JP3511393B2 - 燃料電池熱利用装置 - Google Patents
燃料電池熱利用装置Info
- Publication number
- JP3511393B2 JP3511393B2 JP31483493A JP31483493A JP3511393B2 JP 3511393 B2 JP3511393 B2 JP 3511393B2 JP 31483493 A JP31483493 A JP 31483493A JP 31483493 A JP31483493 A JP 31483493A JP 3511393 B2 JP3511393 B2 JP 3511393B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- water
- steam
- circuit
- heat utilization
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池と、水蒸気分
離器からの冷却水を循環する冷却水循環ポンプと、燃料
電池で熱回収した冷却水を前記水蒸気分離器へ戻す循環
回路とを有し、燃料電池から回収した熱を利用する燃料
電池熱利用装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】かかる燃料電池熱利用装置の一例を図２
について説明する。水蒸気分離器１から出て水蒸気分離
器１に戻る循環回路Ｌ３には、冷却水循環ポンプ２、燃
料電池３及び排熱回収用熱交換器４が介装されている。
そして、水蒸気分離器１からの冷却水を冷却水循環ポン
プ２で燃料電池３に送り、燃料電池３で熱回収した沸騰
状態の冷却水を排熱回収熱交換器４で一部の熱を熱交換
した後、その冷却水を水蒸気分離器１に戻している。そ
の水蒸気分離器１で発生した水蒸気は、水蒸気改質用蒸
気Ｓとして図示しない改質器に送られ、発電反応に必要
な水素を作るのに利用される。また、余った水蒸気は排
熱回収用蒸気Ｓ１として排熱回収用蒸気回路ＬＢにより
熱利用設備５に送られる。その設備５の凝縮水側には、
水タンク６、冷却用熱交換器７、通常イオン交換樹脂を
用いた水処理装置８及び給水ポンプ９が介装されてい
る。また、水タンク６には、回収水用タンク１０が接続
されている。そして、熱利用設備５の通常８０〜９０℃
の凝縮水は一旦水タンク６に貯留され、発電反応により
生成した水を回収した後に貯留する回収水用タンク１０
から水が供給され、補給水として冷却用熱交換器７で通
常４０℃に冷却され、水処理装置８で高純度に処理され
たのち、給水ポンプ９により水蒸気分離器１に戻され
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、燃料電池の排熱は、排熱回収用熱交換器４、排
熱回収スチームＳ１のいずれかにより、或いは両者によ
り利用される。 【０００４】しかし、排熱回収用熱交換器４で排熱を利
用する場合は、利用できる排熱の温度レベルが下がって
利用価値が下がってしまうので、例えば二重効用吸収冷
凍機の熱源として利用することが困難になる、という問
題が存在する。 【０００５】一方、排熱回収スチームＳ１を利用する場
合には、必要とされる給水Ｗの量が利用した排熱回収ス
チームＳ１の量だけ増加する。しかし、上述した様に、
給水Ｗも高純度であるため、水処理を行うべき給水量及
びそれに対するコストも増加してしまう、という問題が
ある。 【０００６】これに対して、排熱回収スチームＳ１の水
を利用した後の凝縮水は、上水等に比較して非常に純度
が高いので、この凝縮水を給水Ｗの一部に再利用して水
処理コストを減少することも可能である。しかし、従来
技術においては、給水は全量が水処理装置を通過する
が、排熱回収スチームＳ１の凝縮水の温度は８０−９０
℃程度の温度を有しているため、水処理装置の一般的な
使用温度である４０−４５℃まで冷却する必要がある。
換言すると、排熱回収スチームＳ１の凝縮水の温度を４
０−４５℃まで冷却しなければならない、という問題が
ある。 【０００７】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みて提案されたもので、熱ロスを低減し、かつ、補給水
冷却設備を不要にする燃料電池熱利用装置を提供するこ
とを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料電
池（３）と、水蒸気分離器（１）からの冷却水を循環す
る冷却水循環ポンプ（２）と、燃料電池（３）で熱回収
した冷却水を前記水蒸気分離器（１）へ戻す循環回路
（Ｌ３）とを有し、前記水蒸気分離器（１）で余った水
蒸気を熱利用設備（５）に送る排熱回収用蒸気回路（Ｌ
Ａ）を設けて燃料電池（３）から回収した熱を利用して
いる燃料電池熱利用装置において、前記排熱回収用蒸気
回路（ＬＡ）は熱利用設備（５）の凝縮水側から逆止弁
（１２）と給水ポンプ（９）とを介装して水蒸気分離器
（１）に連通しており、その逆止弁（１２）の上流側か
ら前記給水ポンプ（９）の上流側配管に分岐回路（Ｌ
２）を接続し、その分岐回路（Ｌ２）にレリーフ弁（１
３）、水タンク（１１）、水処理装置（８）及び逆止弁
（１４）を介装している。 【０００９】 【作用効果の説明】本発明は上記の構成により、排熱回
収用蒸気回路の熱利用設備の凝縮水側から分岐回路が給
水ポンプの上流側に接続され、その分岐回路に水処理装
置が介装されており、熱利用設備からの通常８０〜９０
℃の凝縮水が保有熱量を廃棄することなく水蒸気分離器
に回収される。その一方、水処理装置には高温水が直接
流入することがなくなり、従来技術において必要とされ
た冷却用熱交換器が不要となる。また、分岐回路に設け
られたレリーフ弁が所定圧以上で開弁し、例えば給水ポ
ンプが停止した場合に排熱回収用蒸気回路の圧力が上昇
するのが防止される。 【００１０】 【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 【００１１】なお、これらの図面において図２に対応す
る部分については、同じ符号を付して重複説明を省略す
る。 【００１２】図１には、本発明の一実施例が示されてい
る。 【００１３】排熱回収用蒸気回路ＬＡの熱利用設備５の
凝縮水側には、例えば逆止弁１２と給水ポンプ９とが介
装されている。換言すれば、熱利用設備５の凝縮水側
は、給水ポンプ９の上流側に接続されている。 【００１４】そして、逆止弁１２の上流側から分岐回路
Ｌ２が設けられている。その分岐回路Ｌ２には、レリー
フ圧力が例えば３ｋｇ／ｃｍ２ゲージのレリーフ弁１
３、水タンク１１、水処理装置８及び逆止弁１４が介装
され、合流箇所Ｐにおいて排熱回収用蒸気回路ＬＡに合
流されている。したがって、水処理装置８からの例えば
４０℃の補給水は、合流箇所Ｐ下流で例えば８０℃の凝
縮水とラインミキシングされて水蒸気分離器１に戻され
る。また、水蒸気分離器１の圧力は、通常６〜７ｋｇ／
ｃｍ２ゲージであるので、給水ポンプ９の停止中は、回
路ＬＡの熱利用設備５の下流側の圧力が上昇する。する
と、レリーフ弁１３が開いて凝縮水が分岐回路Ｌ２に流
れ、圧力の上昇を防止している。 【００１５】 【発明の効果】本発明は以上説明したように構成され、
以下に示す優れた作用効果を奏する。 （ａ） 熱利用設備からの通常８０〜９０℃の凝縮水が
その保有熱量を廃棄することなく水蒸気分離器に回収さ
れ、熱を有効に利用できる。 （ｂ） 熱利用設備の凝縮水が直接水処理装置に流入す
ることがなく、冷却用熱交換器が不要となって設備費を
低減できる。 （ｃ） 分岐回路に設けられたレリーフ弁が所定圧以上
で開弁し、例えば給水ポンプが停止した場合に排熱回収
用蒸気回路の圧力が上昇するのを防止し、安全性が高
い。 【００１６】
離器からの冷却水を循環する冷却水循環ポンプと、燃料
電池で熱回収した冷却水を前記水蒸気分離器へ戻す循環
回路とを有し、燃料電池から回収した熱を利用する燃料
電池熱利用装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】かかる燃料電池熱利用装置の一例を図２
について説明する。水蒸気分離器１から出て水蒸気分離
器１に戻る循環回路Ｌ３には、冷却水循環ポンプ２、燃
料電池３及び排熱回収用熱交換器４が介装されている。
そして、水蒸気分離器１からの冷却水を冷却水循環ポン
プ２で燃料電池３に送り、燃料電池３で熱回収した沸騰
状態の冷却水を排熱回収熱交換器４で一部の熱を熱交換
した後、その冷却水を水蒸気分離器１に戻している。そ
の水蒸気分離器１で発生した水蒸気は、水蒸気改質用蒸
気Ｓとして図示しない改質器に送られ、発電反応に必要
な水素を作るのに利用される。また、余った水蒸気は排
熱回収用蒸気Ｓ１として排熱回収用蒸気回路ＬＢにより
熱利用設備５に送られる。その設備５の凝縮水側には、
水タンク６、冷却用熱交換器７、通常イオン交換樹脂を
用いた水処理装置８及び給水ポンプ９が介装されてい
る。また、水タンク６には、回収水用タンク１０が接続
されている。そして、熱利用設備５の通常８０〜９０℃
の凝縮水は一旦水タンク６に貯留され、発電反応により
生成した水を回収した後に貯留する回収水用タンク１０
から水が供給され、補給水として冷却用熱交換器７で通
常４０℃に冷却され、水処理装置８で高純度に処理され
たのち、給水ポンプ９により水蒸気分離器１に戻され
る。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術にお
いては、燃料電池の排熱は、排熱回収用熱交換器４、排
熱回収スチームＳ１のいずれかにより、或いは両者によ
り利用される。 【０００４】しかし、排熱回収用熱交換器４で排熱を利
用する場合は、利用できる排熱の温度レベルが下がって
利用価値が下がってしまうので、例えば二重効用吸収冷
凍機の熱源として利用することが困難になる、という問
題が存在する。 【０００５】一方、排熱回収スチームＳ１を利用する場
合には、必要とされる給水Ｗの量が利用した排熱回収ス
チームＳ１の量だけ増加する。しかし、上述した様に、
給水Ｗも高純度であるため、水処理を行うべき給水量及
びそれに対するコストも増加してしまう、という問題が
ある。 【０００６】これに対して、排熱回収スチームＳ１の水
を利用した後の凝縮水は、上水等に比較して非常に純度
が高いので、この凝縮水を給水Ｗの一部に再利用して水
処理コストを減少することも可能である。しかし、従来
技術においては、給水は全量が水処理装置を通過する
が、排熱回収スチームＳ１の凝縮水の温度は８０−９０
℃程度の温度を有しているため、水処理装置の一般的な
使用温度である４０−４５℃まで冷却する必要がある。
換言すると、排熱回収スチームＳ１の凝縮水の温度を４
０−４５℃まで冷却しなければならない、という問題が
ある。 【０００７】本発明は、上記した従来技術の問題点に鑑
みて提案されたもので、熱ロスを低減し、かつ、補給水
冷却設備を不要にする燃料電池熱利用装置を提供するこ
とを目的としている。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料電
池（３）と、水蒸気分離器（１）からの冷却水を循環す
る冷却水循環ポンプ（２）と、燃料電池（３）で熱回収
した冷却水を前記水蒸気分離器（１）へ戻す循環回路
（Ｌ３）とを有し、前記水蒸気分離器（１）で余った水
蒸気を熱利用設備（５）に送る排熱回収用蒸気回路（Ｌ
Ａ）を設けて燃料電池（３）から回収した熱を利用して
いる燃料電池熱利用装置において、前記排熱回収用蒸気
回路（ＬＡ）は熱利用設備（５）の凝縮水側から逆止弁
（１２）と給水ポンプ（９）とを介装して水蒸気分離器
（１）に連通しており、その逆止弁（１２）の上流側か
ら前記給水ポンプ（９）の上流側配管に分岐回路（Ｌ
２）を接続し、その分岐回路（Ｌ２）にレリーフ弁（１
３）、水タンク（１１）、水処理装置（８）及び逆止弁
（１４）を介装している。 【０００９】 【作用効果の説明】本発明は上記の構成により、排熱回
収用蒸気回路の熱利用設備の凝縮水側から分岐回路が給
水ポンプの上流側に接続され、その分岐回路に水処理装
置が介装されており、熱利用設備からの通常８０〜９０
℃の凝縮水が保有熱量を廃棄することなく水蒸気分離器
に回収される。その一方、水処理装置には高温水が直接
流入することがなくなり、従来技術において必要とされ
た冷却用熱交換器が不要となる。また、分岐回路に設け
られたレリーフ弁が所定圧以上で開弁し、例えば給水ポ
ンプが停止した場合に排熱回収用蒸気回路の圧力が上昇
するのが防止される。 【００１０】 【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。 【００１１】なお、これらの図面において図２に対応す
る部分については、同じ符号を付して重複説明を省略す
る。 【００１２】図１には、本発明の一実施例が示されてい
る。 【００１３】排熱回収用蒸気回路ＬＡの熱利用設備５の
凝縮水側には、例えば逆止弁１２と給水ポンプ９とが介
装されている。換言すれば、熱利用設備５の凝縮水側
は、給水ポンプ９の上流側に接続されている。 【００１４】そして、逆止弁１２の上流側から分岐回路
Ｌ２が設けられている。その分岐回路Ｌ２には、レリー
フ圧力が例えば３ｋｇ／ｃｍ２ゲージのレリーフ弁１
３、水タンク１１、水処理装置８及び逆止弁１４が介装
され、合流箇所Ｐにおいて排熱回収用蒸気回路ＬＡに合
流されている。したがって、水処理装置８からの例えば
４０℃の補給水は、合流箇所Ｐ下流で例えば８０℃の凝
縮水とラインミキシングされて水蒸気分離器１に戻され
る。また、水蒸気分離器１の圧力は、通常６〜７ｋｇ／
ｃｍ２ゲージであるので、給水ポンプ９の停止中は、回
路ＬＡの熱利用設備５の下流側の圧力が上昇する。する
と、レリーフ弁１３が開いて凝縮水が分岐回路Ｌ２に流
れ、圧力の上昇を防止している。 【００１５】 【発明の効果】本発明は以上説明したように構成され、
以下に示す優れた作用効果を奏する。 （ａ） 熱利用設備からの通常８０〜９０℃の凝縮水が
その保有熱量を廃棄することなく水蒸気分離器に回収さ
れ、熱を有効に利用できる。 （ｂ） 熱利用設備の凝縮水が直接水処理装置に流入す
ることがなく、冷却用熱交換器が不要となって設備費を
低減できる。 （ｃ） 分岐回路に設けられたレリーフ弁が所定圧以上
で開弁し、例えば給水ポンプが停止した場合に排熱回収
用蒸気回路の圧力が上昇するのを防止し、安全性が高
い。 【００１６】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す回路図。
【図２】従来装置を示す回路図。
【符号の説明】
ＬＡ、ＬＢ・・・排熱回収用蒸気回路
Ｌ２・・・分岐回路
Ｌ３・・・循環回路
Ｐ・・・合流箇所
Ｓ・・・水蒸気改質用蒸気
Ｓ１・・・排熱回収用蒸気
１・・・水蒸気分離器
２・・・冷却水循環ポンプ
３・・・燃料電池
４・・・排熱回収用熱交換器
５・・・熱利用設備
６、１１・・・水タンク
７・・・冷却用熱交換器
８・・・水処理装置
９・・・給水ポンプ
１０・・・回収水用タンク
１２、１４・・・逆止弁
１３・・・レリーフ弁
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 燃料電池（３）と、水蒸気分離器（１）
からの冷却水を循環する冷却水循環ポンプ（２）と、燃
料電池（３）で熱回収した冷却水を前記水蒸気分離器
（１）へ戻す循環回路（Ｌ３）とを有し、前記水蒸気分
離器（１）で余った水蒸気を熱利用設備（５）に送る排
熱回収用蒸気回路（ＬＡ）を設けて燃料電池（３）から
回収した熱を利用している燃料電池熱利用装置におい
て、前記排熱回収用蒸気回路（ＬＡ）は熱利用設備
（５）の凝縮水側から逆止弁（１２）と給水ポンプ
（９）とを介装して水蒸気分離器（１）に連通してお
り、その逆止弁（１２）の上流側から前記給水ポンプ
（９）の上流側配管に分岐回路（Ｌ２）を接続し、その
分岐回路（Ｌ２）にレリーフ弁（１３）、水タンク（１
１）、水処理装置（８）及び逆止弁（１４）を介装して
いることを特徴とする燃料電池熱利用装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31483493A JP3511393B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池熱利用装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31483493A JP3511393B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池熱利用装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07169477A JPH07169477A (ja) | 1995-07-04 |
| JP3511393B2 true JP3511393B2 (ja) | 2004-03-29 |
Family
ID=18058165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31483493A Expired - Fee Related JP3511393B2 (ja) | 1993-12-15 | 1993-12-15 | 燃料電池熱利用装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3511393B2 (ja) |
-
1993
- 1993-12-15 JP JP31483493A patent/JP3511393B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07169477A (ja) | 1995-07-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3511393B2 (ja) | 燃料電池熱利用装置 | |
| CN210317631U (zh) | 一种发电站的汽轮机组 | |
| CN113380434A (zh) | 一种耦合热管技术的非能动余热排出系统 | |
| JP3743254B2 (ja) | 燃料電池発電装置 | |
| JPH1064566A (ja) | 燃料電池発電装置および該装置の廃熱回収方法 | |
| JPS5811896A (ja) | 原子力発電所の中温度利用発電設備 | |
| JPS5913719B2 (ja) | 高速増殖炉の残留熱除去系 | |
| JPH03210773A (ja) | 燃料電池における脱気装置 | |
| JP2702030B2 (ja) | 燃料電池システム | |
| JPH05144452A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPS6275299A (ja) | 原子力発電プラントの復水器排熱利用装置 | |
| JP3667922B2 (ja) | 燃料電池発電プラント | |
| JPH0719648A (ja) | 吸収式冷温水機 | |
| JPH07169479A (ja) | 燃料電池熱利用装置 | |
| JP3068288B2 (ja) | 原子力発電プラントの補機冷却水システム | |
| JPH0443567A (ja) | 燃料電池発電プラントの排熱回収装置 | |
| JPH02168573A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPH10334932A (ja) | 燃料電池発電システム及び燃料電池発電システムにおける排熱回収方法 | |
| JPS6332867A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| JPS6334461A (ja) | 高温蒸気発生ヒ−トポンプ装置 | |
| JPS5827211Y2 (ja) | 高圧給水加熱器の冷却装置 | |
| JP2806493B2 (ja) | 複合冷房装置 | |
| JPH04124594A (ja) | 熱電並給システム | |
| JPS5973855A (ja) | 燃料電池装置 | |
| CN118224585A (zh) | 熔盐储能系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20031225 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20031225 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |