JP3331569B2 - Fuel cell generator - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は燃料電池の格納容器内圧
力とカソードとの差圧を調整する差圧調整装置を備えた
燃料電池発電装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator having a pressure difference adjusting device for adjusting a pressure difference between a pressure inside a storage container of a fuel cell and a cathode.
【0002】[0002]
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境
への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特徴を
有しており、水力、火力、原子力に続く発電システムと
して注目を集め、現在世界各国で鋭意研究が進められて
いる。2. Description of the Related Art Molten carbonate fuel cells have features that are not found in conventional power generation equipment, such as high efficiency and little impact on the environment, and have attracted attention as power generation systems following hydro, thermal and nuclear power. Collected and are currently being studied in earnest in countries around the world.
【0003】図2は天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型
燃料電池を用いた発電設備の一例を示す図である。同図
において、発電設備は、天然ガスと水蒸気とを混合した
燃料ガス1を水素を含むアノードガス2に改質する改質
器10と、酸素を含むカソードガス3と水素を含むアノ
ードガス2とから発電する燃料電池20とを一般に備え
ており、改質器10で作られたアノードガス2は燃料電
池20に供給され、燃料電池20内でその大部分を消費
してアノード排ガス4となり、燃焼用ガスとして改質器
10の燃焼室Coに供給される。FIG. 2 is a diagram showing an example of a power generation facility using a molten carbonate fuel cell using natural gas as a fuel. In FIG. 1, a power generation facility includes a reformer 10 for reforming a fuel gas 1 in which natural gas and steam are mixed into an anode gas 2 containing hydrogen, a cathode gas 3 containing oxygen, and an anode gas 2 containing hydrogen. And a fuel cell 20 that generates electricity from the fuel cell. The anode gas 2 produced by the reformer 10 is supplied to the fuel cell 20 and most of the anode gas 2 is consumed in the fuel cell 20 to become the anode exhaust gas 4, and the fuel is burned. It is supplied to the combustion chamber Co of the reformer 10 as a use gas.
【0004】改質器10ではアノード排ガス4中の可燃
成分(水素、一酸化炭素、メタン等)を燃焼室Coで燃
焼して高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスにより改
質器10を加熱し、改質器10内を通る燃料ガス1を改
質してアノードガス2とする。改質器10を出た燃焼排
ガス5は空気6に合流してカソードガス3となり、この
カソードガス3は、燃料電池20内で一部が反応して高
温のカソード排ガス7となり、空気6を圧縮するタービ
ン圧縮機40で動力を回収した後、さらに図示しない排
熱回収蒸気発生装置で熱エネルギを回収して系外に排出
される。[0004] In the reformer 10, combustible components (hydrogen, carbon monoxide, methane, etc.) in the anode exhaust gas 4 are burned in a combustion chamber Co to generate high-temperature combustion gas. After heating, the fuel gas 1 passing through the inside of the reformer 10 is reformed to be the anode gas 2. The combustion exhaust gas 5 that has exited the reformer 10 merges with the air 6 to become the cathode gas 3, and the cathode gas 3 partially reacts in the fuel cell 20 to become the high-temperature cathode exhaust gas 7, which compresses the air 6. After the power is recovered by the turbine compressor 40, the heat energy is further recovered by a waste heat recovery steam generator (not shown) and discharged outside the system.
【0005】溶融炭酸塩型燃料電池は、図3に示すよう
に薄い平板状の電解質板(タイル)61を燃料極(アノ
ード)62と空気極(カソード)63の平板状の電極で
挟んだセル(単セル)64から構成され、この燃料電池
を約650℃に保持し、アノード側に水素を含むアノー
ドガスを供給し、カソード側に酸素を含むカソードガス
を供給することによりアノード、カソード間で発電する
ものである。しかし、単セルでは電圧が低い(0.8V
程度)ため、実用上は導電性のバイポーラプレート(セ
パレータ)65を介し多数段に積層した電池(スタッ
ク)として用いられる。さらに、かかる燃料電池は、効
率を高め、装置を小型にするために通常格納容器22に
格納され、加圧下で運転される。As shown in FIG. 3, the molten carbonate fuel cell has a thin plate-shaped electrolyte plate (tile) 61 sandwiched between plate electrodes of a fuel electrode (anode) 62 and an air electrode (cathode) 63. (Single cell) 64, the fuel cell is maintained at about 650 ° C., an anode gas containing hydrogen is supplied to the anode side, and a cathode gas containing oxygen is supplied to the cathode side. It generates electricity. However, the voltage is low (0.8 V
Therefore, the battery is practically used as a battery (stack) that is stacked in multiple stages via a conductive bipolar plate (separator) 65. Further, such fuel cells are typically stored in a containment vessel 22 to increase efficiency and reduce the size of the device, and are operated under pressure.
【0006】燃料電池の電解質板61(タイル)はセラ
ミックの粉末焼結体に電解液が毛細管現象で浸み込んだ
ものであり、この電解液のセパレータ65との濡れによ
って各セル間のガスのシール、及び格納容器22内と燃
料電池20内との間のガスのシールが行われる。かかる
濡れによるシール(ウェットシール)の性能は燃料電池
20の運転状態によって影響を受けやすく、極めて小さ
い圧力差(例えば400mmAq)でもガスが漏洩する
ことがある。かかるガスの漏洩により、例えば、アノー
ドガス2とカソードガス3が混合するとアノードガス2
中の水素が燃焼し、燃料電池を破壊するおそれがある。
このため格納容器22内に不活性ガスを充填し、アノー
ドガス2やカソードガス3との圧力とバランスさせ、こ
れらのガスが格納容器22内に洩れ出さないように図2
に示すようにパージライン15を設けて窒素ガス8を供
給している。[0006] The electrolyte plate 61 (tile) of the fuel cell is a ceramic powder sintered body in which an electrolyte is infiltrated by a capillary phenomenon. Sealing and gas sealing between the storage container 22 and the fuel cell 20 are performed. The performance of the seal due to such wetting (wet seal) is easily affected by the operation state of the fuel cell 20, and gas may leak even with a very small pressure difference (for example, 400 mmAq). Due to such gas leakage, for example, when the anode gas 2 and the cathode gas 3 are mixed, the anode gas 2
The hydrogen in the fuel may burn and destroy the fuel cell.
For this reason, the storage container 22 is filled with an inert gas, and the pressure of the anode gas 2 and the cathode gas 3 is balanced with each other so that these gases do not leak into the storage container 22 as shown in FIG.
The purge line 15 is provided to supply the nitrogen gas 8 as shown in FIG.
【0007】格納容器22内に窒素ガスを充填し、常に
補給できるようにするためには、窒素発生装置、窒素加
熱装置、格納容器への窒素供給ライン等を設ける必要が
あり、これらの装置を設けると発電装置が大型化し、窒
素ガスの使用量が増大する。このため、改質器10を出
た燃焼排ガス5の一部を格納容器22に供給することが
提案されている。In order to fill the storage container 22 with nitrogen gas so that it can be constantly replenished, it is necessary to provide a nitrogen generator, a nitrogen heating device, a nitrogen supply line to the storage container, and the like. If provided, the power generation device becomes large, and the amount of nitrogen gas used increases. For this reason, it has been proposed to supply a part of the combustion exhaust gas 5 exiting the reformer 10 to the storage container 22.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】燃料電池20からカソ
ードガス3やアノードガス2が格納容器22内に洩れた
り、電池内でカソードガス3とアノードガス2が混ざり
合わないようにするために格納容器22と、カソードま
たはアノード間、カソードとアノード間に差圧を設け、
この差圧を維持するための差圧制御が行われるが、従
来、格納容器22とカソード間の差圧については適切な
差圧制御が行われていなかった。SUMMARY OF THE INVENTION In order to prevent the cathode gas 3 and the anode gas 2 from leaking from the fuel cell 20 into the storage container 22 and to prevent the cathode gas 3 and the anode gas 2 from being mixed in the cell, 22 and a differential pressure between the cathode or anode, between the cathode and anode,
Differential pressure control for maintaining the differential pressure is performed, but conventionally, appropriate differential pressure control has not been performed for the differential pressure between the storage container 22 and the cathode.
【0009】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、格納容器の圧力とカソード間の差圧を調整する差
圧調整装置を備えた燃料電池発電装置を提供することを
目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a fuel cell power generator having a differential pressure adjusting device for adjusting a pressure difference between a pressure in a storage container and a cathode. .
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、酸素を含むカソードガス(3)と
水素を含むアノードガス(2)とから発電する燃料電池
(20)と、燃料電池(20)を格納する格納容器(2
2)と、燃料電池(20)のアノード排ガス(4)をカ
ソード排ガス(7)の一部で燃焼し、その熱で水蒸気を
含む燃料ガス(1)をアノードガス(2)に改質する改
質器(10)と、燃料電池(20)のカソード排ガス
(7)の一部をカソードに循環する循環ライン(21)
と、改質器(10)の燃焼排ガス(5)を循環ライン
(21)に供給する排ガス供給ライン(13)と、から
成る燃料電池発電装置において、前記排ガス供給ライン
(13)の燃焼排ガス(5)の一部を格納容器(22)
内に供給するために、低温ブロワ(35)出側でバイパ
スライン(37)の接続位置と空気(6)が合流する位
置との間より前記格納容器(22)までを結ぶ格納容器
充填ガス供給ライン(51)と、前記格納容器(22)
内のガスを改質器(10)または循環ライン(21)に
排出するために、一方は該循環ライン(21)に接続
し、他方は前記改質器(10)の燃焼室(Co)に接続
している三方弁(55)を有する格納容器内ガス排出ラ
イン(53)と、前記格納容器(22)内の圧力と燃料
電池(20)のカソード排ガス(7)の圧力とを検出
し、その差圧を前記格納容器充填ガス供給ライン(5
1)と前記格納容器内ガス排出ライン(53)にそれぞ
れ設けられた流量調整弁(52,54)により調整する
差圧調整装置(56)と、前記排ガス供給ライン(1
3)に設けられた低温ブロワ(35)の出側の圧力と、
前記循環ライン(21)のカソード入側の圧力を検出
し、高温ブロワ(23)の出側の圧力がカソード入側の
圧力より高くなるよう低温ブロワ(35)を制御するブ
ロワ制御装置(39)と、を備えた、ことを特徴とする
燃料電池発電装置が提供される。 To achieve the above object, according to an aspect of, the present invention, a fuel cell that generates from the cathode gas containing oxygen (3) and an anode gas (2) containing hydrogen
(20) and a storage container (2 ) for storing the fuel cell (20).
2) and a modification in which the anode exhaust gas (4 ) of the fuel cell (20) is combusted with a part of the cathode exhaust gas (7) , and the heat is used to reform the fuel gas (1) containing water vapor into the anode gas (2). Exhaust (10) and cathode exhaust gas from fuel cell (20)
A circulation line (21) for circulating a part of (7) to the cathode
And a circulation line for the combustion exhaust gas (5) of the reformer (10)
And supplying (21) the exhaust gas supply line (13), from
The exhaust gas supply line.
Part of the combustion exhaust gas (5) of (13) is contained in the containment vessel (22).
In order to supply into the inside , the low temperature blower (35)
The position where the connection point of the line (37) and the air (6) merge
A storage container filling gas supply line from between the location connecting the up containment (22) (51), said containment vessel (22)
One is connected to the circulation line (21) in order to discharge the gas inside to the reformer (10) or the circulation line (21)
And the other is connected to the combustion chamber (Co) of the reformer (10).
And to have three-way valve containment gas discharge line having a (55) (53) detects the pressure of the cathode exhaust gas (7) of the pressure and the fuel cell of the containment vessel (22) (20), the The differential pressure is applied to the PCV filling gas supply line (5
1) and a differential pressure regulating device (56) that is regulated by flow regulating valves (52, 54) respectively provided in the gas discharge line (53) in the containment vessel, and the exhaust gas supply line (1).
3) the pressure at the outlet side of the low-temperature blower (35) provided in
Detects the pressure on the cathode inlet side of the circulation line (21)
And the pressure on the outlet side of the high-temperature blower (23)
A blower that controls the low-temperature blower (35) to be higher than the pressure
And a lower control device (39).
A fuel cell power generator is provided.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【作用】上記構成の発明では、格納容器(22)には格
納容器充填ガス供給ライン(51)から流量調整弁(5
2)を介して燃焼排ガス(5)の一部が供給され、格納
容器内ガス排出ライン(53)から流量調整弁(54)
を介して排出される。差圧調整装置(56)は格納容器
(22)内の圧力とカソード排ガス(7)の圧力とを検
出し、その差圧が所定の値となるよう格納容器充填ガス
供給ライン(51)と格納容器内ガス排出ライン(5
3)の流量調整弁(52,54)を調整する。差圧は格
納容器(22)の圧力がカソード排ガス(7)の圧力よ
り大きくなるようにし、カソードからカソードガス
(3)が格納容器(22)内へ洩れ出すのを防止する。According to the invention having the above construction, the flow rate adjusting valve (5 ) is connected to the containment vessel (22) through the containment vessel filling gas supply line (51).
A part of the combustion exhaust gas (5) is supplied via 2), and the flow control valve (54) is supplied from the gas discharge line (53) in the containment vessel.
Is discharged through. The differential pressure regulator (56) is a containment vessel
(22) and the pressure of the cathode exhaust gas (7) are detected, and the containment vessel filling gas supply line (51) and the containment vessel gas exhaust line (5 ) are set so that the differential pressure becomes a predetermined value.
3) Adjust the flow control valves (52, 54) . The differential pressure is such that the pressure in the containment vessel (22) is greater than the pressure in the cathode exhaust gas (7) ,
(3) is prevented from leaking into the storage container (22) .
【0014】ブロワ制御装置(39)により排ガス供給
ライン(13)に設けられた低温ブロワ(35)の出側
圧力を循環ライン(21)のカソード入側の圧力より高
くなるよう低温ブロワ(35)を制御するので、格納容
器充填ガス供給ライン(51)から格納容器(22)へ
供給される燃焼排ガス(5)の圧力はアノードガス
(2)の圧力より高くなり、格納容器(22)への燃焼
排ガス(5)の供給が可能となる。[0014] a blower controller (39) by high so as cold blower than the pressure of the cathode inlet side of the outlet side pressure of the cold blower provided in the exhaust gas supply line (13) (35) circulation line (21) (35) Is controlled, the pressure of the combustion exhaust gas (5) supplied from the containment vessel filling gas supply line (51) to the containment vessel (22) is reduced
The pressure becomes higher than the pressure in (2) , and the combustion exhaust gas (5) can be supplied to the storage container (22) .
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による燃料電池発電装置の全体構成
図である。本図において図2と同一のものは同一符号で
表す。燃料電池発電設備は、水蒸気を含む燃料ガス1を
水素を含むアノードガス2に改質する改質器10と、ア
ノードガス2と酸素を含むカソードガス3とから発電す
る燃料電池20とを備え、燃料電池20から排出される
アノード排ガス4は、排出ライン12により改質器10
の燃焼室Coに供給され、カソード排ガス7の一部と共
に燃焼し、その燃焼排ガス5が排ガス供給ライン13と
循環ライン21を経て燃料電池20のカソード側Cに供
給される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell power generator according to the present invention. In this figure, the same components as those in FIG. 2 are represented by the same reference numerals. The fuel cell power generation equipment includes a reformer 10 for reforming a fuel gas 1 containing water vapor to an anode gas 2 containing hydrogen, and a fuel cell 20 for generating electricity from the anode gas 2 and the cathode gas 3 containing oxygen, The anode exhaust gas 4 discharged from the fuel cell 20 is supplied to the reformer 10 by the discharge line 12.
The combustion exhaust gas 5 is supplied to the cathode side C of the fuel cell 20 via the exhaust gas supply line 13 and the circulation line 21.
【0017】図1において燃料ガス1は燃料加熱器11
において加熱された後、改質器10に供給される。改質
10は燃料電池20を出たアノード排ガス4とカソード
排ガス7とを燃焼する燃焼室Coと、燃焼室Coからの
伝熱により燃料ガス1を改質する改質室Reとからな
る。改質室Reは内部に改質用触媒が充填され、燃焼室
Coで発生した高温の燃焼ガスによって加熱され、燃料
ガス1を水素を含む高温のアノードガス2に改質し、燃
料加熱器11において冷却して燃料電池20に供給す
る。一方放熱により温度の下がった燃焼排ガス5は排ガ
ス供給ライン13を通り循環ライン21に入るが、排ガ
ス供給ライン13内では空気予熱器32で冷却され、凝
縮器33および気水分離器34により水分が除去され、
低温ブロワ35により加圧され、空気6と混合し、空気
予熱器32により加熱され、循環ライン21に入る。低
温ブロワ35の出側と凝縮器33の入側に間には流量調
整弁36を有するバイパスライン37が設けられ、低温
ブロワ35の吐出量が調整される。In FIG. 1, a fuel gas 1 is supplied to a fuel heater 11.
, And then supplied to the reformer 10. The reforming 10 includes a combustion chamber Co that burns the anode exhaust gas 4 and the cathode exhaust gas 7 that have exited the fuel cell 20, and a reforming chamber Re that reforms the fuel gas 1 by transferring heat from the combustion chamber Co. The reforming chamber Re is filled with a reforming catalyst, is heated by the high-temperature combustion gas generated in the combustion chamber Co, and reforms the fuel gas 1 into a high-temperature anode gas 2 containing hydrogen. And supplies it to the fuel cell 20. On the other hand, the combustion exhaust gas 5 whose temperature has been lowered by the heat release enters the circulation line 21 through the exhaust gas supply line 13, but is cooled in the exhaust gas supply line 13 by the air preheater 32, and the moisture is removed by the condenser 33 and the steam separator 34. Removed
It is pressurized by the low-temperature blower 35, mixed with the air 6, heated by the air preheater 32, and enters the circulation line 21. A bypass line 37 having a flow control valve 36 is provided between the outlet of the low-temperature blower 35 and the inlet of the condenser 33, and the discharge amount of the low-temperature blower 35 is adjusted.
【0018】カソード排ガス7の一部はタービン圧縮機
40のタービンを駆動し、図示しない排熱回収蒸気発生
装置へ供給される。タービン圧縮機40で圧縮された空
気6は低温ブロア35の出口で燃焼排ガス5と合流す
る。タービン圧縮機40には電動ブロワ42を有するバ
ックアップライン41が設けられており、タービン圧縮
機40の容量が不足したときのバックアップに使用され
る。A part of the cathode exhaust gas 7 drives the turbine of the turbine compressor 40 and is supplied to an exhaust heat recovery steam generator (not shown). The air 6 compressed by the turbine compressor 40 joins the flue gas 5 at the outlet of the low-temperature blower 35. The turbine compressor 40 is provided with a backup line 41 having an electric blower 42 and is used for backup when the capacity of the turbine compressor 40 is insufficient.
【0019】燃料電池20は、アノードガス2が通過す
るアノード側Aと、カソードガス3が通過するカソード
側Cとからなり、アノードガス中の水素、一酸化炭素
と、カソードガス中の酸素、二酸化炭素とから化学反応
によって電気を発生する。The fuel cell 20 comprises an anode side A through which the anode gas 2 passes and a cathode side C through which the cathode gas 3 passes. Hydrogen and carbon monoxide in the anode gas, oxygen in the cathode gas, and Electricity is generated from carbon by a chemical reaction.
【0020】カソード排ガス7の一部は、空気予熱器3
2で加熱された燃焼排ガス5および空気6と混合し、カ
ソードガス3となり、循環ライン21によりカソードに
供給される。循環ライン21は、高温ブロワ23により
カソードガス3を循環する。Part of the cathode exhaust gas 7 is supplied to the air preheater 3
The exhaust gas is mixed with the combustion exhaust gas 5 and the air 6 heated in 2, and becomes the cathode gas 3, which is supplied to the cathode by the circulation line 21. The circulation line 21 circulates the cathode gas 3 by the high temperature blower 23.
【0021】燃料電池20は格納容器22に格納されて
いる。低温ブロワ35出側でバイパスライン37の接続
位置と空気6が合流する位置との間より格納容器22ま
でを結ぶ格納容器充填ガス供給ライン51が設けられ、
燃焼排ガスの一部9を流量調整弁52を介して格納容器
22に供給する。格納容器22には流量調整弁54と三
方弁55を有する格納容器内ガス排出ライン53が設け
られ、三方弁55の一方は循環ライン21に接続し他方
は改質器10の燃焼室Coに接続している。The fuel cell 20 is stored in a storage container 22. A containment vessel filling gas supply line 51 is provided on the outlet side of the low-temperature blower 35 and connects the containment vessel 22 from a position between the connection position of the bypass line 37 and the position where the air 6 joins.
A part 9 of the combustion exhaust gas is supplied to the storage container 22 via the flow control valve 52. The storage container 22 is provided with a gas discharge line 53 in the storage container having a flow control valve 54 and a three-way valve 55, and one of the three-way valves 55 is connected to the circulation line 21 and the other is connected to the combustion chamber Co of the reformer 10. are doing.
【0022】格納容器22の圧力とカソード排ガス7の
圧力を検出してその差圧が所定の値になるよう流量調整
弁52,54を調整する差圧調整装置56が設けられて
いる。低温ブロワ35出側のバイパスライン37接続位
置と格納容器充填ガス供給ライン接続位置の間に設けら
れた圧力センサ38と、循環ライン21のカソード入側
に設けられた圧力センサ24との差圧を検出し、低温ブ
ロワの電動モータを制御するブロワ制御装置39が設け
られている。A differential pressure adjusting device 56 is provided which detects the pressure of the storage container 22 and the pressure of the cathode exhaust gas 7 and adjusts the flow adjusting valves 52 and 54 so that the differential pressure becomes a predetermined value. The pressure difference between the pressure sensor 38 provided between the connection position of the bypass line 37 on the outlet side of the low temperature blower 35 and the connection position of the gas supply line for the containment vessel and the pressure sensor 24 provided on the cathode inlet side of the circulation line 21 is determined. A blower control device 39 for detecting and controlling the electric motor of the low-temperature blower is provided.
【0023】上記のように構成された格納容器22まわ
り、および低温ブロワ35まわりの機器、ラインについ
てその動作を説明する。燃料電池発電装置を運転時、格
納容器22内には格納容器充填ガス供給ライン51より
燃焼排ガスの一部9が供給されている。差圧調整装置5
6は格納容器22の圧力がカソード排ガス7の圧力より
所定値以上高い場合は流量調整弁52を絞って燃焼排ガ
スの一部9の流量を少なくし、流量調整弁54を開いて
三方弁55より循環ライン21に格納容器22内のガス
を排出する。また格納容器22の圧力がカソード排ガス
7の圧力に対し、所定値以上高くない場合は、流量調整
弁54を閉じ、流量調整弁52を開いて所定値となるよ
う調整する。The operation of the components and lines around the storage container 22 and the low-temperature blower 35 configured as described above will be described. During operation of the fuel cell power generator, a part 9 of the combustion exhaust gas is supplied into the containment vessel 22 from the containment vessel filling gas supply line 51. Differential pressure adjusting device 5
6, when the pressure of the containment vessel 22 is higher than the pressure of the cathode exhaust gas 7 by a predetermined value or more, the flow control valve 52 is throttled to reduce the flow rate of a part 9 of the combustion exhaust gas, and the flow control valve 54 is opened and the three-way valve 55 The gas in the storage container 22 is discharged to the circulation line 21. When the pressure of the storage container 22 is not higher than the pressure of the cathode exhaust gas 7 by a predetermined value or more, the flow control valve 54 is closed and the flow control valve 52 is opened to adjust the pressure to the predetermined value.
【0024】ブロワ制御装置39は低温ブロワ35の出
側圧力が循環ライン21のカソード入側の圧力より所定
値以上高くなるよう低温ブロワ35の電動モータを制御
し、格納容器22に燃焼排ガスの一部9が確実に供給さ
れるようにしている。The blower control device 39 controls the electric motor of the low-temperature blower 35 so that the outlet pressure of the low-temperature blower 35 becomes higher than the pressure on the cathode inlet side of the circulation line 21 by a predetermined value or more. The part 9 is supplied reliably.
【0025】格納容器22に図示しない検知器が設けら
れており、格納容器22内の可燃性ガスを常に監視して
おり、水素ガス、一酸化炭素ガス、メタンガス等を検出
すると三方弁55を切り換えて格納容器22内のガスを
改質器10の燃焼室Coに導き、そこで燃焼させる。こ
れにより格納容器22内で可燃性ガスが燃焼するのを防
止することができる。The storage container 22 is provided with a detector (not shown), which constantly monitors the flammable gas in the storage container 22, and switches the three-way valve 55 when detecting hydrogen gas, carbon monoxide gas, methane gas or the like. Then, the gas in the storage container 22 is led to the combustion chamber Co of the reformer 10 where it is burned. This can prevent the combustible gas from burning in the storage container 22.
【0026】[0026]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、差圧調整装置により格納容器の圧力とカソード排ガ
スの圧力を検出して、その差圧を調整するので格納容器
内圧力とカソード間の差圧を所定の値に制御することが
できる。またブロワ制御装置は低温ブロワの出側圧力が
カソード入側圧力より高くなるよう制御するので格納容
器内に燃焼排ガスを確実に供給することが可能となる。
また低温ブロワの出側と入側にバイパスラインを設けて
いるので格納容器への燃焼排ガスの流量を調整すること
が可能となっている。As is apparent from the above description, the present invention detects the pressure of the containment vessel and the pressure of the cathode exhaust gas by the differential pressure adjusting device and adjusts the differential pressure. The differential pressure between them can be controlled to a predetermined value. Also, the blower control device controls the outlet pressure of the low-temperature blower to be higher than the cathode inlet pressure, so that the combustion exhaust gas can be reliably supplied into the containment vessel.
Further, since bypass lines are provided on the outlet side and the inlet side of the low-temperature blower, the flow rate of the combustion exhaust gas to the containment vessel can be adjusted.
【図1】本発明による燃料電池発電装置の全体構成図で
ある。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell power generator according to the present invention.
【図2】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional fuel cell power generator.
【図3】溶融炭酸塩型燃料電池の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a molten carbonate fuel cell.
1 燃料ガス 2 アノードガス 3 カソードガス 4 アノード排ガス 5 燃焼排ガス 6 空気 7 カソード排ガス 9 燃焼排ガスの一部 10 改質器 11 燃料加熱器 12 排出ライン 13 排ガス供給ライン 20 燃料電池 21 循環ライン 22 格納容器 23 高温ブロワ 24,38 圧力センサ 32 空気予熱器 33 凝縮器 34 気水分離器 35 低温ブロワ 36,52,54 流量調整弁 37 バイパスライン 39 ブロワ制御装置 40 タービン圧縮機 41 バックアップライン 42 電動ブロワ 51 格納容器充填ガス供給ライン 53 格納容器内ガス排出ライン 55 三方弁 56 差圧調整装置 Re 改質室 Co 燃焼室 A アノード側 C カソード側 PX 圧力センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fuel gas 2 Anode gas 3 Cathode gas 4 Anode exhaust gas 5 Combustion exhaust gas 6 Air 7 Cathode exhaust gas 9 Part of combustion exhaust gas 10 Reformer 11 Fuel heater 12 Discharge line 13 Exhaust gas supply line 20 Fuel cell 21 Circulation line 22 Storage container 23 High-temperature blower 24, 38 Pressure sensor 32 Air preheater 33 Condenser 34 Steam separator 35 Low-temperature blower 36, 52, 54 Flow control valve 37 Bypass line 39 Blower controller 40 Turbine compressor 41 Backup line 42 Electric blower 51 Storage Container filling gas supply line 53 Containment container gas discharge line 55 Three-way valve 56 Differential pressure regulator Re Reforming chamber Co Combustion chamber A Anode side C Cathode side PX Pressure sensor
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 8/04 H01M 8/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01M 8/04 H01M 8/06
Claims (1)
含むアノードガス(2)とから発電する燃料電池(2
0)と、燃料電池(20)を格納する格納容器(22)
と、燃料電池(20)のアノード排ガス(4)をカソー
ド排ガス(7)の一部で燃焼し、その熱で水蒸気を含む
燃料ガス(1)をアノードガス(2)に改質する改質器
(10)と、燃料電池(20)のカソード排ガス(7)
の一部をカソードに循環する循環ライン(21)と、改
質器(10)の燃焼排ガス(5)を循環ライン(21)
に供給する排ガス供給ライン(13)と、から成る燃料
電池発電装置において、 前記排ガス供給ライン(13)の燃焼排ガス(5)の一
部を格納容器(22)内に供給するために、低温ブロワ
(35)出側でバイパスライン(37)の接続位置と空
気(6)が合流する位置との間より前記格納容器(2
2)までを結ぶ格納容器充填ガス供給ライン(51)
と、前記 格納容器(22)内のガスを改質器(10)または
循環ライン(21)に排出するために、一方は該循環ラ
イン(21)に接続し、他方は前記改質器(10)の燃
焼室(Co)に接続している三方弁(55)を有する格
納容器内ガス排出ライン(53)と、前記 格納容器(22)内の圧力と燃料電池(20)のカ
ソード排ガス(7)の圧力とを検出し、その差圧を前記
格納容器充填ガス供給ライン(51)と前記格納容器内
ガス排出ライン(53)にそれぞれ設けられた流量調整
弁(52,54)により調整する差圧調整装置(56)
と、前記排ガス供給ライン(13)に設けられた低温ブロワ
(35)の出側の圧力と、前記循環ライン(21)のカ
ソード入側の圧力を検出し、高温ブロワ(23)の出側
の圧力がカソード入側の圧力より高くなるよう低温ブロ
ワ(35)を制御するブロワ制御装置(39)と、 を備えた、ことを特徴とする燃料電池発電装置。1. A cathode gas containing oxygen(3)And hydrogen
Including anode gas(2)And fuel cell to generate electricity from(2
0)And the fuel cell(20)Storing the storage container(22)
And the fuel cell(20)Anode exhaust gas(4)The casor
Exhaust gas(7)Burning in some of the,Contains water vapor with its heat
Fuel gas(1)The anode gas(2)Reformer
(10)And the fuel cell(20)Cathode exhaust gas(7)
Line that circulates part of the water to the cathode(21)And
Porcelain(10)Combustion exhaust gas(5)The circulation line(21)
Exhaust gas supply line(13)When,Consisting offuel
In the battery power generator, the exhaust gas supply line(13)Combustion exhaust gas(5)One
Department of containment(22)Supply inFor low temperature blower
(35) Connection location of bypass line (37) on the exit side and empty
From the space where the gas (6) merges,
Connect up to 2)Containment vessel filling gas supply line(51)
When,Said Containment vessel(22)Gas in the reformer(10)Or
Circulation line(21)Discharge toOne is
(21), and the other is connected to the fuel of the reformer (10).
With three-way valve (55) connected to the firing chamber (Co)Case
Gas discharge line in the container(53)When,Said Containment vessel(22)Pressure and fuel cell inside(20)Mosquito
Sword exhaust gas(7)And the differential pressure is detected as described above.
Containment vessel filling gas supply line(51)And in the containment
Gas discharge line(53)Flow control provided for each
valve(52, 54)Differential pressure adjustment device(56)
When,Low-temperature blower provided in the exhaust gas supply line (13)
(35) and the pressure of the circulation line (21).
Detects the pressure on the inlet side of the sword and detects the outlet side of the high-temperature blower (23).
Low-temperature blow so that the pressure of
A blower control device (39) for controlling the blower (35); A fuel cell power generator, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22531893A JP3331569B2 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Fuel cell generator |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP22531893A JP3331569B2 (en) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | Fuel cell generator |
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JPH0778622A JPH0778622A (en) | 1995-03-20 |
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CN114335626B (en) * | 2021-12-29 | 2024-06-14 | 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 | Hydrogen circulation system and hydrogen discharging and draining method for fuel cell |
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- 1993-09-10 JP JP22531893A patent/JP3331569B2/en not_active Expired - Fee Related
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