吐出空気は急激に、たとえば、１００℃程度一気に昇温される。言い換えると、昇温幅約１００℃以下での細やかな温度制御が出来ない。
このように、突然昇温した吐出空気が固体酸化物形燃料電池に提供されると、固体酸化物形燃料電池に熱衝撃（ヒートショック）がかかるので、機器の損傷等により耐久性が劣化する恐れがある。一方、固体酸化物形燃料電池が発熱し出すと、燃焼器による昇温が不要となる。燃焼器の運転を停止すると、前記と反対に１００℃程度一気に降温されることになるので、固体酸化物形燃料電池の熱的自立状態が崩れる等、性能に影響が現れる。 There is an amount of fuel necessary for stable operation of this combustor (minimum input fuel amount), and when this minimum input fuel amount is combusted, the temperature of the discharged air is rapidly increased, for example, about 100 ° C. . In other words, fine temperature control with a temperature increase width of about 100 ° C. or less is not possible.
As described above, when the discharge air whose temperature is suddenly increased is provided to the solid oxide fuel cell, the solid oxide fuel cell is subjected to thermal shock (heat shock). There is a fear. On the other hand, when the solid oxide fuel cell starts to generate heat, the temperature rise by the combustor becomes unnecessary. When the operation of the combustor is stopped, the temperature is lowered at a stroke of about 100 ° C., contrary to the above, and the performance is affected, for example, the thermal self-sustained state of the solid oxide fuel cell is broken.

また、固体酸化物形燃料電池の運転を停止し、固体酸化物形燃料電池の温度を下げる（降温操作）場合、運転中のガスタービンの吐出空気を用いると４００℃以下にするには、ガスタービンからの吐出空気の供給を停止し、自然冷却に任せることとなるので、時間がかかることになる。固体酸化物形燃料電池は保温性がよいため、自然冷却では常温に戻るのに、たとえば、２週間もかかることになる。   In addition, when the operation of the solid oxide fuel cell is stopped and the temperature of the solid oxide fuel cell is lowered (temperature lowering operation), if the discharge air of the gas turbine during operation is used, Since supply of the discharge air from a turbine will be stopped and it will be left to natural cooling, it will take time. Since the solid oxide fuel cell has good heat retention, it takes, for example, two weeks to return to normal temperature by natural cooling.

このため、たとえば、ガスタービンの運転を停止し、ガスタービン圧縮機を別途装備されたモータで駆動して、圧縮程度が小さい、したがって、温度が低い吐出空気を作り、これを固体酸化物形燃料電池に供給して冷却することが行われる。
この場合、モータで駆動される圧縮機が発生する吐出空気の圧力は低いので、固体酸化物形燃料電池の系内圧力をそれに合わせる必要がある。このため、固体酸化物形燃料電池とガスタービンとを切り離し、固体酸化物形燃料電池の系内圧力を調整し、再度両者を接続することになるので、作業時間が必要とされる。 For this reason, for example, the operation of the gas turbine is stopped, and the gas turbine compressor is driven by a separately equipped motor to produce discharge air with a low degree of compression and therefore a low temperature. The battery is supplied and cooled.
In this case, since the pressure of the discharge air generated by the compressor driven by the motor is low, the system pressure of the solid oxide fuel cell needs to be adjusted to that. For this reason, the solid oxide fuel cell and the gas turbine are disconnected, the internal pressure of the solid oxide fuel cell is adjusted, and both are connected again, so that work time is required.

本発明は、上記課題に鑑み、ガスタービンの吐出空気の温度を細かく調整可能とし、固体酸化物形燃料電池の起動・停止時の熱衝撃を抑制するとともに操作性を向上させ得るコンバインドシステムを提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention provides a combined system capable of finely adjusting the temperature of gas turbine discharge air, suppressing thermal shock at the start and stop of a solid oxide fuel cell, and improving operability. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明にかかるコンバインドシステムは、固体酸化物形燃料電池側に燃焼器を有し、ガスタービンの圧縮機からの吐出空気を前記固体酸化物形燃料電池に供給する空気供給ラインと、前記固体酸化物形燃料電池から排出される排出空気を前記ガスタービンのガスタービン燃焼器に供給する排出空気供給ラインと、を備えた固体酸化物形燃料電池およびガスタービンが結合されたコンバインドシステムであって、前記空気供給ラインの系統には、前記吐出空気を冷却する冷却器が備えられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
The combined system according to the present invention includes a combustor on a solid oxide fuel cell side, an air supply line that supplies discharge air from a compressor of a gas turbine to the solid oxide fuel cell, and the solid oxide fuel cell. An exhaust air supply line for supplying exhaust air discharged from a physical fuel cell to a gas turbine combustor of the gas turbine, and a combined system in which a solid oxide fuel cell and a gas turbine are combined, The air supply line system is provided with a cooler for cooling the discharge air.

本発明によれば、ガスタービンの圧縮機からの吐出空気を固体酸化物形燃料電池に供給する空気供給ラインには、吐出空気を冷却する冷却器が備えられているので、吐出空気を加熱する燃焼器と併せて用いることによって固体酸化物形燃料電池へ供給する吐出空気の温度を細かく調節することができる。
たとえば、固体酸化物形燃料電池の起動時における燃焼器点火による吐出空気の急激な温度上昇に対して、冷却器によってその温度上昇に見合う分だけ冷却することによって、この急激な温度上昇を抑制することができる。その後、冷却器による冷却を徐々に弱めることによって、吐出空気の温度を徐々に、滑らかに上昇させることができる。このように、燃焼器点火に伴う急激な温度上昇を抑制できるので、固体酸化物形燃料電池に与える熱衝撃を抑制することができる。 According to the present invention, the air supply line for supplying the discharge air from the compressor of the gas turbine to the solid oxide fuel cell is provided with the cooler for cooling the discharge air, so that the discharge air is heated. By using it together with the combustor, the temperature of the discharge air supplied to the solid oxide fuel cell can be finely adjusted.
For example, when the solid oxide fuel cell is started up, the rapid increase in temperature of the discharge air due to the ignition of the combustor is suppressed by the cooler by an amount corresponding to the increase in the temperature. be able to. Thereafter, the temperature of the discharge air can be gradually and smoothly raised by gradually weakening the cooling by the cooler. Thus, since the rapid temperature rise accompanying combustor ignition can be suppressed, the thermal shock given to a solid oxide fuel cell can be suppressed.

また、固体酸化物形燃料電池が発熱し出すと、燃焼器による昇温が不具合となるので、燃焼器を消火することになる。この場合、燃焼器消火の前に、冷却器によって燃焼器消火時点の温度まで徐々に冷却して降温し、燃焼器消火とタイミングを合わせて冷却器による冷却を停止させることによって、固体酸化物形燃料電池に入る吐出空気の温度が一気に低下することを抑制できる。したがって、固体酸化物形燃料電池の熱的自立状態が壊れる等、性能に影響が現れることを抑制することができる。   Further, when the solid oxide fuel cell starts to generate heat, the temperature rise by the combustor becomes a problem, so the combustor is extinguished. In this case, before the combustor extinguishes, the cooler gradually cools down to the temperature at the time of the combustor extinguishing and cools down, and the cooling by the cooler is stopped at the same time as the combustor extinguishment. It can suppress that the temperature of the discharge air which enters into a fuel cell falls at a stretch. Therefore, it is possible to suppress the influence of performance such as the thermal self-sustained state of the solid oxide fuel cell from being broken.

さらに、冷却器によって冷却することによって、ガスタービンが運転中であってもガスタービンの吐出空気の温度を運転中の温度よりも低い温度とすることができる。固体酸化物形燃料電池の運転を停止し、固体酸化物形燃料電池の温度を下げる（降温操作）場合、この低い温度の吐出空気を供給することによって効率的に固体酸化物形燃料電池の温度を低下することができる。
このように冷却器を用いて吐出空気を冷却できるようにしたことによって、ガスタービンの吐出空気の温度を細かく調整でき、固体酸化物形燃料電池の起動・停止時の熱衝撃を抑制できるとともに操作性を向上させることができる。 Furthermore, by cooling with a cooler, the temperature of the discharge air of the gas turbine can be made lower than the temperature during operation even when the gas turbine is in operation. When the operation of the solid oxide fuel cell is stopped and the temperature of the solid oxide fuel cell is lowered (cooling operation), the temperature of the solid oxide fuel cell is efficiently supplied by supplying this low temperature discharge air Can be reduced.
By allowing the discharge air to be cooled using the cooler in this way, the temperature of the discharge air of the gas turbine can be finely adjusted, and the thermal shock at the start / stop of the solid oxide fuel cell can be suppressed and the operation can be performed. Can be improved.

また、前記発明では、前記冷却器は、前記空気供給ラインから分岐し、合流する冷却ラインに備えられているようにしてもよい。   Moreover, in the said invention, you may make it the said cooler be equipped with the cooling line which branches from the said air supply line and merges.

このように冷却器は、空気供給ラインから分岐し、合流する冷却ライン、言い換えると、空気供給ラインの一部と並列している冷却ラインに備えられているので、吐出空気を冷却ラインに選択的に通すことができる。
このため、固体酸化物形燃料電池の定常運転時に、吐出空気が冷却器を通過しないようにし、吐出空気に対する冷却器による圧損がかからないようにできるので、固体酸化物形燃料電池の運転を安定して行うことができる。 In this way, the cooler is provided in a cooling line that branches from and merges with the air supply line, in other words, a cooling line that is in parallel with a part of the air supply line. Can be passed through.
For this reason, during the steady operation of the solid oxide fuel cell, it is possible to prevent the discharge air from passing through the cooler and to prevent pressure loss due to the cooler against the discharge air, so that the operation of the solid oxide fuel cell is stabilized. Can be done.

また、前記発明では、前記冷却ラインは、前記吐出空気と前記排出空気との間で熱交換を行う熱交換器よりも下流側位置で前記空気供給ラインに合流することが好ましい。   Moreover, in the said invention, it is preferable that the said cooling line joins the said air supply line in the downstream position rather than the heat exchanger which performs heat exchange between the said discharge air and the said discharge air.

このようにすると、冷却器によって冷却された吐出空気が熱交換器に供給されないので、排出空気の温度が必要以上に下げられることを抑制できる。
このように、排出空気の温度を所定に維持できると、ガスタービンの燃焼器における燃焼状態の悪化を抑制できるし、燃焼状態を維持するために燃料の投入量を増加させることを不要とできる。 If it does in this way, since the discharge air cooled by the cooler is not supplied to a heat exchanger, it can control that the temperature of exhaust air is lowered more than necessary.
Thus, if the temperature of the exhaust air can be maintained at a predetermined level, deterioration of the combustion state in the combustor of the gas turbine can be suppressed, and it is unnecessary to increase the amount of fuel input in order to maintain the combustion state.

本発明によれば、ガスタービンの圧縮機からの吐出空気を固体酸化物形燃料電池に供給する空気供給ラインには、吐出空気を冷却する冷却器が備えられているので、ガスタービンの吐出空気の温度を細かく調整でき、固体酸化物形燃料電池の起動・停止時の熱衝撃を抑制できるとともに操作性を向上させることができる。   According to the present invention, the air supply line for supplying the discharge air from the compressor of the gas turbine to the solid oxide fuel cell is provided with the cooler for cooling the discharge air. The temperature of the fuel cell can be finely adjusted, the thermal shock at the start and stop of the solid oxide fuel cell can be suppressed, and the operability can be improved.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
本発明の第一実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システムについて、図１を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システムの概略構成を説明するブロック図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[First embodiment]
The SOFC combined power generation system according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the SOFC combined power generation system according to the present embodiment.

ＳＯＦＣコンバインド発電システム（固体酸化物形燃料電池およびガスタービンが結合されたコンバインドシステム）１には、図１に示すように、ガスタービン３と、ガスタービン３により駆動される発電機５と、ＳＯＦＣ（固体酸化物形燃料電池）７と、が備えられている。
ＳＯＦＣコンバインド発電システム１は、ＳＯＦＣ７による発電と、ガスタービン３による発電とを組み合わせて、高い発電効率を得るように構成したものである。 As shown in FIG. 1, a SOFC combined power generation system (combined system in which a solid oxide fuel cell and a gas turbine are combined) 1 includes a gas turbine 3, a generator 5 driven by the gas turbine 3, and an SOFC. (Solid oxide fuel cell) 7.
The SOFC combined power generation system 1 is configured to obtain high power generation efficiency by combining the power generation by the SOFC 7 and the power generation by the gas turbine 3.

ガスタービン３には、空気を圧縮する圧縮機９と、燃焼ガスを生成するガスタービン燃焼器１１と、ガスタービン燃焼器１１から供給された燃焼ガスを膨張させて回転するタービン１３と、が備えられている。
空気を導入して圧縮する圧縮機９は、タービン１３と同軸に連結されている。
発電機５は、タービン１３と同軸に連結されている。 The gas turbine 3 includes a compressor 9 that compresses air, a gas turbine combustor 11 that generates combustion gas, and a turbine 13 that expands and rotates the combustion gas supplied from the gas turbine combustor 11. It has been.
The compressor 9 that introduces and compresses air is connected to the turbine 13 coaxially.
The generator 5 is coaxially connected to the turbine 13.

圧縮機９で圧縮され、吐出された吐出空気は、吐出空気流路（空気供給ライン）１５を通ってＳＯＦＣ７の空気極の導入部に供給される。
この吐出空気はＳＯＦＣ７で酸化剤として用いられた後、ＳＯＦＣ７の空気極側から排出空気として排出される。
この排出空気は、排出空気流路（排出空気供給ライン）１７を通ってガスタービン燃焼器１１に供給される。 The discharge air compressed and discharged by the compressor 9 is supplied to the introduction portion of the air electrode of the SOFC 7 through the discharge air flow path (air supply line) 15.
This discharged air is used as an oxidant in the SOFC 7 and then discharged as exhaust air from the air electrode side of the SOFC 7.
The exhaust air is supplied to the gas turbine combustor 11 through an exhaust air flow path (exhaust air supply line) 17.

吐出空気流路１５には、圧縮機９側から順に、タービン１３からの排燃焼ガスと吐出空気とを熱交換させるエアヒータ１９と、吐出空気の流量を調整する第一流量調整弁２１と、排出空気流路１７の排出空気と吐出空気とを熱交換させる空気熱交換器２３と、吐出空気を燃焼する燃焼器２５と、が備えられている。
排出空気流路１７には、空気熱交換器２３の下流側にＳＯＦＣ７とガスタービン３とを切り離す第一開閉弁２７が備えられている。 The discharge air flow path 15 includes, in order from the compressor 9 side, an air heater 19 that exchanges heat between the exhaust combustion gas from the turbine 13 and the discharge air, a first flow rate adjustment valve 21 that adjusts the flow rate of the discharge air, and a discharge. An air heat exchanger 23 that exchanges heat between the exhaust air and the discharge air of the air flow path 17 and a combustor 25 that combusts the discharge air are provided.
The exhaust air flow path 17 is provided with a first on-off valve 27 that separates the SOFC 7 and the gas turbine 3 downstream of the air heat exchanger 23.

吐出空気流路１５には、第一流量調整弁２１を挟んで上流側に分岐点Ａが、下流側に合流点Ｂが設けられている。この分岐点Ａと合流点Ｂとを接続する冷却流路（冷却ライン）２９が備えられている。言い換えると、冷却流路２９は、吐出空気流路１５の一部に並列するように取り付けられている。したがって、吐出空気流路１５および冷却流路２９は、吐出空気をＳＯＦＣ７へ供給するものであり、本発明の空気供給ラインの系統を構成している。   The discharge air flow path 15 is provided with a branch point A on the upstream side and a junction B on the downstream side with the first flow rate adjustment valve 21 interposed therebetween. A cooling channel (cooling line) 29 that connects the branch point A and the junction B is provided. In other words, the cooling flow path 29 is attached in parallel with a part of the discharge air flow path 15. Therefore, the discharge air flow path 15 and the cooling flow path 29 supply the discharge air to the SOFC 7, and constitute a system of the air supply line of the present invention.

冷却流路２９には、モータ３５で駆動されるファン３７を備えた冷却装置（冷却器）３１と、吐出空気の流量を調整する第二流量調整弁３３とが備えられている。モータ３５は、冷却装置３１の下流側の吐出空気の温度によって回転数が制御される。
冷却装置３１は、これに限らず水冷式のもの等、適宜形式のものが用いられてもよい。
冷却流路２９の冷却装置３１の上流側には、分岐点Ｃが設けられている。分岐点Ｃと排出空気流路１７における第一開閉弁２７の下流側に設けられた合流点Ｄとを接続するバイパス流路３９が備えられている。バイパス流路３９には、吐出空気の流量を調整する第三流量調整弁４１が備えられている。 The cooling flow path 29 includes a cooling device (cooler) 31 including a fan 37 driven by a motor 35 and a second flow rate adjustment valve 33 that adjusts the flow rate of the discharge air. The rotation speed of the motor 35 is controlled by the temperature of the discharge air on the downstream side of the cooling device 31.
The cooling device 31 is not limited to this, and an appropriate type such as a water-cooled type may be used.
A branch point C is provided on the upstream side of the cooling device 31 in the cooling channel 29. A bypass passage 39 is provided that connects the branch point C and a junction D provided on the downstream side of the first opening / closing valve 27 in the exhaust air passage 17. The bypass passage 39 is provided with a third flow rate adjustment valve 41 that adjusts the flow rate of the discharge air.

ＳＯＦＣ７の燃料極には、燃料ガス流路４３から高温の燃料ガス、たとえば、都市ガス（天然ガス）が供給される。この燃料ガスはＳＯＦＣ７で還元剤として用いられた後、ＳＯＦＣ７の燃料極側から排燃料ガスとして排出される。この排燃料ガスは、排燃料ガス流路４５を通ってガスタービン燃焼器１１に供給される。
燃料ガス流路４３には、排燃料ガス流路４５の排燃料ガスから熱回収する燃料ガス熱交換器４７が備えられている。排燃料ガス流路４５には、排燃料ガスの圧力を調整する圧力制御弁４９が備えられている。 A high temperature fuel gas, for example, city gas (natural gas) is supplied from the fuel gas flow path 43 to the fuel electrode of the SOFC 7. This fuel gas is used as a reducing agent in the SOFC 7 and then discharged as exhaust fuel gas from the fuel electrode side of the SOFC 7. The exhaust fuel gas is supplied to the gas turbine combustor 11 through the exhaust fuel gas passage 45.
The fuel gas passage 43 is provided with a fuel gas heat exchanger 47 that recovers heat from the exhaust fuel gas in the exhaust fuel gas passage 45. The exhaust fuel gas passage 45 is provided with a pressure control valve 49 for adjusting the pressure of the exhaust fuel gas.

ガスタービン燃焼器１１では、排出空気流路１７からの排出空気を用いて排燃料ガス流路４５から供給される排燃料ガスおよび別途供給される燃料ガス、たとえば、都市ガス（天然ガス）を燃焼させ、生成した高温高圧の燃焼ガスをタービン１３へ供給する。
燃焼ガスの供給を受けたタービン１３では、燃焼ガスが膨張する際のエネルギーで回転して軸出力を発生する。この軸出力は、主として発電機５の駆動に使用されて電気エネルギーに変換されるが、一部は圧縮機９の駆動源として使用される。
燃焼ガスは、タービン１３で仕事をした後には排燃焼ガスとして排出される。 In the gas turbine combustor 11, exhaust gas supplied from the exhaust fuel gas passage 45 and fuel gas supplied separately, for example, city gas (natural gas), are combusted using the exhaust air from the exhaust air passage 17. The generated high-temperature and high-pressure combustion gas is supplied to the turbine 13.
In the turbine 13 supplied with the combustion gas, it rotates with the energy when the combustion gas expands to generate a shaft output. This shaft output is mainly used for driving the generator 5 and converted into electric energy, but a part thereof is used as a drive source for the compressor 9.
The combustion gas is discharged as exhaust combustion gas after working in the turbine 13.

なお、上述のように、ＳＯＦＣ７から排出された排燃料ガスの全てをガスタービン燃焼器１１に送る構成されていてもよいし、ＳＯＦＣ７から排出された排燃料ガスの一部を再びＳＯＦＣ７の燃料極側に戻し、残りの排燃料ガスの一部をガスタービン燃焼器１１に送るように構成されていてもよい。
あるいは、もともとＳＯＦＣ７から排出された排燃料ガスを再びＳＯＦＣ７の燃料極側に循環させる排燃料ガス循環流路を有するＳＯＦＣコンバインド発電システム１において、排燃料ガス循環流路を流れる排燃料ガスの少なくとも一部をガスタービン燃焼器１１に送るように構成されていてもよい。 As described above, all of the exhaust fuel gas discharged from the SOFC 7 may be sent to the gas turbine combustor 11, or a part of the exhaust fuel gas discharged from the SOFC 7 may be sent again to the fuel electrode of the SOFC 7. It may be configured to return to the side and send a part of the remaining exhaust fuel gas to the gas turbine combustor 11.
Alternatively, in the SOFC combined power generation system 1 having an exhaust fuel gas circulation channel that circulates the exhaust fuel gas originally discharged from the SOFC 7 to the fuel electrode side of the SOFC 7 again, at least one of the exhaust fuel gas flowing through the exhaust fuel gas circulation channel The part may be configured to be sent to the gas turbine combustor 11.

ＳＯＦＣ７、空気熱交換器２３、燃料ガス熱交換器４７および燃焼器２５は、圧力容器５１の内部に設置されている。   The SOFC 7, the air heat exchanger 23, the fuel gas heat exchanger 47 and the combustor 25 are installed inside the pressure vessel 51.

次に、上記の構成からなるＳＯＦＣコンバインド発電システム１について、その運転手順とともに作用を説明する。
停止状態にあるガスタービン３およびＳＯＦＣ７の運転を開始する時には、最初にガスタービン３の運転を開始する。
このとき、第一流量調整弁２１、第一開閉弁２７、第二流量調整弁３３および圧力制御弁４９は全閉とされ、第三流量調整弁４１のみが開放されている。 Next, the operation of the SOFC combined power generation system 1 having the above configuration will be described together with the operation procedure.
When starting the operation of the gas turbine 3 and the SOFC 7 in the stopped state, the operation of the gas turbine 3 is started first.
At this time, the first flow rate adjustment valve 21, the first on-off valve 27, the second flow rate adjustment valve 33, and the pressure control valve 49 are fully closed, and only the third flow rate adjustment valve 41 is opened.

この状態からガスタービン３の運転を通常の手順に従って開始すると、圧縮機９で圧縮され、吐出される吐出空気は、吐出空気流路１５、冷却流路２９、バイパス流路３９および排出空気流路１７を経由してガスタービン燃焼器１１に供給される。
ガスタービン燃焼器１１は、この吐出空気を用いて別途供給される燃料ガスを燃焼させ、高温高圧の燃焼ガスを生成しタービン１３へ供給する。 When the operation of the gas turbine 3 is started from this state according to a normal procedure, the discharge air compressed and discharged by the compressor 9 is discharged into the discharge air flow path 15, the cooling flow path 29, the bypass flow path 39, and the discharge air flow path. The gas turbine combustor 11 is supplied via 17.
The gas turbine combustor 11 burns fuel gas separately supplied using the discharged air, generates high-temperature and high-pressure combustion gas, and supplies the combustion gas to the turbine 13.

タービン１３は、供給された燃焼ガスを膨張させて回転し、軸出力を発生する。この軸出力は、主として発電機５の駆動に使用されて電気エネルギーを生成するとともに一部は圧縮機９を駆動する。
燃焼ガスは、タービン１３で仕事をした後でも高温を保っており、エアヒータ１９で吐出空気を加熱し、排燃焼ガスとして排出される。
その結果、ガスタービン３の負荷が順次上昇し、比較的短時間で定格運転に達し、発電機５による発電が可能になる。 The turbine 13 expands and rotates the supplied combustion gas to generate a shaft output. This shaft output is mainly used for driving the generator 5 to generate electric energy and partly drives the compressor 9.
The combustion gas is kept at a high temperature even after working in the turbine 13, the discharge air is heated by the air heater 19, and is discharged as exhaust combustion gas.
As a result, the load on the gas turbine 3 increases sequentially, reaches the rated operation in a relatively short time, and the generator 5 can generate power.

ガスタービン３の負荷が順次上昇すると、ガスタービン燃焼器１１に投入される燃料流量が増加し燃焼ガス温度が上昇し、エアヒータ１９で熱交換される吐出空気の温度が順次高くなる。
吐出空気によってＳＯＦＣ７を暖めるためにタイミングを見て第一流量調整弁２１を開き吐出空気の一部をＳＯＦＣ７へ供給する。少し遅れて第一開閉弁２７を開いて、ＳＯＦＣ７から排出される排出空気をガスタービン燃焼器１１へ供給する。
そして、第三流量調整弁４１を徐々に閉め、一方で第一流量調整弁２１を徐々に開き、最終的には、第一流量調整弁２１のみが開いた状態とする。これにより順次昇温される吐出空気をＳＯＦＣ７へ供給してＳＯＦＣ７を徐々に昇温する。 When the load of the gas turbine 3 is sequentially increased, the flow rate of fuel input to the gas turbine combustor 11 is increased, the combustion gas temperature is increased, and the temperature of the discharge air heat-exchanged by the air heater 19 is sequentially increased.
The first flow rate adjustment valve 21 is opened at a timing to warm the SOFC 7 with the discharge air, and a part of the discharge air is supplied to the SOFC 7. The first on-off valve 27 is opened a little later, and the exhaust air discharged from the SOFC 7 is supplied to the gas turbine combustor 11.
Then, the third flow rate adjustment valve 41 is gradually closed, while the first flow rate adjustment valve 21 is gradually opened, and finally only the first flow rate adjustment valve 21 is opened. As a result, the discharge air that is sequentially heated is supplied to the SOFC 7 to gradually raise the temperature of the SOFC 7.

ガスタービン３が定格運転に至ると、タービン１３の排燃焼ガスで加熱された吐出空気は、たとえば、４００℃程度まで昇温される。一方、ＳＯＦＣ７が運転開始状態とされるには、たとえば、６００℃程度まで昇温される必要があるので、燃焼器２５によって吐出空気を加熱することによってＳＯＦＣ７をこの温度まで昇温することになる。
このとき、燃焼器２５を着火するタイミングで、冷却装置３１によって燃焼器２５に至る吐出空気の温度を低下させる。すなわち、第二流量調整弁３３を開き、吐出空気の一部が冷却流路２９を通過するようにし、かつ、モータ３５によってファン３７を回転する。 When the gas turbine 3 reaches the rated operation, the discharge air heated by the exhaust combustion gas of the turbine 13 is heated to about 400 ° C., for example. On the other hand, since the SOFC 7 needs to be heated up to about 600 ° C., for example, by heating the discharge air by the combustor 25, the temperature of the SOFC 7 is raised to this temperature. .
At this time, the temperature of the discharge air reaching the combustor 25 is lowered by the cooling device 31 at the timing when the combustor 25 is ignited. That is, the second flow rate adjustment valve 33 is opened, a part of the discharge air passes through the cooling flow path 29, and the fan 37 is rotated by the motor 35.

これにより、冷却流路２９を通過する吐出空気は冷却されるので、合流点Ｂでの吐出空気の温度が低下する。冷却通路２９を通過する割合と、冷却装置３１の冷却性能を適宜調整して、吐出空気の温度を所要の温度まで低下させることができる。
燃焼器２５が点火されると、吐出空気は、たとえば、１００℃程度一気に昇温されるが、冷却装置３１によって燃焼器２５に至る吐出空気の温度を、たとえば、１００℃程度低下させておけば、燃焼器２５を出てＳＯＦＣ７へ供給される吐出空気の温度は変動しないこととなる。 Thereby, since the discharge air which passes the cooling flow path 29 is cooled, the temperature of the discharge air in the confluence | merging point B falls. By appropriately adjusting the ratio of passing through the cooling passage 29 and the cooling performance of the cooling device 31, the temperature of the discharge air can be lowered to a required temperature.
When the combustor 25 is ignited, the discharge air is heated up, for example, about 100 ° C., but if the temperature of the discharge air reaching the combustor 25 is lowered by, for example, about 100 ° C. by the cooling device 31. The temperature of the discharge air that leaves the combustor 25 and is supplied to the SOFC 7 does not fluctuate.

その後、冷却装置３１による冷却性能および冷却流路２９を通過する吐出空気の割合を調整し、吐出空気に対する冷却度合いを順次弱めると、燃焼器２５を出てＳＯＦＣ７へ供給される吐出空気の温度は、たとえば、４００℃程度から５００℃程度まで徐々に昇温される。
さらに、燃焼器２５に投入される燃料ガスの量を増加させることによって吐出空気は５００℃程度からさらに昇温されてＳＯＦＣ７に供給される。 Thereafter, by adjusting the cooling performance by the cooling device 31 and the ratio of the discharge air passing through the cooling flow path 29, and gradually decreasing the degree of cooling with respect to the discharge air, the temperature of the discharge air supplied to the SOFC 7 from the combustor 25 becomes For example, the temperature is gradually raised from about 400 ° C. to about 500 ° C.
Further, by increasing the amount of fuel gas input to the combustor 25, the discharge air is further heated from about 500 ° C. and supplied to the SOFC 7.

このように、吐出空気を冷却する冷却装置３１と吐出空気を加熱する燃焼器２５と併せて用いることによってＳＯＦＣ７へ供給する吐出空気の温度を細かく調節することができる。
また、燃焼器２５の点火に伴う急激な温度上昇を抑制できるので、ＳＯＦＣ７に与える熱衝撃を抑制することができ、損傷等が発生するのを抑制することができる。 Thus, the temperature of the discharge air supplied to SOFC7 can be finely adjusted by using together with the cooling device 31 which cools discharge air, and the combustor 25 which heats discharge air.
Moreover, since the rapid temperature rise accompanying ignition of the combustor 25 can be suppressed, the thermal shock applied to the SOFC 7 can be suppressed, and the occurrence of damage or the like can be suppressed.

ＳＯＦＣ７が徐々に昇温される吐出空気によって昇温され、たとえば、６００℃程度になると、空気極に供給される吐出空気と別途燃料極に供給される燃料ガスとが反応し、電気エネルギーを生成し始める。
なお、この時点では圧力制御弁４９は閉じられており、排燃料ガス流路４５に供給されるＳＯＦＣ７の燃料極から排出される排燃料ガスは図示しない排気ラインから排出され、ガスタービン燃焼器１１には供給されていない。 When the temperature of the SOFC 7 is gradually raised by the discharge air that is gradually raised, for example, about 600 ° C., the discharge air supplied to the air electrode and the fuel gas supplied to the fuel electrode react to generate electric energy. Begin to.
At this time, the pressure control valve 49 is closed, and the exhaust fuel gas discharged from the fuel electrode of the SOFC 7 supplied to the exhaust fuel gas passage 45 is discharged from an exhaust line (not shown), and the gas turbine combustor 11 Is not supplied.

この反応によってＳＯＦＣ７は発熱し、自然と温度が上昇するようになる。すなわち、ＳＯＦＣ７は外部から熱を与えられなくても自ら温度を上昇させ、あるいは維持できる、いわゆる、熱的自立状態になる。
これに伴いＳＯＦＣ７からの排出空気の温度が上昇するが、この熱量は空気熱交換器２３によって吐出空気と熱交換され一部回収される。 By this reaction, SOFC7 generates heat, and the temperature naturally rises. That is, the SOFC 7 is in a so-called thermal self-sustained state in which the temperature can be raised or maintained by itself even if heat is not applied from the outside.
Along with this, the temperature of the exhaust air from the SOFC 7 rises, but this heat quantity is heat-exchanged with the discharge air by the air heat exchanger 23 and partially recovered.

ＳＯＦＣ７が熱的自立状態となると、供給される吐出空気の温度が高いと、ＳＯＦＣ７の温度が設定された温度よりも高くなる不具合が発生する恐れがあるので、燃焼器２５により加熱を停止する。
この場合、燃焼器２５への燃料ガスの供給を徐々に少なくし点火時の最低投入量とする。これにより、燃焼器２５から出る吐出空気の温度は、たとえば、６００℃程度から５００℃程度まで降温する。 When the SOFC 7 is in a thermally self-supporting state, if the temperature of the supplied discharge air is high, there is a possibility that the temperature of the SOFC 7 becomes higher than the set temperature, so the heating is stopped by the combustor 25.
In this case, the supply of fuel gas to the combustor 25 is gradually reduced to a minimum input amount at the time of ignition. Thereby, the temperature of the discharge air which comes out of the combustor 25 falls from about 600 degreeC to about 500 degreeC, for example.

次いで、冷却装置３１を用いて燃焼器２５へ入る吐出空気の温度を徐々に降温する。すなわち、冷却装置３１による冷却性能および冷却流路２９を通過する吐出空気の割合を調整し、吐出空気に対する冷却度合いを順次強めると、燃焼器２５へ供給される吐出空気の温度は、たとえば、４００℃程度から３００℃程度まで徐々に降温される。
これにより、最低量の燃料ガスとされている燃焼器２５から出てＳＯＦＣ７に供給される吐出空気の温度は、たとえば、５００℃程度から４００℃程度まで徐々に降温される。
その後、冷却通路２９への吐出空気の導入を停止し、燃焼器２５に至る吐出空気の温度を燃焼器２５が消火されるタイミングに合わせ、圧縮機９からの吐出空気をそのままＳＯＦＣ７へ供給するようにする。 Next, the temperature of the discharge air entering the combustor 25 is gradually lowered using the cooling device 31. That is, when the cooling performance by the cooling device 31 and the ratio of the discharge air passing through the cooling flow passage 29 are adjusted and the degree of cooling with respect to the discharge air is sequentially increased, the temperature of the discharge air supplied to the combustor 25 is, for example, 400 The temperature is gradually lowered from about ℃ to about 300 ℃.
Thereby, the temperature of the discharge air which comes out of the combustor 25 made into the minimum amount of fuel gas and is supplied to the SOFC 7 is gradually lowered from about 500 ° C. to about 400 ° C., for example.
Thereafter, the introduction of the discharge air to the cooling passage 29 is stopped, the temperature of the discharge air reaching the combustor 25 is matched with the timing when the combustor 25 is extinguished, and the discharge air from the compressor 9 is supplied to the SOFC 7 as it is. To.

このように、ＳＯＦＣ７へ供給される吐出空気の温度を６００℃程度から４００℃程度まで徐々に降温することができる。
これにより、燃焼器２５の消火に伴いＳＯＦＣ７へ供給される吐出空気の温度が一気に低下することを抑制できるので、この急激な温度変化によってＳＯＦＣ７の熱的自立状態が崩れる等、性能に影響が現れることを抑制することができる。 Thus, the temperature of the discharge air supplied to the SOFC 7 can be gradually lowered from about 600 ° C. to about 400 ° C.
As a result, it is possible to suppress the temperature of the discharge air supplied to the SOFC 7 from being lowered at a stretch as the combustor 25 is extinguished. This sudden change in temperature affects the performance of the SOFC 7, such as the thermal independence of the SOFC 7. This can be suppressed.

ＳＯＦＣ７が安定して稼働し始めると、第二流量調整弁３３は閉じたままとし、吐出空気が冷却流路２９を通過しないようにすることができる。
このようにすると、吐出空気は冷却装置３１を通過しないので、吐出空気は冷却器によって圧損を受けることを防止できる。
これにより、吐出空気はスムーズにＳＯＦＣ７へ供給されるので、ＳＯＦＣ７の運転を安定して行うことができる。 When the SOFC 7 starts to operate stably, the second flow rate adjustment valve 33 can be kept closed so that the discharge air does not pass through the cooling flow path 29.
If it does in this way, since discharge air does not pass the cooling device 31, it can prevent that discharge air receives a pressure loss by a cooler.
Thereby, since the discharge air is smoothly supplied to the SOFC 7, the operation of the SOFC 7 can be performed stably.

また、定常運転中に圧縮機９から吐出空気の温度が高く変化するような場合、吐出空気の一部を冷却流路２９に流し、冷却装置３１によって冷却することによって所定の温度域に戻すことができるし、さらにそれよりも低い温度とすることができる。
冷却流路２９を流れる割合および冷却装置３１の冷却性能を調整することによって、ＳＯＦＣ７へ供給する吐出空気の温度を低温にすることができる。たとえば、吐出空気の全量を冷却流路２９へ流し、冷却装置３１で冷却することにより１００℃以下にすることができる。 In addition, when the temperature of the discharge air from the compressor 9 changes to a high level during steady operation, a part of the discharge air is passed through the cooling flow path 29 and cooled by the cooling device 31 to return to a predetermined temperature range. It is possible to make the temperature lower than that.
By adjusting the ratio of flowing through the cooling flow path 29 and the cooling performance of the cooling device 31, the temperature of the discharge air supplied to the SOFC 7 can be lowered. For example, the entire amount of discharge air can be flowed to the cooling flow path 29 and cooled by the cooling device 31 to be 100 ° C. or lower.

ＳＯＦＣ７の運転を停止する場合、ＳＯＦＣ７の温度を１００℃以下に下げて、燃料ガスの供給を断つようにすることがある。
冷却流路２９を流れる割合および冷却装置３１の冷却性能を調整し、吐出空気の温度を１００℃以下にまで徐々に低下させて吐出空気を供給することによってガスタービン３が運転中であってもＳＯＦＣ７の温度を低下させることができるので、短時間に、簡単に、かつ、効率的に降温操作を行うことができる。
すなわち、自然冷却のように降温に２週間もかかることはない。また、圧縮機９を別途装備されたモータ、たとえば、発電機５で駆動して温度が低い吐出空気を作り降温するもののように、圧力を揃えるためにＳＯＦＣ７とガスタービン３とを切り離し、圧力を調整した後、再度両者を接続する作業が不要となる。 When stopping the operation of the SOFC 7, the temperature of the SOFC 7 may be lowered to 100 ° C. or lower to cut off the fuel gas supply.
Even if the gas turbine 3 is in operation by adjusting the ratio of flowing through the cooling flow path 29 and the cooling performance of the cooling device 31 and gradually decreasing the temperature of the discharge air to 100 ° C. or less to supply the discharge air. Since the temperature of the SOFC 7 can be lowered, the temperature lowering operation can be performed easily and efficiently in a short time.
That is, unlike natural cooling, it does not take two weeks to cool down. In addition, the SOFC 7 and the gas turbine 3 are separated from each other in order to equalize the pressure, such as a motor equipped with a compressor 9, for example, a generator 5 that drives the generator 9 to produce low-temperature discharged air and lowers the temperature. After adjustment, the work of connecting the two again becomes unnecessary.

このように冷却装置３１を用いて吐出空気を冷却できるようにしたので、圧縮機９からの吐出空気の温度を調整してＳＯＦＣ７へ供給することができる。これにより、ＳＯＦＣ７の起動・停止時の熱衝撃を抑制できるとともにその操作性を向上させることができる。   Since the discharge air can be cooled using the cooling device 31 as described above, the temperature of the discharge air from the compressor 9 can be adjusted and supplied to the SOFC 7. Thereby, the thermal shock at the time of starting and stopping of the SOFC 7 can be suppressed and its operability can be improved.

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態について、図２を用いて説明する。
本実施形態では、第一実施形態と基本的構成は同様であり、冷却通路２９の構成が異なっている。よって、本実施形態においては、この相違点について説明し、その他の部分については重複した説明を省略する。
なお、第一実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図２は、本実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システム１の概略構成を説明するブロック図である。 [Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the basic configuration is the same as that of the first embodiment, and the configuration of the cooling passage 29 is different. Therefore, in this embodiment, this difference is demonstrated and the overlapping description is abbreviate | omitted about another part.
In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component same as 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
FIG. 2 is a block diagram illustrating a schematic configuration of the SOFC combined power generation system 1 according to the present embodiment.

本実施形態では、分岐点Ａで吐出空気流路１５から分岐された冷却流路２９は、燃焼器２５の下流側に位置する合流点Ｂ０で吐出空気流路１５に合流している。言い換えると、冷却流路２９は、空気熱交換器２３の上流側位置で吐出空気流路１５から分岐し、空気熱交換器２３の下流側位置で吐出空気流路１５に合流している、すなわち、冷却流路２９は空気熱交換器２３を通らないように設置されている。
また、バイパス流路３９は、吐出空気流路１５における分岐点Ａよりも下流側に位置する分岐点Ｃ０と、排出空気流路１７の合流点Ｄとを接続するように設置されている。 In the present embodiment, the cooling flow path 29 branched from the discharge air flow path 15 at the branch point A merges with the discharge air flow path 15 at a merge point B0 located on the downstream side of the combustor 25. In other words, the cooling flow path 29 branches from the discharge air flow path 15 at the upstream position of the air heat exchanger 23 and merges with the discharge air flow path 15 at the downstream position of the air heat exchanger 23. The cooling flow path 29 is installed so as not to pass through the air heat exchanger 23.
Further, the bypass flow path 39 is installed so as to connect the branch point C0 located downstream of the branch point A in the discharge air flow path 15 and the junction point D of the exhaust air flow path 17.

このように構成された本実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システム１の運転手順および作用については上述の第一実施形態のそれらと同様であるので、その部分についての重複した記載を省略する。   Since the operation procedure and operation of the SOFC combined power generation system 1 according to the present embodiment configured as described above are the same as those in the first embodiment described above, redundant description thereof is omitted.

冷却装置３１は、主としてＳＯＦＣ７の起動・停止時に用いられるが、定常運転中においても必要に応じて用いられる。
空気熱交換器２３は、ＳＯＦＣ７が熱的自立状態となると、ＳＯＦＣ７から排出される比較的高温の排出空気と吐出空気流路１５の比較的低温の吐出空気との間で熱交換を行っている。これにより、吐出空気は昇温されて燃焼器２５に供給され、一方、排出空気は降温されてガスタービン燃焼器１１に供給されている。 The cooling device 31 is mainly used when the SOFC 7 is started and stopped, but is used as needed even during steady operation.
The air heat exchanger 23 performs heat exchange between the relatively high temperature exhaust air discharged from the SOFC 7 and the relatively low temperature discharge air in the discharge air flow path 15 when the SOFC 7 is in a thermally self-supporting state. . Thus, the discharge air is heated and supplied to the combustor 25, while the exhaust air is cooled and supplied to the gas turbine combustor 11.

冷却装置３１が作動して吐出空気を冷却した場合、上述の第一実施形態では、冷却された吐出空気が空気熱交換器２３を通過することになるので、排出空気は通常よりも大きな熱量を奪われることになる。このため、ガスタービン燃焼器１１に供給される排出空気の温度が低下するので、ガスタービン燃焼器１１の燃焼状態が悪化し、燃料ガスの投入量が増加する恐れがある。   When the cooling device 31 is activated to cool the discharge air, in the first embodiment described above, since the cooled discharge air passes through the air heat exchanger 23, the discharged air has a larger amount of heat than usual. Will be taken away. For this reason, since the temperature of the exhaust air supplied to the gas turbine combustor 11 falls, the combustion state of the gas turbine combustor 11 may deteriorate, and the input amount of fuel gas may increase.

本実施形態では、冷却装置３１で冷却された吐出空気は燃焼器２５の下流側で合流して吐出空気の温度を下げるので、空気熱交換器２３を通る吐出空気に影響することはない。
したがって、空気熱交換器２３を通る排出空気は通常の熱量以上に熱量を奪われることはないので、ガスタービン燃焼器１１に供給される排出空気の温度が所定以上に低下することを抑制することができる。これにより、ガスタービン燃焼器１１の燃焼状態が悪化し、燃料ガスの投入量が増加する事態を回避することができる。 In the present embodiment, the discharge air cooled by the cooling device 31 joins on the downstream side of the combustor 25 to lower the temperature of the discharge air, so that the discharge air passing through the air heat exchanger 23 is not affected.
Accordingly, since the exhaust air passing through the air heat exchanger 23 is not deprived of heat more than the normal amount of heat, the temperature of the exhaust air supplied to the gas turbine combustor 11 is prevented from decreasing more than a predetermined value. Can do. Thereby, the combustion state of the gas turbine combustor 11 is deteriorated, and the situation where the input amount of the fuel gas is increased can be avoided.

なお、本実施形態では、冷却流路２９の合流点Ｂ０を燃焼器２５の下流側位置としているが、これは図２に２点鎖線で示すように燃焼器２５と空気熱交換器２３との間の合流点Ｂ１で合流するようにしてもよい。   In this embodiment, the confluence B0 of the cooling flow path 29 is the downstream side position of the combustor 25, but this is the relationship between the combustor 25 and the air heat exchanger 23 as shown by a two-dot chain line in FIG. You may make it join at the junction B1 between.

また、本実施形態のように冷却流路２９が燃焼器２５の下流側で合流するようにすると、ＳＯＦＣ７へ供給される吐出空気の温度を直接調整することができる。
したがって、たとえば、第一実施形態のように燃焼器２５での温度上昇の状態を予想して温度を調整するものと比較して調整精度を向上させることができる。 Further, when the cooling flow path 29 is merged on the downstream side of the combustor 25 as in the present embodiment, the temperature of the discharge air supplied to the SOFC 7 can be directly adjusted.
Therefore, for example, the adjustment accuracy can be improved as compared with the case where the temperature is adjusted in anticipation of the temperature rise state in the combustor 25 as in the first embodiment.

なお、本発明の技術範囲は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。   The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

本発明の第一実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システムの概略構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the schematic structure of the SOFC combined power generation system concerning a first embodiment of the present invention. 本発明の第二実施形態にかかるＳＯＦＣコンバインド発電システムの概略構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the schematic structure of the SOFC combined electric power generation system concerning 2nd embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ ＳＯＦＣコンバインド発電システム
３ ガスタービン
７ ＳＯＦＣ
９ 圧縮機
１１ ガスタービン燃焼器
１５ 吐出空気流路
１７ 排出空気流路
２３ 空気熱交換器
２５ 燃焼器
２９ 冷却流路
３１ 冷却装置
1 SOFC combined power generation system 3 Gas turbine 7 SOFC
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Compressor 11 Gas turbine combustor 15 Discharge air flow path 17 Exhaust air flow path 23 Air heat exchanger 25 Combustor 29 Cooling flow path 31 Cooling device

Claims (3)

固体酸化物形燃料電池側に燃焼器を有し、ガスタービンの圧縮機からの吐出空気を前記固体酸化物形燃料電池に供給する空気供給ラインと、
前記固体酸化物形燃料電池から排出される排出空気を前記ガスタービンのガスタービン燃焼器に供給する排出空気供給ラインと、を備えた固体酸化物形燃料電池およびガスタービンが結合されたコンバインドシステムであって、
前記空気供給ラインの系統には、前記吐出空気を冷却する冷却器が備えられていることを特徴とするコンバインドシステム。 An air supply line having a combustor on the solid oxide fuel cell side, and supplying air discharged from a compressor of the gas turbine to the solid oxide fuel cell;
An exhaust air supply line for supplying exhaust gas discharged from the solid oxide fuel cell to a gas turbine combustor of the gas turbine, and a combined system in which the solid oxide fuel cell and the gas turbine are combined There,
The combined system characterized in that the air supply line system includes a cooler for cooling the discharged air. 前記冷却器は、前記空気供給ラインから分岐し、合流する冷却ラインに備えられていることを特徴とする請求項１に記載のコンバインドシステム。   The combined system according to claim 1, wherein the cooler is provided in a cooling line that branches from and merges with the air supply line. 前記冷却ラインは、前記吐出空気と前記排出空気との間で熱交換を行う熱交換器よりも下流側位置で前記空気供給ラインに合流することを特徴とする請求項２に記載のコンバインドシステム。
The combined system according to claim 2, wherein the cooling line joins the air supply line at a position downstream of a heat exchanger that performs heat exchange between the discharge air and the exhaust air.
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