JP2010067539A - Power generation system, and control device of power generation system - Google Patents

Power generation system, and control device of power generation system Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress oxidation of a fuel electrode by suppressing external gas including oxygen from intruding into a fuel flow channel by increasing an internal pressure of the fuel flow channel than an external pressure. <P>SOLUTION: The control device of the power generation system executes a blocking step for making all of an oxide agent gas supply controlling means and offgas exhaust controlling means stop when operation of the power generation cell is stopped, and a water vapor supplying step for allowing water vapor to flow into the power generation cell so that a detection result of a pressure detection means exceeds a predetermined pressure while a water vapor supply control means is in an allowed state after the blocking step. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電システム及び発電システムの制御装置に関する。   The present invention relates to a power generation system and a control device for the power generation system.

空気極に供給された酸化剤ガスと、燃料極に供給された燃料との反応により電力を生成する発電セルを備えた発電システムにおいては、空気極に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、燃料極に燃料を供給する燃料流路と、発電セルで発生したオフガスを排出するためのオフガス流路とが設けられている。
そして、このような発電システムでは、燃料極に対する燃料及び水の供給量を運転停止時に減少させて燃料極の還元状態を保持させることで、燃料極の劣化を抑制したものが知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２００６−２９４５０８号公報 In a power generation system including a power generation cell that generates electric power by a reaction between an oxidant gas supplied to an air electrode and a fuel supplied to a fuel electrode, an oxidant gas flow path for supplying the oxidant gas to the air electrode And a fuel flow path for supplying fuel to the fuel electrode and an off-gas flow path for discharging off-gas generated in the power generation cell.
And in such a power generation system, the thing which suppressed deterioration of a fuel electrode by reducing the supply amount of the fuel and water with respect to a fuel electrode at the time of an operation stop, and hold | maintaining the reduction | restoration state of a fuel electrode is known ( For example, see Patent Document 1).
JP 2006-294508 A

ここで、燃料流路の内圧がその外圧よりも低くなると、燃料流路の外部の気体が、その内部に侵入してしまうおそれがある。特に、燃料極の酸化温度領域である３００℃以上の環境下では、侵入した気体中の酸素によって燃料極が酸化してしまうという問題が生じてしまう。   Here, when the internal pressure of the fuel flow path becomes lower than the external pressure, gas outside the fuel flow path may enter the inside. In particular, in an environment of 300 ° C. or higher, which is the oxidation temperature region of the fuel electrode, there arises a problem that the fuel electrode is oxidized by oxygen in the gas that has entered.

本発明の課題は、燃料流路の内圧をその外圧よりも高くして、酸素を含む外部の気体が燃料流路内に侵入することを抑え、燃料極の酸化を抑制することである。   An object of the present invention is to make the internal pressure of a fuel flow path higher than its external pressure, to suppress the entry of an external gas containing oxygen into the fuel flow path, and to suppress oxidation of the fuel electrode.

以上の課題を解決するため、本発明の一の態様によれば、
空気極に供給された酸化剤ガスと燃料極に供給された燃料との反応により電力を生成する発電セルと、
前記発電セルに前記燃料を供給する燃料流路と、
前記発電セルに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、
前記発電セルで発生したオフガスを排出するオフガス流路と、
前記燃料流路に水蒸気が流入することを許容又は停止する水蒸気供給制御手段と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスが流入することを許容又は停止する酸化剤ガス供給制御手段と、
前記オフガス流路から前記オフガスが流出することを許容又は停止するオフガス排出制御手段と、
前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段と、
前記発電セルの運転停止時に、前記酸化剤ガス供給制御手段及び前記オフガス排出制御手段の全てを停止状態としてから、前記水蒸気供給制御手段を許容状態として、前記圧力検出手段の検出結果が所定圧力を超えるように前記発電セル内に水蒸気を流入させる制御装置とを備えることを特徴とする発電システムが提供される。 In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention,
A power generation cell that generates electric power by a reaction between the oxidant gas supplied to the air electrode and the fuel supplied to the fuel electrode;
A fuel flow path for supplying the fuel to the power generation cell;
An oxidant gas flow path for supplying the oxidant gas to the power generation cell;
An offgas passage for discharging offgas generated in the power generation cell;
Water vapor supply control means for allowing or stopping water vapor from flowing into the fuel flow path;
An oxidant gas supply control means for permitting or stopping the oxidant gas from flowing into the oxidant gas flow path;
Off gas discharge control means for allowing or stopping the off gas from flowing out of the off gas flow path;
Pressure detecting means for detecting an internal pressure of at least one of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path;
When the operation of the power generation cell is stopped, all of the oxidant gas supply control means and the off-gas discharge control means are stopped, then the water vapor supply control means is allowed, and the detection result of the pressure detection means has a predetermined pressure. A power generation system is provided that includes a control device that causes water vapor to flow into the power generation cell.

また、本発明の他の態様によれば、
空気極に供給された酸化剤ガスと燃料極に供給された燃料との反応により電力を生成する発電セルと、
前記発電セルに前記燃料を供給する燃料流路と、
前記発電セルに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、
前記発電セルで発生したオフガスを排出するオフガス流路と、
前記燃料流路に水蒸気が流入することを許容又は停止する水蒸気供給制御手段と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスが流入することを許容又は停止する酸化剤ガス供給制御手段と、
前記オフガス流路から前記オフガスが流出することを許容又は停止するオフガス排出制御手段と、
前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段と、を備える発電システムの制御装置であって、
前記発電セルの運転停止時に、前記酸化剤ガス供給制御手段及び前記オフガス排出制御手段の全てを停止状態とする遮断ステップと、
前記遮断ステップの後に、前記水蒸気供給制御手段を許容状態として、前記圧力検出手段の検出結果が所定圧力を超えるように前記発電セル内に水蒸気を流入させる水蒸気供給ステップとを実行することを特徴とする発電システムの制御装置が提供される。 According to another aspect of the invention,
A power generation cell that generates electric power by a reaction between the oxidant gas supplied to the air electrode and the fuel supplied to the fuel electrode;
A fuel flow path for supplying the fuel to the power generation cell;
An oxidant gas flow path for supplying the oxidant gas to the power generation cell;
An offgas passage for discharging offgas generated in the power generation cell;
Water vapor supply control means for allowing or stopping water vapor from flowing into the fuel flow path;
An oxidant gas supply control means for permitting or stopping the oxidant gas from flowing into the oxidant gas flow path;
Off gas discharge control means for allowing or stopping the off gas from flowing out of the off gas flow path;
A pressure detection means for detecting an internal pressure of at least one of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path,
When the operation of the power generation cell is stopped, a shut-off step for stopping all of the oxidant gas supply control means and the off-gas discharge control means,
After the blocking step, the steam supply control unit is allowed to perform, and a steam supply step for causing the steam to flow into the power generation cell so that the detection result of the pressure detection unit exceeds a predetermined pressure is performed. A control device for a power generation system is provided.

好ましくは、前記発電セルの温度を検出するため、前記発電システムに更に備えられた温度検出手段の検出結果に基づいて、前記水蒸気供給制御手段によって前記発電セルに供給される水蒸気量を決定する水蒸気量決定ステップを、前記水蒸気供給ステップの前に実行する。
好ましくは、前記温度検出手段が、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段を兼ねている。
好ましくは、前記圧力検出手段が、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧と外圧の差圧を検出する差圧検出手段である。
好ましくは、前記発電セルの温度を検出するため、前記発電システムに更に備えられた温度検出手段の検出結果が、前記燃料極の酸化温度未満である場合には、前記水蒸気供給制御手段を停止状態とする水蒸気停止ステップを、前記遮断ステップ後に実行する。
好ましくは、前記オフガスを燃焼するため、前記発電システムに更に備えられた燃焼器により、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路及び前記オフガス流路内に残存した燃料を燃焼させる燃焼ステップを、前記水蒸気停止ステップ後に実行する。
好ましくは、前記温度検出手段の検出結果が、前記燃料極の酸化温度以上である場合には、
前記燃料流路に燃料が流入することを許容又は停止するため、前記発電システムに更に備えられた燃料供給制御手段によって、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路及び前記オフガス流路内における水素濃度が所定割合以上となるように、前記燃料流路に前記燃料を供給する燃料供給ステップを、前記水蒸気供給ステップと同時若しくはそれ以降に実行する。
好ましくは、前記発電システムは、
前記オフガスを燃焼する燃焼器と、
前記水蒸気を生成する気化器と、を更に備え、
前記気化器は、前記燃焼器で生じた熱量により前記水蒸気を生成する。
好ましくは、前記発電システムは、
前記発電セルで生成した水を回収する水回収装置と、
前記水蒸気を生成する気化器と、を更に備え、
前記気化器は、前記水回収装置により回収された水により水蒸気を生成する。
好ましくは、前記発電セルは、固体酸化物型燃料電池又は溶融炭酸塩型燃料電池である。 Preferably, in order to detect the temperature of the power generation cell, the water vapor that determines the amount of water vapor supplied to the power generation cell by the water vapor supply control means based on the detection result of the temperature detection means further provided in the power generation system An amount determining step is performed before the water vapor supplying step.
Preferably, the temperature detection means also serves as pressure detection means for detecting at least one internal pressure of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path.
Preferably, the pressure detecting means is a differential pressure detecting means for detecting a differential pressure between at least one internal pressure and an external pressure of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path.
Preferably, in order to detect the temperature of the power generation cell, when the detection result of the temperature detection means further provided in the power generation system is lower than the oxidation temperature of the fuel electrode, the water vapor supply control means is stopped. The water vapor stopping step is executed after the blocking step.
Preferably, in order to burn off gas, the fuel remaining in the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off gas flow path is burned by a combustor further provided in the power generation system. A combustion step is performed after the water vapor stop step.
Preferably, when the detection result of the temperature detection means is equal to or higher than the oxidation temperature of the fuel electrode,
In order to allow or stop the flow of fuel into the fuel flow path, the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow are controlled by fuel supply control means further provided in the power generation system. The fuel supply step for supplying the fuel to the fuel flow path is executed simultaneously with or after the water vapor supply step so that the hydrogen concentration in the passage becomes a predetermined ratio or more.
Preferably, the power generation system includes:
A combustor for combusting the off-gas;
A vaporizer for generating the water vapor,
The vaporizer generates the water vapor by the amount of heat generated in the combustor.
Preferably, the power generation system includes:
A water recovery device for recovering water generated in the power generation cell;
A vaporizer that generates the water vapor,
The said vaporizer produces | generates water vapor | steam with the water collect | recovered by the said water collection | recovery apparatus.
Preferably, the power generation cell is a solid oxide fuel cell or a molten carbonate fuel cell.

本発明によれば、圧力検出手段の検出結果が所定圧力を超えるように発電セル内に水蒸気を流入させるので、所定圧力を予め装置外部の気圧よりも高く設定していれば、燃料流路の内圧を外圧よりも高くすることができる。これにより、酸素を含む外部の気体が燃料流路内に侵入することが抑えられ、燃料極の酸化を抑制することができる。   According to the present invention, the steam is caused to flow into the power generation cell so that the detection result of the pressure detection means exceeds the predetermined pressure. Therefore, if the predetermined pressure is set higher than the atmospheric pressure outside the apparatus in advance, The internal pressure can be higher than the external pressure. Thereby, it is possible to suppress external gas containing oxygen from entering the fuel flow path, and to suppress oxidation of the fuel electrode.

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. However, although various technically preferable limitations for implementing the present invention are given to the embodiments described below, the scope of the invention is not limited to the following embodiments and illustrated examples.

図１は、本実施形態の発電システム１の構成を示したブロック図である。この発電システム１は、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、電子手帳、腕時計、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、遊技機、その他の電子機器に備え付けられるものであり、これらの電子機器本体を動作させるための電源として用いられる。そして、発電システム１は、反応装置２と、燃料カートリッジ３と、水カートリッジ４と、供給部５とを備えている。   FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the power generation system 1 of the present embodiment. The power generation system 1 is provided in, for example, a notebook personal computer, a mobile phone, a PDA (Personal Digital Assistant), an electronic notebook, a wristwatch, a digital still camera, a digital video camera, a game device, a game machine, and other electronic devices. Yes, it is used as a power source for operating these electronic device bodies. The power generation system 1 includes a reaction device 2, a fuel cartridge 3, a water cartridge 4, and a supply unit 5.

まず、反応装置２について説明する。
反応装置２は、気化器６と、改質器７と、燃焼器８と、気化用燃焼器９と、熱交換器１０と、燃料電池としての発電セル１１と、を備える。そして、反応装置２は、断熱パッケージ１２に収容されている。 First, the reaction apparatus 2 will be described.
The reactor 2 includes a vaporizer 6, a reformer 7, a combustor 8, a vaporization combustor 9, a heat exchanger 10, and a power generation cell 11 as a fuel cell. The reactor 2 is accommodated in the heat insulating package 12.

気化器６は、燃料及び水の混合液を気化し、改質器７に送るものである。気化器６での混合液の気化は、気化用燃焼器９における燃焼熱等を吸熱して引き起こされる。   The vaporizer 6 vaporizes a mixed liquid of fuel and water and sends it to the reformer 7. The vaporization of the mixed liquid in the vaporizer 6 is caused by absorbing the heat of combustion in the vaporization combustor 9.

改質器７は、混合気から水素ガス等を触媒反応により生成し、更に微量ながら一酸化炭素ガスを生成するものである。例えば、燃料がメタノールの場合には、次式（１）、（２）のような化学反応が改質器７で起こる。なお、水素が生成される反応は吸熱反応であって、熱交換器１０の熱等が用いられる。   The reformer 7 generates hydrogen gas or the like from the air-fuel mixture by a catalytic reaction, and further generates carbon monoxide gas with a minute amount. For example, when the fuel is methanol, chemical reactions such as the following formulas (1) and (2) occur in the reformer 7. The reaction for generating hydrogen is an endothermic reaction, and the heat of the heat exchanger 10 is used.

ＣＨ３ＯＨ＋Ｈ２Ｏ→３Ｈ２＋ＣＯ２ …（１）
Ｈ２＋ＣＯ２→Ｈ２Ｏ＋ＣＯ …（２） CH 3 OH + H 2 O → 3H 2 + CO 2 (1)
H 2 + CO 2 → H 2 O + CO (2)

改質器７で生成された水素ガス及び一酸化炭素ガス等を含む改質ガスは、発電セル１１に送られ、更に外部の空気が発電セル１１に送られる。   The reformed gas including hydrogen gas and carbon monoxide gas generated by the reformer 7 is sent to the power generation cell 11, and external air is further sent to the power generation cell 11.

燃料電池である発電セル１１は、燃料極１１ａと、空気極１１ｂと、燃料極１１ａと空気極１１ｂとの間に挟まされた電解質膜１１ｃとを有する。改質器７で生成された改質ガスは発電セル１１の燃料極１１ａに供給され、更に外部の空気が空気極１１ｂに送られる。そして、燃料極１１ａに供給された改質ガス中の水素と、空気極１１ｂに供給された空気中の酸素とが、電解質膜１１ｃを介して電気化学反応を起こすことによって電力が生じる。燃料極１１ａと空気極１１ｂによって出力された電力は図示しない電子機器本体に供給される。   The power generation cell 11 that is a fuel cell includes a fuel electrode 11a, an air electrode 11b, and an electrolyte membrane 11c sandwiched between the fuel electrode 11a and the air electrode 11b. The reformed gas generated by the reformer 7 is supplied to the fuel electrode 11a of the power generation cell 11, and external air is further sent to the air electrode 11b. Then, electric power is generated by causing an electrochemical reaction between hydrogen in the reformed gas supplied to the fuel electrode 11a and oxygen in the air supplied to the air electrode 11b via the electrolyte membrane 11c. The electric power output by the fuel electrode 11a and the air electrode 11b is supplied to an electronic device main body (not shown).

電解質膜１１ｃが酸素イオン透過性の電解質膜（例えば、固体酸化物電解質膜）の場合には、空気極１１ｂでは次式（３）のような反応が起き、空気極１１ｂで生成された酸素イオンが電解質膜１１ｃを透過し、燃料極１１ａでは次式（４），（５）のような反応が起こる。   When the electrolyte membrane 11c is an oxygen ion permeable electrolyte membrane (for example, a solid oxide electrolyte membrane), a reaction represented by the following formula (3) occurs in the air electrode 11b, and oxygen ions generated in the air electrode 11b. Permeates through the electrolyte membrane 11c, and reactions like the following formulas (4) and (5) occur in the fuel electrode 11a.

Ｏ２＋４ｅ-→２Ｏ２-・・・（３）
Ｈ２+Ｏ２-→Ｈ２Ｏ+２ｅ-・・・（４）
ＣＯ+Ｏ２-→ＣＯ２+２ｅ-・・・（５） O 2 + 4e − → 2O 2− (3)
H 2 + O 2− → H 2 O + 2e − (4)
CO + O 2− → CO 2 + 2e − (5)

燃焼器８は、燃料極１１ａで反応せずに残った改質ガスと、空気極１１ｂを通過した空気とを燃焼することで、改質ガス中に残存する水素ガス及び一酸化炭素を除去するものである。そして、燃焼器８は、水素ガス及び一酸化炭素の濃度が低減されたオフガスを熱交換器１０に送るようになっている。   The combustor 8 removes hydrogen gas and carbon monoxide remaining in the reformed gas by burning the reformed gas remaining without reacting at the fuel electrode 11a and the air that has passed through the air electrode 11b. Is. Then, the combustor 8 is configured to send off-gas with reduced concentrations of hydrogen gas and carbon monoxide to the heat exchanger 10.

燃焼器８と、燃料極１１ａには、燃焼器８と燃料極１１ａを含む発電セル１１の温度を調整するためのヒータ兼温度センサ１３ａが設けられている。このヒータ兼温度センサ１３ａが温度検出手段である。なお、定常運転時において、発電セル１１自身の発熱と燃焼器８における燃焼熱との総発熱熱量が、改質器７へのガス流路を通じた熱伝導と断熱パッケージ１２への自然放熱との総放熱量と一致するように熱設計されていることが好ましい。これにより、ヒータ兼温度センサ１３ａによる加熱を行わなくとも、発電反応や、燃焼に最適な温度（例えば６００〜１０００℃）を確保することが可能となる。   The combustor 8 and the fuel electrode 11a are provided with a heater / temperature sensor 13a for adjusting the temperature of the power generation cell 11 including the combustor 8 and the fuel electrode 11a. The heater / temperature sensor 13a is a temperature detecting means. Note that, during steady operation, the total heat generated by the heat generation of the power generation cell 11 itself and the combustion heat in the combustor 8 is determined by the heat conduction through the gas flow path to the reformer 7 and the natural heat dissipation to the heat insulation package 12. It is preferable that the heat design is made to coincide with the total heat radiation amount. Thereby, it is possible to ensure an optimum temperature (for example, 600 to 1000 ° C.) for power generation reaction and combustion without heating by the heater / temperature sensor 13a.

熱交換器１０は、燃焼器８から供給されたオフガスの熱を改質器７に伝導させて両者間の熱交換を行うものである。熱交換器１０で温度が低減されたオフガスは、気化用燃焼器９に送られるようになっている。熱交換器１０には、熱交換器１０の温度を調整するためのヒータ兼温度センサ１３ｂが設けられている。   The heat exchanger 10 conducts heat exchange between the two by conducting the heat of off-gas supplied from the combustor 8 to the reformer 7. The off gas whose temperature has been reduced by the heat exchanger 10 is sent to the combustor 9 for vaporization. The heat exchanger 10 is provided with a heater / temperature sensor 13 b for adjusting the temperature of the heat exchanger 10.

気化用燃焼器９は、オフガス中に残存する水素を燃焼用触媒によって燃焼（酸化）させるものである。この燃焼熱は、気化器６に伝導し、混合液の気化に用いられる。気化用燃焼器９には、気化用燃焼器９の温度を調整するためのヒータ兼温度センサ１３ｃが設けられている。   The vaporizing combustor 9 burns (oxidizes) hydrogen remaining in the off-gas with a combustion catalyst. This combustion heat is conducted to the vaporizer 6 and used for vaporization of the mixed liquid. The vaporizing combustor 9 is provided with a heater / temperature sensor 13 c for adjusting the temperature of the vaporizing combustor 9.

ここで、発電セル１１からのガス流路を通じた熱伝導と、熱交換器１０及び気化用燃焼器９におけるオフガスとの熱交換による熱流入との総熱量が、気化器６での蒸発吸熱、改質器７での改質反応における吸熱、断熱パッケージ１２外へのガス流路を通じた熱伝導、及び断熱パッケージ１２への自然放熱の総熱量とが一致するように、気化器６及び改質器７が熱設計されていることが好ましい。これにより、ヒータ兼温度センサ１３ｂ，１３ｃによる加熱を行わなくとも、気化に最適な温度（例えば１００〜２００℃）、改質反応に最適な温度（２００〜４００℃）を確保することが可能となる。   Here, the total heat quantity of heat conduction from the power generation cell 11 through the gas flow path and heat inflow due to heat exchange with the off-gas in the heat exchanger 10 and the vaporization combustor 9 is the evaporation endotherm in the vaporizer 6, The vaporizer 6 and the reforming are made so that the heat absorption in the reforming reaction in the reformer 7, the heat conduction through the gas flow path to the outside of the heat insulation package 12, and the total amount of natural heat radiation to the heat insulation package 12 coincide. The vessel 7 is preferably thermally designed. Thereby, it is possible to ensure the optimum temperature for vaporization (for example, 100 to 200 ° C.) and the optimum temperature for the reforming reaction (200 to 400 ° C.) without performing heating by the heater / temperature sensors 13b and 13c. Become.

燃料カートリッジ３には、例えば、メタノール、エタノール、ジメチルエーテル、ブタン及びガソリン等の燃料が貯留されている。一方、水カートリッジ４には、水が貯留されている。   The fuel cartridge 3 stores fuel such as methanol, ethanol, dimethyl ether, butane and gasoline. On the other hand, water is stored in the water cartridge 4.

供給部５には、空気を反応装置２に供給する空気供給部５１と、燃料及び水を混合して反応装置２に供給する混合液供給部５２と、反応装置２のオフガスを排出する排出部５３とが備えられている。   The supply unit 5 includes an air supply unit 51 that supplies air to the reaction device 2, a mixed solution supply unit 52 that mixes fuel and water and supplies the mixture to the reaction device 2, and a discharge unit that discharges off-gas from the reaction device 2. 53.

空気供給部５１には、空気ポンプ５１０と、空気ポンプ５１０から発電セル１１まで空気を供給する第一空気流路５１１と、空気ポンプ５１０から気化用燃焼器９まで空気を供給する第二空気流路５１２と、空気ポンプ５１０から気化器６まで空気を供給する第三空気流路５１３とが設けられている。第一空気流路５１１が、酸化剤ガスである空気を発電セル１１までに供給する酸化剤ガス流路である。また、各流路５１１，５１２，５１３には、それぞれ空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａが設けられている。この空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａが開状態であるときには、各流路５１１，５１２，５１３内に空気が流入することが許容されることになる。一方、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａが閉状態であるときには各流路５１１，５１２，５１３内に空気が流入することが停止されることになる。また、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａが開状態であっても、各流路５１１，５１２，５１３に空気を流入させるには空気ポンプ５１０を駆動させる必要もある。つまり、空気供給バルブ５１１ａと、空気ポンプ５１０とが、第一空気流路５１１に酸化剤ガスが流入することを許容又は停止する酸化剤ガス供給制御手段である。   The air supply unit 51 includes an air pump 510, a first air flow path 511 that supplies air from the air pump 510 to the power generation cell 11, and a second air flow that supplies air from the air pump 510 to the vaporizing combustor 9. A path 512 and a third air flow path 513 for supplying air from the air pump 510 to the vaporizer 6 are provided. The first air channel 511 is an oxidant gas channel that supplies air, which is an oxidant gas, to the power generation cell 11. In addition, air supply valves 511a, 512a, and 513a are provided in the flow paths 511, 512, and 513, respectively. When the air supply valves 511a, 512a, and 513a are in the open state, air is allowed to flow into the flow paths 511, 512, and 513. On the other hand, when the air supply valves 511a, 512a, and 513a are closed, the flow of air into the flow paths 511, 512, and 513 is stopped. Even if the air supply valves 511a, 512a, and 513a are in the open state, the air pump 510 needs to be driven in order to allow air to flow into the flow paths 511, 512, and 513. That is, the air supply valve 511a and the air pump 510 are oxidant gas supply control means that allows or stops the oxidant gas from flowing into the first air flow path 511.

混合液供給部５２には、燃料カートリッジ３から燃料を吸引する燃料ポンプ５２０と、水カートリッジ４から水を吸引する水ポンプ５２１と、燃料ポンプ５２０から流出した燃料を発電セル１１まで案内する燃料流路５２２と、水ポンプ５２１から流出した水を燃料流路５２２まで案内する水流路５２３が設けられている。
ここで、空気供給バルブ５１１ａを閉状態することを、「酸化剤ガス供給制御手段を停止状態とする」という。また、空気供給バルブ５１１ａを開状態とし、空気ポンプ５１０を駆動することを、「酸化剤ガス供給制御手段を許容状態とする」という。 The mixed liquid supply unit 52 includes a fuel pump 520 that sucks fuel from the fuel cartridge 3, a water pump 521 that sucks water from the water cartridge 4, and a fuel flow that guides the fuel flowing out from the fuel pump 520 to the power generation cell 11. A channel 522 and a water channel 523 for guiding water flowing out from the water pump 521 to the fuel channel 522 are provided.
Here, closing the air supply valve 511a is referred to as “stopping the oxidant gas supply control means”. In addition, opening the air supply valve 511a and driving the air pump 510 is referred to as “permitting the oxidant gas supply control means”.

燃料流路５２２は、燃料ポンプ５２０から気化器６、改質器７を介して発電セル１１の燃料極１１ａまで至る流路である。水流路５２３は、水ポンプ５２１から燃料流路５２２における気化器６の上流位置で、燃料流路５２２に合流する流路である。これにより、燃料流路５２２から供給された燃料と、水流路５２３から供給された水とは、合流地点で混合されて混合液となり、燃料流路５２２を介して気化器６に送られる。気化器６で気化された混合液は、改質器７２送られる。そして、改質器７で生成された改質ガスは、燃料流路５２２を介して発電セル１１の燃料極１１ａに送られることになる。   The fuel flow path 522 is a flow path extending from the fuel pump 520 to the fuel electrode 11 a of the power generation cell 11 via the vaporizer 6 and the reformer 7. The water flow path 523 is a flow path that joins the fuel flow path 522 at a position upstream of the vaporizer 6 in the fuel flow path 522 from the water pump 521. As a result, the fuel supplied from the fuel flow path 522 and the water supplied from the water flow path 523 are mixed at the joining point to become a mixed solution and sent to the vaporizer 6 via the fuel flow path 522. The mixed liquid vaporized by the vaporizer 6 is sent to the reformer 72. The reformed gas generated by the reformer 7 is sent to the fuel electrode 11 a of the power generation cell 11 via the fuel flow path 522.

燃料流路５２２には、燃料供給バルブ５２２ａが設けられている。この燃料供給バルブ５２２ａが開状態であるときには、燃料流路５２２内に燃料が流入することが許容されることになる。一方、燃料供給バルブ５２２ａが閉状態であるときには燃料流路５２２内に燃料が流入することが停止されることになる。また、燃料流路５２２に燃料を流入させるには、燃料供給バルブ５２２ａが開状態であっても、さらに燃料ポンプ５２０を駆動させる必要もある。つまり、燃料供給バルブ５２２ａと、燃料ポンプ５２０とは、燃料流路５２２に燃料が流入することを許容又は停止する燃料供給制御手段である。
ここで、燃料供給バルブ５２２ａを閉状態することを、「燃料供給制御手段を停止状態とする」という。また、燃料供給バルブ５２２ａを開状態とし、燃料ポンプ５２０を駆動することを、「燃料供給制御手段を許容状態とする」という。 A fuel supply valve 522 a is provided in the fuel flow path 522. When the fuel supply valve 522a is in an open state, the fuel is allowed to flow into the fuel flow path 522. On the other hand, when the fuel supply valve 522a is in the closed state, the flow of fuel into the fuel flow path 522 is stopped. Further, in order to allow fuel to flow into the fuel flow path 522, it is necessary to further drive the fuel pump 520 even when the fuel supply valve 522a is in an open state. That is, the fuel supply valve 522a and the fuel pump 520 are fuel supply control means that allows or stops the fuel from flowing into the fuel flow path 522.
Here, closing the fuel supply valve 522a is referred to as “stopping the fuel supply control means”. In addition, opening the fuel supply valve 522a and driving the fuel pump 520 is referred to as “permitting the fuel supply control means”.

水流路５２３には、水供給バルブ５２３ａが設けられている。この水供給バルブ５２３ａが開状態であるときには、水流路５２３及び燃料流路５２２内に水が流入することが許容されることになる。一方、水供給バルブ５２３ａが閉状態であるときには水流路５２３及び燃料流路５２２内に水が流入することが停止されることになる。また、水供給バルブ５２３ａが開状態であっても、水流路５２３及び燃料流路５２２に水を流入させるには、水ポンプ５２１を駆動させる必要もある。水流路５２３及び燃料流路５２２に水が流入した際、水が気化器６を通過すると燃料流路５２２中に水蒸気が発生する。つまり、水流路５２３、水ポンプ５２１及び水供給バルブ５２３ａは、燃料流路５２２に水蒸気が流入することを許容又は停止する水蒸気供給制御手段である。
ここで、水供給バルブ５２３ａを閉状態することを、「水蒸気供給制御手段を停止状態とする」という。また、水供給バルブ５２３ａを開状態とし水ポンプ５２１を駆動することを、「水蒸気供給制御手段を許容状態とする」という。 The water channel 523 is provided with a water supply valve 523a. When the water supply valve 523a is in an open state, water is allowed to flow into the water channel 523 and the fuel channel 522. On the other hand, when the water supply valve 523a is closed, the flow of water into the water channel 523 and the fuel channel 522 is stopped. Further, even when the water supply valve 523a is in an open state, the water pump 521 needs to be driven in order to allow water to flow into the water channel 523 and the fuel channel 522. When water flows into the water flow path 523 and the fuel flow path 522, when water passes through the vaporizer 6, water vapor is generated in the fuel flow path 522. That is, the water flow path 523, the water pump 521, and the water supply valve 523a are water vapor supply control means that allows or stops the flow of water vapor into the fuel flow path 522.
Here, closing the water supply valve 523a is referred to as “stopping the water vapor supply control means”. Further, driving the water pump 521 with the water supply valve 523a opened is referred to as “permitting the water vapor supply control means”.

排出部５３には、オフガスから水を生成する水回収装置５３１と、反応装置２から水回収装置５３１までオフガスを案内するオフガス流路５３２と、水回収装置５３１で生成された水を水カートリッジ４に供給する水回収流路５３３とが設けられている。オフガス流路５３２は、燃焼器８から熱交換器１０、気化用燃焼器９を介して水回収装置５３１に至るまでの流路である。このオフガス流路５３２には、オフガス供給バルブ５３２ａが設けられている。オフガス供給バルブ５３２ａは、オフガス流路５３２からオフガスが流出することを許容又は停止するオフガス排出制御手段である。
ここで、オフガス供給バルブ５３２ａを閉状態することを、「オフガス排出制御手段を停止状態とする」という。また、オフガス供給バルブ５３２ａを開状態することを、「オフガス排出制御手段を許容状態とする」という。 The discharge unit 53 includes a water recovery device 531 that generates water from the offgas, an offgas passage 532 that guides the offgas from the reaction device 2 to the water recovery device 531, and water generated by the water recovery device 531 in the water cartridge 4. And a water recovery channel 533 for supplying to the water. The off-gas flow path 532 is a flow path from the combustor 8 to the water recovery device 531 through the heat exchanger 10 and the vaporization combustor 9. The off gas passage 532 is provided with an off gas supply valve 532a. The off gas supply valve 532 a is an off gas discharge control unit that allows or stops the off gas from flowing out of the off gas flow path 532.
Here, closing the off-gas supply valve 532a is referred to as “turning off the off-gas discharge control means”. Moreover, opening the off gas supply valve 532a is referred to as “making the off gas discharge control means in an allowable state”.

空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａ、燃料供給バルブ５２２ａ、水供給バルブ５２３ａ、オフガス供給バルブ５３２ａは、流量調整可能な流量可変バルブである。   The air supply valves 511a, 512a, and 513a, the fuel supply valve 522a, the water supply valve 523a, and the off gas supply valve 532a are flow rate variable valves that can adjust the flow rate.

また、発電システム１には、各部を制御する制御装置２０が備えられている。制御装置２０には、各空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａ、燃料供給バルブ５２２ａ、水供給バルブ５２３ａ、オフガス供給バルブ５３２ａ、空気ポンプ５１０、燃料ポンプ５２０、水ポンプ５２１及び各ヒータ兼温度センサ１３ａ，１３ｂ，１３ｃが、電気的に接続されている。   Further, the power generation system 1 is provided with a control device 20 that controls each unit. The control device 20 includes air supply valves 511a, 512a, and 513a, a fuel supply valve 522a, a water supply valve 523a, an off-gas supply valve 532a, an air pump 510, a fuel pump 520, a water pump 521, and heater / temperature sensors 13a, 13b and 13c are electrically connected.

制御装置２０は、発電セル１１の定常運転時においては、空気供給バルブ５１１ａ、燃料供給バルブ５２２ａ、水供給バルブ５２３ａ、オフガス供給バルブ５３２ａを開状態、空気供給バルブ５１２ａ，５１３ａを閉状態としてから、空気ポンプ５１０、燃料ポンプ５２０及び水ポンプ５２１を駆動させる。これにより、空気流路５１１では空気が供給される。また、燃料流路５２２では燃料が供給されるとともに、水流路５２３を介して水も供給されることになるため、これらの混合液が供給される。混合液は、気化器６を通過する際に気化されて、次いで改質器７を通過する際に改質されて発電セル１１の燃料極１１ａに供給される。改質ガスと空気が発電セル１１に供給されると、発電セル１１で電気化学反応が生じて電力が発生する。発電セル１１で電気化学反応せずに残った改質ガスと、空気とは、燃焼器８で燃焼される。ここで生じたオフガスは、オフガス流路５３２により、熱交換器１０及び気化用燃焼器９を通過して、水回収装置５３１に案内される。水回収装置５３１ではオフガスから水が生成される。生成された水は水回収流路５３３を介して水カートリッジ４に供給される。   During the steady operation of the power generation cell 11, the control device 20 opens the air supply valve 511a, the fuel supply valve 522a, the water supply valve 523a, the off-gas supply valve 532a, and closes the air supply valves 512a and 513a. The air pump 510, the fuel pump 520, and the water pump 521 are driven. Thereby, air is supplied in the air flow path 511. In addition, fuel is supplied to the fuel channel 522 and water is also supplied to the fuel channel 522 through the water channel 523, so that a mixed solution thereof is supplied. The liquid mixture is vaporized when passing through the vaporizer 6, then reformed when passing through the reformer 7, and supplied to the fuel electrode 11 a of the power generation cell 11. When the reformed gas and air are supplied to the power generation cell 11, an electrochemical reaction occurs in the power generation cell 11 to generate electric power. The reformed gas remaining in the power generation cell 11 without electrochemical reaction and the air are combusted in the combustor 8. The generated off gas passes through the heat exchanger 10 and the vaporizing combustor 9 through the off gas flow path 532 and is guided to the water recovery device 531. The water recovery device 531 generates water from off-gas. The generated water is supplied to the water cartridge 4 via the water recovery channel 533.

また、制御装置２０は、発電セル１１の運転停止時においては、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａ、燃料供給バルブ５２２ａ及びオフガス供給バルブ５３２ａを閉状態としてから、水供給バルブ５２３ａを開状態とし、水ポンプ５２１を駆動させる。これにより水ポンプ５２１から供給された水は気化器６を通過することで水蒸気となる。この際、気化器６の温度が水の沸点よりも高温にしておく必要がある。空気流路５１１，５１２，５１３、燃料流路５２２、オフガス流路５３２、水流路５２３及び発電セル１１は連通しているために、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａ、燃料供給バルブ５２２ａ及びオフガス供給バルブ５３２ａが閉ざされ、なおかつ水供給バルブ５２３ａのみが開状態で、水ポンプ５２１の駆動が継続していると、反応装置２の各流路内に水蒸気が浸透することになる。水供給バルブ５２３ａの水供給量を調整すれば、水蒸気の発生量も制御でき、流路内圧をも調整することが可能となる。   In addition, when the operation of the power generation cell 11 is stopped, the control device 20 closes the air supply valves 511a, 512a, 513a, the fuel supply valve 522a, and the offgas supply valve 532a, and then opens the water supply valve 523a. The water pump 521 is driven. Thereby, the water supplied from the water pump 521 becomes water vapor by passing through the vaporizer 6. At this time, the temperature of the vaporizer 6 needs to be higher than the boiling point of water. Since the air flow paths 511, 512, 513, the fuel flow path 522, the off gas flow path 532, the water flow path 523, and the power generation cell 11 are in communication, the air supply valves 511a, 512a, 513a, the fuel supply valve 522a, and the off gas supply If the valve 532a is closed and only the water supply valve 523a is open and the water pump 521 continues to be driven, water vapor permeates into each flow path of the reactor 2. By adjusting the water supply amount of the water supply valve 523a, the amount of water vapor generated can be controlled, and the flow path pressure can also be adjusted.

内圧調整をする際、制御装置２０は発電セル１１、燃料流路５２２、空気流路５１１，５１２，５１３及びオフガス流路５３２の少なくとも１つの内圧を検出し、その検出値が所定圧力を越えるように、水蒸気の発生量を制御している。例えば、本実施形態では、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出温度に基づいて、発電セル１１の燃料極１１ａの内圧を検出している。具体的には、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出温度と、内圧との相関関係を種々の実験やシミュレーションにより事前に算出し、その相関関係を制御装置２０の記憶部に記憶させる。また、制御装置２０の記憶部には水蒸気の発生量による内圧変化量も記憶されている。   When adjusting the internal pressure, the control device 20 detects the internal pressure of at least one of the power generation cell 11, the fuel flow path 522, the air flow paths 511, 512, and 513 and the off-gas flow path 532 so that the detected value exceeds a predetermined pressure. In addition, the amount of water vapor generated is controlled. For example, in the present embodiment, the internal pressure of the fuel electrode 11a of the power generation cell 11 is detected based on the temperature detected by the heater / temperature sensor 13a. Specifically, the correlation between the detected temperature of the heater / temperature sensor 13a and the internal pressure is calculated in advance by various experiments and simulations, and the correlation is stored in the storage unit of the control device 20. The storage unit of the control device 20 also stores the amount of change in internal pressure due to the amount of water vapor generated.

そして、内圧調整時には、まず制御装置２０は、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出温度を認識すると、上記の相関関係から検出温度に対応する内圧値を求める。つまり、ヒータ兼温度センサ１３ａ及び制御装置２０が、発電セル１１、燃料流路５２２、第一空気流路５１１、オフガス流路５３２の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段である。その後、制御装置２０は、内圧値と目標とする所定圧力との差分を求め、その差分に対応する内圧変化量が得られる水蒸気の発生量を決定する（水蒸気量決定ステップ）。制御装置２０は、決定した発生量を越える水蒸気が得られるように、水供給バルブ５２３ａの水供給量を調整し、所定圧力を超えた内圧とする（水蒸気供給ステップ）。   When adjusting the internal pressure, first, when the control device 20 recognizes the detected temperature of the heater / temperature sensor 13a, the control device 20 obtains an internal pressure value corresponding to the detected temperature from the above correlation. That is, the heater / temperature sensor 13 a and the control device 20 are pressure detection means for detecting at least one internal pressure of the power generation cell 11, the fuel flow path 522, the first air flow path 511, and the off-gas flow path 532. Thereafter, the control device 20 obtains the difference between the internal pressure value and the target predetermined pressure, and determines the amount of water vapor generated that provides the amount of change in internal pressure corresponding to the difference (water vapor amount determination step). The control device 20 adjusts the water supply amount of the water supply valve 523a to obtain an internal pressure exceeding a predetermined pressure so that water vapor exceeding the determined generation amount is obtained (water vapor supply step).

ここで、所定圧力は、各流路内に外部の空気等が侵入しない気圧、つまり外圧に設定されている。所定圧力は、発電システム１の設置環境によっても左右されるが、例えば標準大気圧中に発電システム１が設置されている場合には所定圧力は１気圧に設定されることになる。   Here, the predetermined pressure is set to an atmospheric pressure that does not allow outside air or the like to enter each flow path, that is, an external pressure. Although the predetermined pressure depends on the installation environment of the power generation system 1, for example, when the power generation system 1 is installed in the standard atmospheric pressure, the predetermined pressure is set to 1 atm.

次に、発電セル１１の運転停止時の具体的動作について説明する。図２は運転停止処理の流れを示すフローチャートである。図２に示すように、運転停止処理が開始されると、制御装置２０は、発電セル１１による発電を停止すべく、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａ、燃料供給バルブ５２２ａ、オフガス供給バルブ５３２ａを閉状態とする（ステップＳ１：遮断ステップ）。なお、この際、制御装置２０は、空気ポンプ５１０及び燃料ポンプ５２０を停止させている。   Next, a specific operation when the operation of the power generation cell 11 is stopped will be described. FIG. 2 is a flowchart showing the flow of the operation stop process. As shown in FIG. 2, when the operation stop process is started, the control device 20 sets the air supply valve 511a, 512a, 513a, the fuel supply valve 522a, and the off-gas supply valve 532a to stop the power generation by the power generation cell 11. The closed state is set (step S1: blocking step). At this time, the control device 20 stops the air pump 510 and the fuel pump 520.

ステップＳ２では、制御装置２０は、上記の内圧調整を実行し、反応装置２の流路内圧を所定圧力よりも大きくする。   In step S <b> 2, the control device 20 performs the internal pressure adjustment described above, and makes the flow passage internal pressure of the reaction device 2 larger than a predetermined pressure.

ステップＳ３では、制御装置２０は、気化器６が所定温度以上に保つ制御を開始する。ここで、反応装置２内に水蒸気を安定供給するためには、気化器６を所定の温度(１００℃)以上に保つ必要がある。運転停止時には、水の供給も定常運転時と比べると少なくなるので、気化器６での気化による吸熱は小さくなる。そのため、運転停止処理開始直後に気化器６が所定温度以下に下がることはないが、発電セル１１の温度がさらに下がることにより、燃料流路５２２を通じた熱流入がさらに減少し、それによって気化器６の温度が所定の温度以下になってしまう場合もある。このため、制御装置２０は、ヒータ兼温度センサ１３ｃの検出温度に基づいて、気化器６が所定温度以上であるか否かを判断して、所定温度未満であれば、ヒータ兼温度センサ１３ｃによって気化器６を加熱する。この温度検出処理及び加熱処理は図２に示すステップＳ４の処理が終了するまで行われる。   In step S3, the control device 20 starts control for keeping the vaporizer 6 at a predetermined temperature or higher. Here, in order to stably supply water vapor into the reactor 2, it is necessary to keep the vaporizer 6 at a predetermined temperature (100 ° C.) or higher. When the operation is stopped, the supply of water is less than that during the steady operation, so that the heat absorption due to vaporization in the vaporizer 6 is reduced. For this reason, the carburetor 6 does not drop below the predetermined temperature immediately after the start of the shutdown process, but the temperature of the power generation cell 11 further decreases, so that the heat inflow through the fuel flow path 522 is further reduced, thereby causing the carburetor. In some cases, the temperature of 6 becomes a predetermined temperature or lower. For this reason, the control device 20 determines whether or not the vaporizer 6 is equal to or higher than a predetermined temperature based on the temperature detected by the heater / temperature sensor 13c. The vaporizer 6 is heated. This temperature detection process and heating process are performed until the process of step S4 shown in FIG. 2 is completed.

ステップＳ４では、制御装置２０は、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出温度に基づいて、発電セル１１が所定温度未満であるか否かを判断し、所定温度以上である場合にはそのまま待機し、所定温度未満である場合にはステップＳ５に移行する。ここでの所定温度は、燃料極１１ａの酸化温度未満に設定されていることが好ましい。酸化温度は燃料極１１ａをなす材料によって異なるために、所定温度は材料毎に異なる値に設定されることになる。例えば、燃料極１１ａがニッケルから形成されている場合には、所定温度は３００℃程度となる。   In step S4, the control device 20 determines whether or not the power generation cell 11 is lower than a predetermined temperature based on the temperature detected by the heater / temperature sensor 13a. If it is lower than the temperature, the process proceeds to step S5. The predetermined temperature here is preferably set to be lower than the oxidation temperature of the fuel electrode 11a. Since the oxidation temperature differs depending on the material forming the fuel electrode 11a, the predetermined temperature is set to a different value for each material. For example, when the fuel electrode 11a is made of nickel, the predetermined temperature is about 300 ° C.

ステップＳ５では、制御装置２０は、水供給バルブ５２３ａを閉状態とする。また、この際には制御装置２０は水ポンプ５２１も停止させる。これにより、水の供給、すなわち水蒸気の供給が停止される。ステップＳ４，Ｓ５が水蒸気停止ステップである。   In step S5, the control device 20 closes the water supply valve 523a. At this time, the control device 20 also stops the water pump 521. Thereby, the supply of water, that is, the supply of water vapor is stopped. Steps S4 and S5 are water vapor stop steps.

ステップＳ６では、制御装置２０は、空気供給バルブ５１１ａ，５１２ａ，５１３ａを開状態としてから、空気ポンプ５１０を駆動することで、発電セル１１、気化器６、気化用燃焼器９に空気を供給する。この空気によって、発電セル１１、燃料流路５２２、空気流路５１１，５１２，５１３、オフガス流路５３２に残存していた燃料が、燃焼器８や気化用燃焼器９で燃焼されることになる。ステップＳ６が燃焼ステップである。   In step S6, the control device 20 supplies air to the power generation cell 11, the carburetor 6, and the vaporization combustor 9 by driving the air pump 510 after opening the air supply valves 511a, 512a, and 513a. . By this air, the fuel remaining in the power generation cell 11, the fuel flow path 522, the air flow paths 511, 512, 513, and the offgas flow path 532 is burned in the combustor 8 and the vaporization combustor 9. . Step S6 is a combustion step.

ステップＳ７では、制御装置２０は、オフガス供給バルブ５３２ａを開状態とする。これにより、各流路内に残存する水蒸気や改質ガスは空気により押し出されて、水回収装置５３１に到達する。水回収装置５３１は、オフガスから水を生成し、その水を、水回収流路５３３を介して水カートリッジ４に供給する。   In step S7, the control device 20 opens the off gas supply valve 532a. Thereby, water vapor and reformed gas remaining in each flow path are pushed out by air and reach the water recovery device 531. The water recovery device 531 generates water from the off gas, and supplies the water to the water cartridge 4 via the water recovery flow path 533.

ステップＳ８では、制御装置２０は、所定時間が経過したか否かを判断し、経過していなければそのまま待機し、経過していたらステップＳ９に移行する。ここで、所定時間とは、流路内に残存する水蒸気や改質ガスが排出されるまでの時間である。   In step S8, the control device 20 determines whether or not a predetermined time has elapsed. If the predetermined time has not elapsed, the control device 20 stands by, and if it has elapsed, proceeds to step S9. Here, the predetermined time is a time until the water vapor or the reformed gas remaining in the flow path is discharged.

ステップＳ９では、制御装置２０は、空気ポンプ５１０を停止して、空気供給を停止する。これにより、運転停止処理が終了する。   In step S9, the control device 20 stops the air pump 510 and stops the air supply. Thereby, the operation stop process is completed.

以上のように、本実施形態によれば、燃料流路５２２の内圧を外圧よりも高くすることができ、酸素を含む外部の気体が反応装置２の流路内に侵入してしまうことを抑えることが可能となる。酸素の侵入が抑えられるために、燃料極１１ａの酸化を抑制することができる。   As described above, according to the present embodiment, the internal pressure of the fuel flow path 522 can be made higher than the external pressure, and an external gas containing oxygen is prevented from entering the flow path of the reaction apparatus 2. It becomes possible. Since the intrusion of oxygen is suppressed, the oxidation of the fuel electrode 11a can be suppressed.

また、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出温度と内圧との相関関係に基づいて、発電セル１１に供給する水蒸気量が決定されているので、流路内の内圧を直接検出する圧力センサを設置しなくとも、最適な水蒸気量を決定することが可能となる。   Further, since the amount of water vapor supplied to the power generation cell 11 is determined based on the correlation between the detected temperature of the heater / temperature sensor 13a and the internal pressure, a pressure sensor that directly detects the internal pressure in the flow path is not installed. In both cases, it is possible to determine the optimum water vapor amount.

また、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出結果が、燃料極１１ａの酸化温度未満である場合に水蒸気停止ステップが実行されるので、酸化温度以上のときに空気が送られてしまうことを防止することができる。これにより、燃料極１１ａの酸化が抑えられることになる。   Further, since the water vapor stop step is executed when the detection result of the heater / temperature sensor 13a is lower than the oxidation temperature of the fuel electrode 11a, it is possible to prevent air from being sent when the temperature exceeds the oxidation temperature. it can. Thereby, the oxidation of the fuel electrode 11a is suppressed.

そして、水蒸気停止ステップ後に燃焼ステップが実行されるので、反応装置２の流路内に残存した燃料は燃焼されることになる。このため、水素ガスや一酸化炭素を除去したオフガスを排出することができる。   And since a combustion step is performed after a water vapor | steam stop step, the fuel which remained in the flow path of the reaction apparatus 2 will be combusted. For this reason, off-gas from which hydrogen gas or carbon monoxide has been removed can be discharged.

また、気化器６が、気化用燃焼器９で生じた熱量により水蒸気を生成するので、水蒸気生成用の加熱器を設けなくとも水蒸気を生成することが可能である。
気化器６が、水回収装置５３１により回収された水から水蒸気を生成するので、運転停止処理用の水を別に備えなくとも、運転停止中に水蒸気を生成することが可能である。 Further, since the vaporizer 6 generates water vapor by the amount of heat generated in the vaporization combustor 9, it is possible to generate water vapor without providing a heater for generating water vapor.
Since the vaporizer 6 generates water vapor from the water recovered by the water recovery device 531, it is possible to generate water vapor during operation stop without separately providing water for operation stop processing.

なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能である。以下の説明において上記実施形態と同一の部分には同一符号を付してその説明を省略する。   Note that the present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate. In the following description, the same parts as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.

例えば、本実施形態では、発電セル１１として、固体酸化物型燃料電池を例示して説明したが、その他の燃料電池に対しても本発明の構成を適用することは可能である。その他の燃料電池としては、例えば、溶融炭酸塩型燃料電池が挙げられる。   For example, in the present embodiment, a solid oxide fuel cell has been described as an example of the power generation cell 11, but the configuration of the present invention can be applied to other fuel cells. Examples of other fuel cells include a molten carbonate fuel cell.

また、本実施形態では、燃料を改質器７で改質した後、発電セル１１に供給する場合を例示したが、燃料を発電セルに直接送り、発電セルの内部で改質するようにしてもよい。この場合、改質器７を省略することが可能となる。   In the present embodiment, the fuel is reformed by the reformer 7 and then supplied to the power generation cell 11. However, the fuel is directly sent to the power generation cell and reformed inside the power generation cell. Also good. In this case, the reformer 7 can be omitted.

また、本実施形態では、ヒータ兼温度センサ１３ａと、制御装置２０とが圧力検出手段である場合を例示して説明したが、発電セル１１、燃料流路５２２、空気流路５１１，５１２，５１３、オフガス流路５３２の少なくとも１つの内圧と外圧の差圧を検出する差圧検出手段を圧力検出手段として断熱パッケージ１２内に設置してもよい。この場合、予め予備実験やシミュレーションにより差圧検出手段の検出結果と、流路の内圧との相関関係を求めておき、その関係が制御装置２０の記憶部に記憶されていることが好ましい。
また、これ以外にも、流路内圧を直接検出する圧力センサを圧力検出手段として設置してもよい。 Further, in the present embodiment, the case where the heater / temperature sensor 13a and the control device 20 are pressure detecting means has been described as an example, but the power generation cell 11, the fuel flow path 522, the air flow paths 511, 512, and 513 are described. A differential pressure detecting means for detecting a differential pressure between at least one internal pressure and external pressure in the off-gas flow path 532 may be installed in the heat insulating package 12 as a pressure detecting means. In this case, it is preferable that a correlation between the detection result of the differential pressure detection means and the internal pressure of the flow path is obtained in advance by preliminary experiments and simulations, and the relationship is stored in the storage unit of the control device 20.
In addition to this, a pressure sensor that directly detects the internal pressure of the flow path may be installed as the pressure detection means.

〈変形例〉
また、上述の実施形態では、運転停止時に水のみを反応装置２内に供給する場合を例示して説明したが、水蒸気酸化を防止すべく水とともに燃料も供給するようにしてもよい。
例えば、燃料極１１ａがニッケルである場合、燃料極１１ａの温度が３００℃以上のときに、水蒸気が供給されて流路内の水素濃度が極端に低くなってしまうと燃料極１１ａに水蒸気酸化現象が生ずるおそれがある。
水蒸気酸化とは、式（６）の平衡状態によって水蒸気から僅かに酸素が生成され、金属等を酸化させる現象である。 <Modification>
In the above-described embodiment, the case where only water is supplied into the reactor 2 when the operation is stopped has been described as an example. However, fuel may be supplied together with water to prevent steam oxidation.
For example, when the fuel electrode 11a is nickel, when the temperature of the fuel electrode 11a is 300 ° C. or higher and water vapor is supplied and the hydrogen concentration in the flow path becomes extremely low, the water vapor oxidation phenomenon occurs in the fuel electrode 11a. May occur.
The steam oxidation is a phenomenon in which oxygen is slightly generated from the steam in the equilibrium state of the formula (6), and a metal or the like is oxidized.

Ｈ２Ｏ→Ｈ２＋１／２Ｏ２・・・（６） H 2 O → H 2 + 1 / 2O 2 (6)

これ以外にも、改質ガス中に含まれる二酸化炭素から式（７）の反応によって僅かに生成された酸素や、運転停止処理時に流路内に残留する酸素等も流路中に存在している。   In addition to this, oxygen slightly generated from the carbon dioxide contained in the reformed gas by the reaction of the formula (7), oxygen remaining in the flow path during the operation stop processing, and the like are also present in the flow path. Yes.

ＣＯ２→ＣＯ＋１／２Ｏ２・・・（７） CO 2 → CO + 1 / 2O 2 (7)

図３，４は、それぞれ７００℃と４００℃における水蒸気中に含まれる水素濃度と、その時生成される酸素の分圧との関係を表すグラフである。図中、斜線部分は各温度におけるニッケルの酸化領域を示す。いずれの温度においても、水素濃度が約２％以上でニッケルの酸化領域から外れることがわかる。   3 and 4 are graphs showing the relationship between the hydrogen concentration contained in water vapor at 700 ° C. and 400 ° C. and the partial pressure of oxygen generated at that time. In the figure, hatched portions indicate nickel oxidation regions at various temperatures. It can be seen that at any temperature, the hydrogen concentration deviates from the nickel oxidation region at about 2% or more.

本変形例では、制御装置２０は図２に示すステップＳ２の後に、以下の処理を実行する。また、それ以外の処理は上述の実施形態と同一であるために同一符号を付してその説明を省略する（図５参照）。つまり、ヒータ兼温度センサ１３ａの検出結果が、燃料極１１ａの酸化温度以上である場合には、制御装置２０は、水蒸気供給ステップと同時に、若しくはそれ以降に、燃料供給バルブ５２２ａを開状態としてから、燃料ポンプ５２０を駆動する。この際、制御装置２０は、発電セル１１、燃料流路５２２、空気流路５１１，５１２，５１３及びオフガス流路５３２内における水素濃度が２％（所定割合）以上となるように、燃料供給バルブ５２２ａによる燃料供給量を調整している。この工程が、燃料供給ステップ（ステップＳ２−１）である。これにより、燃料極１１ａの酸化をより防止することができる。   In the present modification, the control device 20 executes the following process after step S2 shown in FIG. In addition, since the other processes are the same as those in the above-described embodiment, the same reference numerals are given and the description thereof is omitted (see FIG. 5). That is, when the detection result of the heater / temperature sensor 13a is equal to or higher than the oxidation temperature of the fuel electrode 11a, the control device 20 opens the fuel supply valve 522a simultaneously with or after the water vapor supply step. Then, the fuel pump 520 is driven. At this time, the controller 20 controls the fuel supply valve so that the hydrogen concentration in the power generation cell 11, the fuel flow path 522, the air flow paths 511, 512, and 513 and the off-gas flow path 532 is 2% (predetermined ratio) or more. The fuel supply amount by 522a is adjusted. This process is a fuel supply step (step S2-1). Thereby, the oxidation of the fuel electrode 11a can be further prevented.

ここで、実際の発電システム１においては、発電セル１１の定常運転時の出力に応じて、制御装置２０がステップＳ１の遮断ステップを実行したときに、第一空気流路５１１、第二空気流路５１２、第三空気流路５１３、燃料流路５２２、オフガス流路５３２及び発電セル１１内にそれぞれ残存する気体の量を予め予測することができる。燃料供給ステップでは、この残存する気体の量を考慮して、制御装置２０は、水素濃度が所定割合以上となるように、燃料供給バルブ５２２ａによる燃料供給量を調整している。   Here, in the actual power generation system 1, when the control device 20 executes the blocking step of Step S <b> 1 according to the output during the steady operation of the power generation cell 11, the first air flow path 511, the second air flow The amount of gas remaining in each of the passage 512, the third air passage 513, the fuel passage 522, the off-gas passage 532, and the power generation cell 11 can be predicted in advance. In the fuel supply step, in consideration of the amount of the remaining gas, the control device 20 adjusts the fuel supply amount by the fuel supply valve 522a so that the hydrogen concentration becomes a predetermined ratio or more.

なお、上記の例では、燃料極１１ａがニッケルであるために水素濃度を２％以上と設定しているが、この値は燃料極１１ａを形成する材料毎によって異なる。所定割合は燃料極１１ａの形成材料毎に最適な値が設定されることになる。
また、３００℃以上であっても運転停止処理中の水素濃度が所定割合以上に保たれるように、燃料流路５２２、空気流路５１１，５１２，５１３及びオフガス流路５３２の容積比を設計時に調整しておけば、燃料供給ステップを実行しなくとも、燃料極１１ａの酸化を防止することができる。 In the above example, since the fuel electrode 11a is nickel, the hydrogen concentration is set to 2% or more, but this value varies depending on the material forming the fuel electrode 11a. The predetermined ratio is set to an optimum value for each material for forming the fuel electrode 11a.
Further, the volume ratio of the fuel flow path 522, the air flow paths 511, 512, and 513 and the off-gas flow path 532 is designed so that the hydrogen concentration during the operation stop process is maintained at a predetermined ratio or higher even at 300 ° C. or higher. If adjusted sometimes, oxidation of the fuel electrode 11a can be prevented without executing the fuel supply step.

本実施形態の発電システムの構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the electric power generation system of this embodiment. 発電システムの制御装置が実行する運転停止処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation stop process which the control apparatus of an electric power generation system performs. ７００℃における水蒸気中に含まれる水素濃度と、その時生成される酸素の分圧との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the hydrogen concentration contained in the water vapor | steam in 700 degreeC, and the partial pressure of the oxygen produced | generated at that time. ４００℃における水蒸気中に含まれる水素濃度と、その時生成される酸素の分圧との関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the hydrogen concentration contained in the water vapor | steam in 400 degreeC, and the partial pressure of the oxygen produced | generated at that time. 上記変形例の発電システムの制御装置が実行する運転停止処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the operation stop process which the control apparatus of the electric power generation system of the said modification performs.

符号の説明Explanation of symbols

１ 発電システム
２ 反応装置
３ 燃料カートリッジ
４ 水カートリッジ
５ 供給部
６ 気化器
７ 改質器
８ 燃焼器
９ 気化用燃焼器（燃焼器）
１０ 熱交換器
１１ 発電セル
１１ａ 燃料極
１１ｂ 空気極
１１ｃ 電解質膜
１２ 断熱パッケージ
１３ａ ヒータ兼温度センサ（温度検出手段、圧力検出手段）
１３ｂ ヒータ兼温度センサ
１３ｃ ヒータ兼温度センサ
２０ 制御装置（圧力検出手段）
５１ 空気供給部
５２ 混合液供給部
５３ 排出部
５１０ 空気ポンプ（酸化剤ガス供給制御手段）
５１１ 第一空気流路（酸化剤ガス流路）
５１１ａ 空気供給バルブ（酸化剤ガス供給制御手段）
５１２ 第二空気流路
５１３ 第三空気流路
５１２ａ，５１３ａ 空気供給ポンプ
５２０ 燃料ポンプ（燃料供給制御手段）
５２１ 水ポンプ（水蒸気供給制御手段）
５２２ 燃料流路
５２２ａ 燃料供給バルブ（燃料供給制御手段）
５２３ 水流路（水蒸気供給制御手段）
５２３ａ 水供給バルブ（水蒸気供給制御手段）
５３１ 水回収装置
５３２ オフガス流路
５３２ａ オフガス供給バルブ（オフガス排出制御手段）
５３３ 水回収流路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generation system 2 Reactor 3 Fuel cartridge 4 Water cartridge 5 Supply part 6 Vaporizer 7 Reformer 8 Combustor 9 Vaporization combustor (combustor)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Heat exchanger 11 Power generation cell 11a Fuel electrode 11b Air electrode 11c Electrolyte membrane 12 Heat insulation package 13a Heater and temperature sensor (temperature detection means, pressure detection means)
13b Heater and temperature sensor 13c Heater and temperature sensor 20 Control device (pressure detection means)
51 Air supply part 52 Mixed liquid supply part 53 Discharge part 510 Air pump (oxidant gas supply control means)
511 First air flow path (oxidant gas flow path)
511a Air supply valve (oxidant gas supply control means)
512 Second air flow path 513 Third air flow path 512a, 513a Air supply pump 520 Fuel pump (fuel supply control means)
521 Water pump (steam supply control means)
522 Fuel flow path 522a Fuel supply valve (fuel supply control means)
523 Water channel (water vapor supply control means)
523a Water supply valve (steam supply control means)
531 Water recovery device 532 Off gas flow path 532a Off gas supply valve (off gas discharge control means)
533 water recovery channel

Claims (11)

空気極に供給された酸化剤ガスと燃料極に供給された燃料との反応により電力を生成する発電セルと、
前記発電セルに前記燃料を供給する燃料流路と、
前記発電セルに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、
前記発電セルで発生したオフガスを排出するオフガス流路と、
前記燃料流路に水蒸気が流入することを許容又は停止する水蒸気供給制御手段と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスが流入することを許容又は停止する酸化剤ガス供給制御手段と、
前記オフガス流路から前記オフガスが流出することを許容又は停止するオフガス排出制御手段と、
前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段と、
前記発電セルの運転停止時に、前記酸化剤ガス供給制御手段及び前記オフガス排出制御手段の全てを停止状態としてから、前記水蒸気供給制御手段を許容状態として、前記圧力検出手段の検出結果が所定圧力を超えるように前記発電セル内に水蒸気を流入させる制御装置とを備えることを特徴とする発電システム。 A power generation cell that generates electric power by a reaction between the oxidant gas supplied to the air electrode and the fuel supplied to the fuel electrode;
A fuel flow path for supplying the fuel to the power generation cell;
An oxidant gas flow path for supplying the oxidant gas to the power generation cell;
An offgas passage for discharging offgas generated in the power generation cell;
Water vapor supply control means for allowing or stopping water vapor from flowing into the fuel flow path;
An oxidant gas supply control means for permitting or stopping the oxidant gas from flowing into the oxidant gas flow path;
Off gas discharge control means for allowing or stopping the off gas from flowing out of the off gas flow path;
Pressure detecting means for detecting an internal pressure of at least one of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path;
When the operation of the power generation cell is stopped, all of the oxidant gas supply control unit and the off-gas discharge control unit are stopped, and then the water vapor supply control unit is set to an allowable state. A power generation system comprising: a control device that causes water vapor to flow into the power generation cell so as to exceed. 空気極に供給された酸化剤ガスと燃料極に供給された燃料との反応により電力を生成する発電セルと、
前記発電セルに前記燃料を供給する燃料流路と、
前記発電セルに前記酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス流路と、
前記発電セルで発生したオフガスを排出するオフガス流路と、
前記燃料流路に水蒸気が流入することを許容又は停止する水蒸気供給制御手段と、
前記酸化剤ガス流路に酸化剤ガスが流入することを許容又は停止する酸化剤ガス供給制御手段と、
前記オフガス流路から前記オフガスが流出することを許容又は停止するオフガス排出制御手段と、
前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段と、を備える発電システムの制御装置であって、
前記発電セルの運転停止時に、前記酸化剤ガス供給制御手段及び前記オフガス排出制御手段の全てを停止状態とする遮断ステップと、
前記遮断ステップの後に、前記水蒸気供給制御手段を許容状態として、前記圧力検出手段の検出結果が所定圧力を超えるように前記発電セル内に水蒸気を流入させる水蒸気供給ステップとを実行することを特徴とする発電システムの制御装置。 A power generation cell that generates electric power by a reaction between the oxidant gas supplied to the air electrode and the fuel supplied to the fuel electrode;
A fuel flow path for supplying the fuel to the power generation cell;
An oxidant gas flow path for supplying the oxidant gas to the power generation cell;
An offgas passage for discharging offgas generated in the power generation cell;
Water vapor supply control means for allowing or stopping water vapor from flowing into the fuel flow path;
An oxidant gas supply control means for permitting or stopping the oxidant gas from flowing into the oxidant gas flow path;
Off gas discharge control means for allowing or stopping the off gas from flowing out of the off gas flow path;
A pressure detection means for detecting an internal pressure of at least one of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path,
When the operation of the power generation cell is stopped, a shut-off step for stopping all of the oxidant gas supply control means and the off-gas discharge control means,
After the blocking step, the steam supply control unit is allowed to perform, and a steam supply step for causing the steam to flow into the power generation cell so that the detection result of the pressure detection unit exceeds a predetermined pressure is performed. Control device for power generation system. 請求項２記載の発電システムの制御装置において、
前記発電セルの温度を検出するため、前記発電システムに更に備えられた温度検出手段の検出結果に基づいて、前記水蒸気供給制御手段によって前記発電セルに供給される水蒸気量を決定する水蒸気量決定ステップを、前記水蒸気供給ステップの前に実行することを特徴とする発電システムの制御装置。 The control device for a power generation system according to claim 2,
In order to detect the temperature of the power generation cell, a water vapor amount determination step for determining the amount of water vapor supplied to the power generation cell by the water vapor supply control means based on the detection result of the temperature detection means further provided in the power generation system. Is executed before the water vapor supply step. 請求項３記載の発電システムの制御装置において、
前記温度検出手段が、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧を検出する圧力検出手段を兼ねていることを特徴とする発電システムの制御装置。 The control device for a power generation system according to claim 3,
Control of a power generation system, wherein the temperature detection means also serves as pressure detection means for detecting at least one internal pressure of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path apparatus. 請求項２又は３に記載の発電システムの制御装置において、
前記圧力検出手段が、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路、前記オフガス流路の少なくとも１つの内圧と外圧の差圧を検出する差圧検出手段であることを特徴とする発電システムの制御装置。 In the control apparatus of the electric power generation system of Claim 2 or 3,
The pressure detection means is a differential pressure detection means for detecting a differential pressure between an internal pressure and an external pressure of at least one of the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow path. Control device for power generation system. 請求項２記載の発電システムの制御装置において、
前記発電セルの温度を検出するため、前記発電システムに更に備えられた温度検出手段の検出結果が、前記燃料極の酸化温度未満である場合には、前記水蒸気供給制御手段を停止状態とする水蒸気停止ステップを、前記遮断ステップ後に実行することを特徴とする発電システムの制御装置。 The control device for a power generation system according to claim 2,
In order to detect the temperature of the power generation cell, when the detection result of the temperature detection means further provided in the power generation system is lower than the oxidation temperature of the fuel electrode, the water vapor supply control means is stopped. A control device for a power generation system, wherein the stop step is executed after the blocking step. 請求項６記載の発電システムの制御装置において、
前記オフガスを燃焼するため、前記発電システムに更に備えられた燃焼器により、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路及び前記オフガス流路内に残存した燃料を燃焼させる燃焼ステップを、前記水蒸気停止ステップ後に実行することを特徴とする発電システムの制御装置。 The control device for a power generation system according to claim 6,
In order to burn off gas, a combustor further provided in the power generation system includes a combustion step of burning fuel remaining in the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off gas flow path. A control device for a power generation system, which is executed after the water vapor stopping step. 請求項６又は７に記載の発電システムの制御装置において、
前記温度検出手段の検出結果が、前記燃料極の酸化温度以上である場合には、
前記燃料流路に燃料が流入することを許容又は停止するため、前記発電システムに更に備えられた燃料供給制御手段によって、前記発電セル、前記燃料流路、前記酸化剤ガス流路及び前記オフガス流路内における水素濃度が所定割合以上となるように、前記燃料流路に前記燃料を供給する燃料供給ステップを、前記水蒸気供給ステップと同時若しくはそれ以降に実行することを特徴とする発電システムの制御装置。 In the control device of the power generation system according to claim 6 or 7,
When the detection result of the temperature detection means is equal to or higher than the oxidation temperature of the fuel electrode,
In order to allow or stop the flow of fuel into the fuel flow path, the power generation cell, the fuel flow path, the oxidant gas flow path, and the off-gas flow are controlled by a fuel supply control means further provided in the power generation system. Control of a power generation system, wherein a fuel supply step for supplying the fuel to the fuel flow path is performed at the same time as or after the water vapor supply step so that the hydrogen concentration in the passage becomes a predetermined ratio or more. apparatus. 請求項２〜８のいずれか一項に記載の発電システムの制御装置において、
前記発電システムは、
前記オフガスを燃焼する燃焼器と、
前記水蒸気を生成する気化器と、を更に備え、
前記気化器は、前記燃焼器で生じた熱量により前記水蒸気を生成することを特徴とする発電システムの制御装置。 In the control apparatus of the electric power generation system as described in any one of Claims 2-8,
The power generation system includes:
A combustor for combusting the off-gas;
A vaporizer for generating the water vapor,
The said vaporizer produces | generates the said water vapor | steam with the calorie | heat amount which arose in the said combustor, The control apparatus of the electric power generation system characterized by the above-mentioned. 請求項２〜８のいずれか一項に記載の発電システムの制御装置において、
前記発電システムは、
前記発電セルで生成した水を回収する水回収装置と、
前記水蒸気を生成する気化器と、を更に備え、
前記気化器は、前記水回収装置により回収された水により水蒸気を生成することを特徴とする発電システムの制御装置。 In the control apparatus of the electric power generation system as described in any one of Claims 2-8,
The power generation system includes:
A water recovery device for recovering water generated in the power generation cell;
A vaporizer for generating the water vapor,
The said vaporizer produces | generates water vapor | steam with the water collect | recovered by the said water collection | recovery apparatus, The control apparatus of the electric power generation system characterized by the above-mentioned. 請求項２〜１０のいずれか一項に記載の発電システムの制御装置において、
前記発電セルは、固体酸化物型燃料電池又は溶融炭酸塩型燃料電池であることを特徴とする発電システムの制御装置。 In the control apparatus of the electric power generation system as described in any one of Claims 2-10,
The power generation cell is a solid oxide fuel cell or a molten carbonate fuel cell.
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