JP2791130B2 - Fuel cell power plant - Google Patents

Fuel cell power plant

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JP2791130B2
JP2791130B2 JP1240214A JP24021489A JP2791130B2 JP 2791130 B2 JP2791130 B2 JP 2791130B2 JP 1240214 A JP1240214 A JP 1240214A JP 24021489 A JP24021489 A JP 24021489A JP 2791130 B2 JP2791130 B2 JP 2791130B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、プラントの起動時間の短縮化を可能とした
燃料電池発電プラントに関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Purpose of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a fuel cell power plant that can shorten the startup time of the plant.

(従来の技術) 近年、実用化が進んでいる燃料電池発電システムは、
水素等の燃料の有しているエネルギーを、燃料電池内で
生じる電気化学反応により、直接電気エネルギーに変換
するものであり、上記燃料と空気等の酸化剤が燃料電池
に供給されている限り、高い変換効率で電気エネルギー
を取り出すことができるものである。
(Prior art) In recent years, fuel cell power generation systems that have been put into practical use are:
The energy of a fuel such as hydrogen is directly converted into electric energy by an electrochemical reaction occurring in the fuel cell.As long as the fuel and the oxidant such as air are supplied to the fuel cell, Electric energy can be extracted with high conversion efficiency.

また、この種の燃料電池発電システムにおいては、メ
タン等の原料ガスを水蒸気改質することによって、燃料
電池用の燃料としての水素ガスを得るために、燃料改質
系を備えることが多い。この様な燃料改質系の改質器に
おいては、内部に改質反応触媒層が設けられた改質反応
管の内側に、原料ガスライン及び水蒸気ラインを通して
供給されるメタン等の原料ガス及び水蒸気の混合ガスを
導入し、且つ、上記改質反応管の外側に燃焼室での燃焼
で得られた高温の加熱ガスを通過させることにより、上
記原料ガスを水素リッチな改質ガスに改質し、さらに、
一酸化炭素変成器を経て、より水素濃度の高い改質ガス
とした上で、負荷としての燃料電池へ供給するようにし
ている。
In addition, this type of fuel cell power generation system often includes a fuel reforming system in order to obtain hydrogen gas as fuel for a fuel cell by steam reforming a source gas such as methane. In such a reformer of a fuel reforming system, a raw material gas such as methane and steam supplied through a raw material gas line and a steam line are provided inside a reforming reaction tube in which a reforming reaction catalyst layer is provided. And reforming the raw material gas into a hydrogen-rich reformed gas by passing a high-temperature heating gas obtained by combustion in a combustion chamber outside the reforming reaction tube. ,further,
After a reformed gas having a higher hydrogen concentration is passed through a carbon monoxide converter, the reformed gas is supplied to a fuel cell as a load.

第4図は、この種の燃料改質装置を備えた燃料電池発
電プラントの構成例を示すものである。図において、1
は改質器で、内部に改質反応触媒層が設けられた改質反
応管2と、燃焼用燃料供給ライン3及び燃焼用空気供給
ライン4を通して、各々供給される燃焼用燃料及び燃焼
用空気を燃焼室6で燃焼させるバーナ7とを備えてい
る。また、8及び9はそれぞれ炭化水素系の原料ガス
(メタン等)及び水蒸気を供給するため原料ガス供給装
置及び水蒸気供給装置で、これらよりそれぞれ供給弁1
5,16を介して供給された原料ガス及び水蒸気を混合させ
て、上記改質反応管2の内側に導入する。改質器1にお
いては、上記燃焼室6での燃焼によって得られた高温の
加熱ガスを改質反応管2の外側を通過させることによ
り、約600℃〜800℃という高温で上記原料ガスを改質ガ
スに改質し、さらに、この改質ガスを変成触媒層を有す
る高温一酸化炭素変成器10(運転温度約400℃)、次い
で低温一酸化炭素変成器11(運転温度約200℃)に導入
し、より水素濃度の高い改質ガスに変成したうえ、コン
タクトクーラ13によってガス中の余剰水分を除去した
後、燃料供給弁5を介して、負荷としての燃料電池12の
燃料極12aへ燃料として供給するように構成されてい
る。一方、燃料電池12の空気極12bへは、空気供給弁14
を介して空気が供給される。
FIG. 4 shows a configuration example of a fuel cell power plant equipped with this type of fuel reformer. In the figure, 1
Is a reformer, and the combustion fuel and combustion air supplied through a reforming reaction tube 2 in which a reforming reaction catalyst layer is provided, a combustion fuel supply line 3 and a combustion air supply line 4, respectively. And a burner 7 for burning in the combustion chamber 6. Reference numerals 8 and 9 denote a source gas supply device and a steam supply device for supplying a hydrocarbon-based source gas (methane and the like) and steam, respectively.
The raw material gas and the water vapor supplied through 5 and 16 are mixed and introduced into the inside of the reforming reaction tube 2. In the reformer 1, the raw material gas is reformed at a high temperature of about 600 ° C. to 800 ° C. by passing the high temperature heating gas obtained by the combustion in the combustion chamber 6 outside the reforming reaction tube 2. To a high-temperature carbon monoxide converter 10 (operating temperature of about 400 ° C.) having a shift catalyst layer, and then to a low-temperature carbon monoxide converter 11 (operating temperature of about 200 ° C.) After being introduced and converted into a reformed gas having a higher hydrogen concentration, excess water in the gas is removed by a contact cooler 13, and the fuel is supplied to a fuel electrode 12 a of a fuel cell 12 as a load through a fuel supply valve 5. It is configured to be supplied as. On the other hand, the air supply valve 14 is connected to the air electrode 12b of the fuel cell 12.
The air is supplied via.

さらに、前記改質器反応管2、高温一酸化炭素変成器
10、低温一酸化炭素変成器11、コンタクトクーラ13のそ
れぞれの入口側には、それぞれ熱交換器17,18,19,20が
設けられ、改質器や変成器等に導入されるガスの温度
を、それぞれの反応に適切なレベルとなるように調整し
ている。例えば、改質器反応管2の入口に設けられた熱
交換器17は、原料ガスと水蒸気の混合ガスに対し加熱器
として働き、他の熱交換器18,19,20は改質ガスに対して
冷却器として働く。
Furthermore, the reformer reaction tube 2, a high-temperature carbon monoxide converter
10, heat exchangers 17, 18, 19, and 20 are provided at the inlet sides of the low-temperature carbon monoxide converter 11 and the contact cooler 13, respectively. Is adjusted to an appropriate level for each reaction. For example, the heat exchanger 17 provided at the inlet of the reformer reaction tube 2 functions as a heater for the mixed gas of the raw material gas and the steam, and the other heat exchangers 18, 19, and 20 serve for the reformed gas. Work as a cooler.

また、第4図に示した燃料電池発電プラントにおいて
は、プラント起動時に用いられる昇温系統が配設されて
いる。即ち、コンタクトクーラ13から燃料電池12へのラ
イン23から分岐して、不活性ガス供給ライン22に接続さ
れるライン24上に、昇温循環用ブロワ21が設けられてい
る。この昇温循環用ブロワ21は、通常の改質運転中は停
止しており、燃料電池発電プラントを起動する際の燃料
改質系の昇温時に用いられるものである。即ち、燃料電
池発電プラントの起動昇温時においては、原料ガス及び
水蒸気の供給弁15,16と、燃料電池への燃料供給弁5を
閉じた状態で、まず、窒素等の不活性ガス供給ライン22
より不活性ガスを燃料改質系に供給して封入し、昇温循
環用ブロワ21を回転させつつ改質器のバーナ7を燃焼さ
せ、この燃焼熱を不活性ガスに与えることで、上述した
燃料改質系の機器を次第に加熱し、昇温する。この様に
して改質器、一酸化炭素変成器及び熱交換器が、それぞ
れ改質反応に必要な適切な温度レベルまで昇温された
後、原料ガス及び水蒸気を供給し、改質反応が開始され
るように構成されている。
Further, in the fuel cell power plant shown in FIG. 4, a heating system used when starting the plant is provided. That is, the temperature rise circulation blower 21 is provided on a line 24 which is branched from a line 23 from the contact cooler 13 to the fuel cell 12 and is connected to an inert gas supply line 22. The temperature raising circulation blower 21 is stopped during the normal reforming operation, and is used at the time of raising the temperature of the fuel reforming system when starting the fuel cell power plant. That is, when the fuel cell power plant is started up and heated, the supply valves 15 and 16 for the raw material gas and water vapor and the fuel supply valve 5 for the fuel cell are closed, and an inert gas supply line such as nitrogen is first supplied. twenty two
The inert gas is supplied to the fuel reforming system and sealed therein, and the burner 7 of the reformer is burned while rotating the blower 21 for heating and circulating. The equipment of the fuel reforming system is gradually heated and heated. After the reformer, the carbon monoxide converter, and the heat exchanger are each heated to an appropriate temperature level necessary for the reforming reaction in this way, the raw material gas and steam are supplied to start the reforming reaction. It is configured to be.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記の様に構成された従来の燃料電池
発電プラントにおいては、以下に述べる様な解決すべき
課題があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, the conventional fuel cell power plant configured as described above has problems to be solved as described below.

即ち、一般に、プラント出力がMW級以上の大型で大容
量の燃料電池発電プラントにおいては、燃料改質系に含
まれる改質器反応管の触媒層及び一酸化炭素変成器の触
媒層の量が大きくなるため、燃料改質系の熱容量が大き
くなる。このため、第4図に示した様な、プラント起動
時の昇温方法では、各機器の温度が適切なレベルになる
まで昇温するには、6〜8時間と相当な時間がかかるた
め、これを短縮化することが切望されている。特に、週
間スケジュールにしたがって起動・停止を繰り返すこと
が要求される中間負荷需要対応用の発電所として燃料電
池発電プラントを運用する場合、短時間での起動は不可
欠のものである。
That is, in general, in a large-capacity fuel cell power plant having a plant output of MW class or more, the amounts of the catalyst layer of the reformer reaction tube and the catalyst layer of the carbon monoxide converter included in the fuel reforming system are reduced. As a result, the heat capacity of the fuel reforming system increases. For this reason, in the method of raising the temperature at the time of starting the plant as shown in FIG. 4, it takes 6 to 8 hours to raise the temperature of each device until it reaches an appropriate level. It is desired to shorten this. In particular, when a fuel cell power plant is operated as a power station for meeting an intermediate load demand that is required to be repeatedly started and stopped according to a weekly schedule, a short start-up is indispensable.

この様な燃料改質系の昇温時間を短縮化する方法の一
つとして、昇温時の加熱源である改質器バーナ7の燃焼
量を増加させることが考えられるが、この場合、改質反
応管2の温度が過大になり、反応管及び触媒層の破壊を
招くといった欠点があるため、燃焼量の増加には限界が
あり、昇温時間を大幅に短縮化することはできなかっ
た。
As one of the methods of shortening the time for raising the temperature of the fuel reforming system, it is conceivable to increase the combustion amount of the reformer burner 7 which is a heating source at the time of raising the temperature. However, there is a drawback that the temperature of the reaction tube 2 becomes excessively high and the reaction tube and the catalyst layer are destroyed. Therefore, there is a limit to the increase in the amount of combustion, and the heating time cannot be shortened significantly. .

本発明は、以下の欠点を解消するために提案されたも
ので、その目的は、プラントの起動時間の短縮化を可能
とした、効率の良い燃料電池発電プラントを提供するこ
とにある。
The present invention has been proposed in order to solve the following disadvantages, and an object of the present invention is to provide an efficient fuel cell power plant capable of shortening the startup time of the plant.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 請求項1記載の発明は、改質器と一酸化炭素変成器と
熱交換器とを有して成る燃料改質系を含む燃料電池発電
プラントにおいて、一酸化炭素変成器の容器外面上また
は内部に保温ヒータを設け、また、その入口側と出口側
とを結ぶバイパスラインを形成し、そのライン上に流量
制御弁が設けたことを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] The invention according to claim 1 is a fuel cell power generation including a fuel reforming system having a reformer, a carbon monoxide converter, and a heat exchanger. In the plant, a warming heater is provided on or inside the container of the carbon monoxide converter, a bypass line is formed between the inlet side and the outlet side, and a flow control valve is provided on the line. It is assumed that.

また、請求項2記載の発明は、改質器と一酸化炭素変
成器と熱交換器と脱硫器とを有して成る燃料改質系を含
む燃料電池発電プラントにおいて、一酸化炭素変成器あ
るいは脱硫器の少なくともいずれか一方の容器外面上ま
たは内部に保温ヒータを設け、また、一酸化炭素変成器
あるいは脱硫器の少なくともいずれか一方に、その入口
側と出口側とを結ぶバイパスラインを形成し、そのライ
ン上に流量制御弁が設けられたことを特徴とするもので
ある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a fuel cell power plant including a fuel reforming system having a reformer, a carbon monoxide converter, a heat exchanger, and a desulfurizer. A heat retention heater is provided on or inside the outer surface of at least one of the vessels of the desulfurizer, and at least one of the carbon monoxide converter and the desulfurizer is provided with a bypass line connecting the inlet side and the outlet side. , A flow control valve is provided on the line.

(作用) 本発明の燃料電池発電プラントによれば、一酸化炭素
変成器あるいは脱硫器等のように、燃料改質系の昇温を
遅らせる原因となる大きな熱容量を有する機器を、プラ
ントの停止中より一定の温度レベルに保温することがで
き、プラントの起動時にこれらの機器に昇温用の加熱ガ
スを循環させる必要がないため、プラントの起動が短時
間で行える。
(Operation) According to the fuel cell power plant of the present invention, a device having a large heat capacity that causes a delay in temperature rise of the fuel reforming system, such as a carbon monoxide converter or a desulfurizer, is stopped while the plant is stopped. Since the temperature can be maintained at a more constant temperature level and there is no need to circulate a heating gas for raising the temperature to these devices at the time of starting the plant, the plant can be started in a short time.

(実施例) 以下、本発明の実施例を第1図乃至第3図に基づいて
具体的に説明する。なお、第4図に示した従来型と同一
の部材には同一の符号を付して、説明は省略する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be specifically described with reference to FIGS. 1 to 3. The same members as those of the conventional type shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

第1実施例 本実施例においては、第1図に示した様に、高温一酸
化炭素変成器10及び低温一酸化炭素変成器11の容器外面
上に、それぞれ保温ヒータ30,31が設けられている。ま
た、それぞれの変成器には、その入口側と出口側とを結
ぶバイパスライン32,33が形成され、そのライン上に流
量制御弁34,35が設けられている。
First Embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 1, heat retaining heaters 30 and 31 are provided on the outer surfaces of the containers of the high-temperature carbon monoxide converter 10 and the low-temperature carbon monoxide converter 11, respectively. I have. Each transformer is formed with bypass lines 32, 33 connecting the inlet side and the outlet side thereof, and flow control valves 34, 35 are provided on the lines.

この様な構成を有する本実施例の燃料電池発電プラン
トにおいては、以下に述べる様にして起動時の昇温が行
われる。即ち、高温一酸化炭素変成器10及び低温一酸化
炭素変成器11の容器外面上に設けられた保温ヒータ30,3
1は、燃料電池発電プラントの運転が停止されている間
も作動し、それぞれの一酸化炭素変成器をある一定の温
度レベル以下にならないように保温している。なお、こ
の温度レベルを適切な値に制御することは、図示しない
温度センサあるいは保温ヒータ制御装置等を用いて容易
に実現することができ、また、その保温レベルは、通常
運転中の運転温度に近い温度レベルを維持するように設
定することもできる。
In the fuel cell power plant according to the present embodiment having such a configuration, the temperature is raised at the time of startup as described below. That is, the warming heaters 30, 3 provided on the outer surfaces of the containers of the high-temperature carbon monoxide converter 10 and the low-temperature carbon monoxide converter 11
1 operates even when the operation of the fuel cell power plant is stopped, and keeps the temperature of each carbon monoxide converter below a certain temperature level. Controlling this temperature level to an appropriate value can be easily realized by using a temperature sensor or a heater control device (not shown), and the heat retention level is set to the operating temperature during normal operation. It can also be set to maintain close temperature levels.

この様に一酸化炭素変成器10,11を保温した状態で、
プラントの昇温を開始する。即ち、窒素等の不活性ガス
供給ライン22より不活性ガスを燃料改質系に供給して封
入し、昇温循環用ブロワ21を回転させつつ改質器のバー
ナ7を燃焼させ、この燃焼熱を不活性ガスに与えること
で、上述した燃料改質系の機器を次第に加熱し、昇温す
る。この時、一酸化炭素変成器10,11のバイパスライン3
2,33上に設けられた流量制御弁34,35を開き、加熱され
た循環ガスが一酸化炭素変成器10,11を除いた改質反応
管2,熱交換器17,18,19,20及びそれらを連結する配管等
の部分を昇温するように構成する。そして、これらの機
器の昇温が十分進んだ後で、流量制御弁34,35を閉じて
いくことにより、加熱循環ガスが一酸化炭素変成器10,1
1内にも流入するようにする。この場合、最終的に、燃
料改質系の各機器がそれぞれの昇温目標温度に達するよ
うに流量制御弁34,35の開度を調節する。
With the carbon monoxide converters 10 and 11 kept warm in this way,
Start heating the plant. That is, an inert gas is supplied to the fuel reforming system from an inert gas supply line 22 such as nitrogen and sealed therein, and the burner 7 of the reformer is burned while rotating the blower 21 for heating and circulation. Is given to the inert gas, thereby gradually heating the above-mentioned fuel reforming system equipment and raising its temperature. At this time, the bypass line 3 of the carbon monoxide
Opening the flow control valves 34, 35 provided on the 2, 33, the heated circulating gas is the reforming reaction tube 2, except for the carbon monoxide converters 10, 11, the heat exchangers 17, 18, 19, 20 And a portion such as a pipe connecting them is heated. After the temperature of these devices has risen sufficiently, the heating circulating gas is closed by closing the flow rate control valves 34 and 35, so that the carbon monoxide
Make it flow into 1 too. In this case, the opening degrees of the flow control valves 34 and 35 are finally adjusted so that each device of the fuel reforming system reaches the target temperature increase.

この様に、本実施例によれば、燃料改質系全体の中心
を占める大きな熱容量を有する一酸化炭素変成器が、プ
ラントの停止中から一定の温度レベルに保温され、ま
た、昇温時に循環させる加熱循環ガスを一酸化炭素変成
器のバイパスライン32,33を通すことによって、一酸化
炭素変形器以外の機器を昇温することができるので、プ
ラントを起動する際の昇温時の熱負荷を大幅に低減する
ことができ、また、プラントの起動時の昇温を短時間で
行うことができる。さらに、一酸化炭素変成器以外の機
器の昇温があるレベルに達した後、バイパスライン上の
流量制御弁の開度を調節して、一酸化炭素変成器にも加
熱循環ガスを流し、最終的にはバランスした温度で改質
系全体の昇温を短時間で行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the carbon monoxide converter having a large heat capacity occupying the center of the entire fuel reforming system is kept at a constant temperature level while the plant is stopped, and is circulated when the temperature rises. By passing the heated circulating gas through the bypass lines 32 and 33 of the carbon monoxide converter, the equipment other than the carbon monoxide transformer can be heated. Can be greatly reduced, and the temperature can be raised in a short time when the plant is started. Furthermore, after the temperature of equipment other than the carbon monoxide converter reaches a certain level, the opening of the flow control valve on the bypass line is adjusted, and the heating circulating gas is also supplied to the carbon monoxide converter. Specifically, the temperature of the entire reforming system can be raised in a short time at a balanced temperature.

第2実施例 本実施例は、第2図に示した様に、燃料改質系に原料
ガスの脱硫を行うための脱硫器が配設されているもの
に、本発明を適用したものである。
Second Embodiment In this embodiment, as shown in FIG. 2, the present invention is applied to a fuel reforming system provided with a desulfurizer for desulfurizing a raw material gas. .

即ち、第2図に示した実施例においては、燃料改質系
の原料ガス供給装置8から供給弁15を介して供給される
メタンなどの原料ガスは、熱交換器40を介して脱硫器41
に送られ、脱硫された後、水蒸気供給装置9から供給弁
16を介して供給される改質用水蒸気と混合されて改質器
1の改質反応管2へ導入されるように構成されている。
また、前記脱硫器41の容器外面上に保温ヒータ42が配設
され、さらに、脱硫器41には、その入口側と出口側とを
結ぶバイパスライン43が形成され、そのライン上に流量
制御弁44が設けられている。また、その他の部分の構成
は第1実施例と同様であるので、説明は省略する。
That is, in the embodiment shown in FIG. 2, a raw material gas such as methane supplied from the raw material gas supply device 8 of the fuel reforming system via the supply valve 15 is supplied to the desulfurizer 41 via the heat exchanger 40.
To the steam supply device 9
It is configured to be mixed with the reforming steam supplied through 16 and to be introduced into the reforming reaction tube 2 of the reformer 1.
A heat retention heater 42 is provided on the outer surface of the vessel of the desulfurizer 41. Further, the desulfurizer 41 is formed with a bypass line 43 connecting the inlet side and the outlet side thereof, and a flow control valve is provided on the line. 44 are provided. In addition, since the configuration of other parts is the same as that of the first embodiment, the description is omitted.

なお、前記熱交換器40は、脱硫器41が適切な脱硫運転
を行えるように流入ガスの温度を調整するためのもの
で、一般的に、改質用の原料ガスに対して加熱器として
作用する。また、脱硫器としては、例えば、水添脱硫器
の場合の脱硫器及び硫化水素吸着器等が用いられ、ま
た、炭素吸着粒子を封入した硫黄吸着器等が用いられ
る。
The heat exchanger 40 is for adjusting the temperature of the inflow gas so that the desulfurizer 41 can perform an appropriate desulfurization operation, and generally acts as a heater for the raw material gas for reforming. I do. As the desulfurizer, for example, a desulfurizer and a hydrogen sulfide adsorber in the case of a hydrodesulfurizer are used, and a sulfur adsorber in which carbon adsorbed particles are sealed is used.

この様に、本実施例においても、第1実施例と同様に
脱硫器41に配設された保温ヒータ42は燃料電池発電プラ
ントの運転が停止されている間も作動し、脱硫器41をあ
る一定の温度レベル以下とならないように保温してい
る。そして、脱硫器41を保温した状態で、プラントの昇
温を開始する。即ち、窒素等の不活性ガス供給ライン22
より不活性ガスを燃料改質系に供給して封入し、昇温循
環用ブロワ21を回転させつつ改質器のバーナ7を燃焼さ
せ、この燃焼熱を不活性ガスに与えることで、上述した
燃料改質系の機器を次第に加熱し、昇温する。この時、
脱硫器41のバイパスワイン43上に設けられた流量制御弁
44を開き、加熱された循環ガスが脱硫器41を除いた改質
反応管2,熱交換器17,18,19,20,40及びそれらを連結する
配管等の部分を昇温するように構成する。そして、これ
らの機器の昇温が十分進んだ後で、流量制御弁44を閉じ
ていくことにより、加熱循環ガスが脱硫器41内にも流入
するようにする。この場合、最終的に、燃料改質系の各
機器がそれぞれの昇温目標温度に達するように流量制御
弁44の開度を調節する。
As described above, also in the present embodiment, as in the first embodiment, the heat retaining heater 42 disposed in the desulfurizer 41 operates even while the operation of the fuel cell power plant is stopped, and the desulfurizer 41 is provided. The temperature is kept below a certain level. Then, with the desulfurizer 41 kept warm, the temperature of the plant is started to rise. That is, an inert gas supply line 22 such as nitrogen
The inert gas is supplied to the fuel reforming system and sealed therein, and the burner 7 of the reformer is burned while rotating the blower 21 for heating and circulating. The equipment of the fuel reforming system is gradually heated and heated. At this time,
Flow control valve provided on bypass wine 43 of desulfurizer 41
Open 44, and the heated circulating gas raises the temperature of the reforming reaction tube 2, heat exchangers 17, 18, 19, 20, 40 and the pipes connecting them, excluding the desulfurizer 41. I do. Then, after the temperature of these devices has sufficiently risen, the heating circulating gas is caused to flow into the desulfurizer 41 by closing the flow control valve 44. In this case, finally, the opening of the flow control valve 44 is adjusted so that each device of the fuel reforming system reaches its target temperature for heating.

なお、第2図に示した実施例においては、一酸化炭素
変成器にも第1実施例に示した保温ヒータ及びバイパス
ライン、流量制御弁が設けられているので、第1実施例
と同様の効果が得られることはいうまでもない。
In the embodiment shown in FIG. 2, the carbon monoxide converter is also provided with the heat retention heater, the bypass line, and the flow control valve shown in the first embodiment. Needless to say, an effect can be obtained.

この様に、本実施例によれば、一酸化炭素変成器及び
脱硫器が、プラントの停止中から一定の温度レベルに保
温され、また、昇温時に循環させる加熱循環ガスを一酸
化炭素変成器のバイパスライン及び脱硫器のバイパスラ
インに通すことによって、一酸化炭素変成器及び脱硫器
以外の機器を昇温することができるので、プラントを起
動する際の昇温時の熱負荷を大幅に低減することがで
き、また、プラントの起動時の昇温を短時間で行うこと
ができる。さらに、一酸化炭素変成器及び脱硫器以外の
機器の昇温があるレベルに達した後、それぞれのバイパ
スライン上に設けられた流量制御弁の開度を調節して、
一酸化炭素変成器及び脱硫器にも加熱循環ガスを流し、
最終的にはバランスした温度で改質系全体の昇温を短時
間で行うことができる。特に、脱硫器41は改質器1の上
流側に配設されるので、一般に、改質器バーナの加熱に
よる不活性ガスを循環させて昇温する場合には、熱源よ
り最も遠くなるため昇温しにくい。従って、本実施例の
様に脱硫器の昇温を早めることは、燃料電池発電プラン
ト全体の昇温時間の短縮化に大きく寄与し、優れた効果
が期待できる。
As described above, according to the present embodiment, the carbon monoxide converter and the desulfurizer are kept at a constant temperature level from the time when the plant is stopped, and the heating circulating gas circulated at the time of raising the temperature is supplied to the carbon monoxide converter. By passing through the bypass line and desulfurizer bypass line, the equipment other than the carbon monoxide converter and desulfurizer can be heated, greatly reducing the heat load when the plant is started up. In addition, the temperature can be raised in a short time when the plant is started. Furthermore, after the temperature rise of equipment other than the carbon monoxide converter and the desulfurizer reaches a certain level, the opening degree of the flow control valve provided on each bypass line is adjusted,
The heating circulating gas is also passed to the carbon monoxide converter and desulfurizer,
Finally, the temperature of the entire reforming system can be raised in a short time at a balanced temperature. In particular, since the desulfurizer 41 is disposed upstream of the reformer 1, when the temperature is increased by circulating an inert gas generated by heating the reformer burner, the desulfurizer 41 is farthest from the heat source. Not easy to warm. Therefore, quickening the temperature rise of the desulfurizer as in the present embodiment greatly contributes to shortening of the temperature rise time of the entire fuel cell power plant, and excellent effects can be expected.

第3実施例 本実施例においては、第3図に示した様に、昇温循環
用ブロワ21に導入されるライン50が、コンタクトクーラ
13の入口側ライン51から引き出されている。他の部分の
構成は、第2図に示した第2実施例と同様であるので、
説明は省略する。
Third Embodiment In the present embodiment, as shown in FIG. 3, a line 50 introduced into the heating and circulating blower 21 is provided with a contact cooler.
It is drawn from thirteen inlet lines 51. The configuration of other parts is the same as that of the second embodiment shown in FIG.
Description is omitted.

この様な構成を有する本実施例の燃料電池発電プラン
トにおいては、燃料改質系の昇温時において、改質器バ
ーナ7によって加熱された不活性の加熱循環ガスが、コ
ンタクトクーラ13に流入して冷却されるのを防止してい
る。そのため、脱硫器41側に循環される不活性ガスの温
度は十分に高く、昇温時初期に脱硫器前後の熱交換器と
配管を速やかに昇温するので、第2実施例に比べて昇温
時間の短縮効果が大きい。
In the fuel cell power plant according to the present embodiment having such a configuration, the inert heating circulating gas heated by the reformer burner 7 flows into the contact cooler 13 when the temperature of the fuel reforming system is raised. To prevent cooling. Therefore, the temperature of the inert gas circulated to the desulfurizer 41 is sufficiently high, and the temperature of the heat exchangers and pipes before and after the desulfurizer is quickly increased at the initial stage of the temperature increase. The effect of shortening the heating time is great.

他の実施例 本発明は上述した実施例に限定されるものではなく、
第3実施例に示した様に、昇温循環用ブロワに導入され
るラインを、コンタクトクーラの入口側から引き出す方
法を、第1図に示した第1実施例に適用することもでき
る。また、一酸化炭素変成器あるいは脱硫器に配設され
る保温ヒータは、容器外面でなく容器内部に設けても良
い。さらに、保温ヒータは電気ヒータでも、スチームま
たはオイルヒータであっても良い。
Other Embodiments The present invention is not limited to the embodiments described above,
As shown in the third embodiment, the method of drawing out the line introduced into the heating and circulating blower from the inlet side of the contact cooler can be applied to the first embodiment shown in FIG. Further, the warming heater provided in the carbon monoxide converter or the desulfurizer may be provided not inside the container but inside the container. Further, the warming heater may be an electric heater, a steam or oil heater.

[発明の効果] 以上述べた様に、本発明によれば、一酸化炭素変成器
あるいは脱硫器の容器外面または内部に保温ヒータを設
け、またそれらの入り口側と出口側を結ぶバイパスライ
ンを形成し、そのライン上に流量制御弁を設けることに
よって、プラントの起動時間の短縮化を可能とした、効
率の良い燃料電池発電プラントを提供することができ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a heat retention heater is provided on the outer surface or inside of a container of a carbon monoxide converter or a desulfurizer, and a bypass line connecting the inlet side and the outlet side thereof is formed. However, by providing a flow control valve on the line, it is possible to provide an efficient fuel cell power plant that can reduce the startup time of the plant.

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

第1図は本発明の燃料電池発電プラントの第1実施例を
示す構成図、第2図は本発明の第2実施例を示す構成
図、第3図は本発明の第3実施例を示す構成図、第4図
は従来の燃料電池発電プラントの一例を示す構成図であ
る。 1……改質器、2……改質反応管、3……燃焼用燃料供
給ライン、4……燃焼用空気供給ライン、5……燃料供
給弁、6……燃焼室、7……バーナ、8……原料ガス供
給装置、9……水蒸気供給装置、10……高温一酸化炭素
変成器、11……低温一酸化炭素変成器、12……燃料電
池、12a……燃料極、12b……空気極、13……コンタクト
クーラ、14……空気供給弁、15,16……供給弁、17,18,1
9,20……熱交換器、21……昇温循環ブロワ、22……不活
性ガス供給ライン、30,31……保温ヒータ、32,33……バ
イパスライン、34,35……流量制御弁、40……熱交換
器、41……脱硫器、42……保温ヒータ、43……バイパス
ライン、44……流量制御弁。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a fuel cell power plant according to the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 shows a third embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional fuel cell power plant. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Reformer, 2 ... Reforming reaction tube, 3 ... Combustion fuel supply line, 4 ... Combustion air supply line, 5 ... Fuel supply valve, 6 ... Combustion chamber, 7 ... Burner , 8 ... raw material gas supply device, 9 ... steam supply device, 10 ... high temperature carbon monoxide converter, 11 ... low temperature carbon monoxide converter, 12 ... fuel cell, 12 a ... fuel electrode, 12 b ... … Air electrode, 13… contact cooler, 14… air supply valve, 15, 16… supply valve, 17, 18, 1
9, 20 heat exchanger, 21 heating circulation blower, 22 inert gas supply line, 30, 31 heater, 32, 33 bypass line, 34, 35 flow control valve , 40 ... heat exchanger, 41 ... desulfurizer, 42 ... heater, 43 ... bypass line, 44 ... flow control valve.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】改質器と一酸化炭素変成器と熱交換器とを
有して成る燃料改質系を含む燃料電池発電プラントにお
いて、 前記一酸化炭素変成器の容器外面上または内部に保温ヒ
ータが設けられ、また、前記一酸化炭素変成器には、そ
の入口側と出口側とを結ぶバイパスラインが形成され、
そのライン上に流量制御弁が設けられていることを特徴
とする燃料電池発電プラント。
1. A fuel cell power plant including a fuel reforming system having a reformer, a carbon monoxide converter, and a heat exchanger, wherein a heat is retained on an outer surface of or inside a vessel of the carbon monoxide converter. A heater is provided, and the carbon monoxide converter is formed with a bypass line connecting an inlet side and an outlet side thereof,
A fuel cell power plant wherein a flow control valve is provided on the line.
【請求項2】改質器と一酸化炭素変成器と熱交換器と脱
硫器とを有して成る燃料改質系を含む燃料電池発電プラ
ントにおいて、 前記一酸化炭素変成器あるいは脱硫器の少なくともいず
れか一方の容器外面上または内部に保温ヒータが設けら
れ、また、前記一酸化炭素変成器あるいは脱硫器の少な
くともいずれか一方には、その入口側と出口側とを結ぶ
バイパスラインが形成され、そのライン上に流量制御弁
が設けられていることを特徴とする燃料電池発電プラン
ト。
2. A fuel cell power plant including a fuel reforming system comprising a reformer, a carbon monoxide converter, a heat exchanger, and a desulfurizer, wherein at least one of the carbon monoxide converter and the desulfurizer is provided. A warming heater is provided on or in one of the outer surfaces of the container, and at least one of the carbon monoxide converter and the desulfurizer is formed with a bypass line connecting an inlet side and an outlet side thereof, A fuel cell power plant wherein a flow control valve is provided on the line.
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