JP3515789B2 - 燃料電池発電プラント - Google Patents
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Description
に係り、特に燃料電池本体を収容する格納容器にパージ
ガスを供給する燃料電池発電プラントに関する。
部から燃料と酸化剤とを連続的に供給し、その燃料の酸
化によって生ずる化学エネルギーを直接電気エネルギー
に変化させるものである。
7に示すように化学反応により電流を発生させる燃料電
池本体1とこの燃料電池本体1に供給する燃料ガスを発
生する改質器5とを備えている。
ーナからなる燃焼部5bとを備え、改質部5aには改質
用燃料と水蒸気との混合ガスが導入され、改質部5a内
で加熱され、水素リッチなガスに改質され、導管12を
通じて燃料電池本体1の燃料極3に供給される。
を備え、また、燃料電池本体1を収容する格納容器2に
より周囲環境から隔離されている。
管14から供給され、水素リッチガスと酸化剤とは燃料
電池本体1の中で反応した後、それぞれ排燃料、排酸化
剤となり導管16,17を通じて排出され、改質器5の
燃焼部5bに供給される。燃焼部5bに導入された排燃
料と排酸化剤は、燃焼部5a内で燃焼し、改質管5aを
加熱すると同時に排ガスを生成し、生成された排ガスは
導管20を通じて系外に放出される。
ージガスとして導管21を通じて格納容器2に供給され
る。格納容器2を通過したパージガスは導管15を通じ
て排出され、排酸化剤の導管17と合流する。
極4には十分なガスシール性を持たせているが、長期運
転による経年変化等により、燃料電池本体1から燃料や
酸化剤が格納容器1内に漏出し滞溜する場合がある。こ
の場合予期しない異常反応を生じる危険があるので、上
述の様に、格納容器2は定期的にあるいは常時パージさ
れるようになっている。
性がない窒素等の不活性ガスが望ましいが、大量の窒素
を高圧ガスとして貯蔵すること、又は極低温液体として
貯蔵することは容易ではない。
て改質器5の燃焼部5bの排ガスを利用することが知ら
れている(特開平2−226664号公報参照)。
5の燃焼部5bからの排ガスは残燃焼分の可燃性成分や
酸素成分を一部含んでいる。プラントの負荷レベルによ
り改質器バーナの燃焼量が大きく異なるため、これらの
残存成分は一般に負荷レベルに応じ、また過渡期にも大
きく変動する。従って、プラントの運転状況によっては
定常的にあるいは過渡的に排ガスの可燃性成分や酸素成
分が基準値を超えてしまいこのため格納容器中のパージ
ガスが燃料電池本体1中に漏入した燃料及び酸化剤と異
常な反応をして危険をもたらす恐れがある。
する問題を解消し、燃料電池本体1の格納容器2に供給
されるパージガスの中に含まれる可燃性成分や酸素成分
を確実に除去し、格納容器を安全に効率的にパージする
ことを可能にした燃料電池発電プラントを提供すること
にある。
に、本発明による燃料電池発電プラントは、燃料電池本
体と、この燃料電池本体を収容する格納容器と、前記燃
料電池本体に供給する改質ガスを生成する改質器とを有
する燃料電池発電プラントであって、前記改質器で生成
された一部の前記改質ガスより二酸化炭素ガスを分離す
るためのガス分離装置を備え、このガス分離装置により
分離した二酸化炭素ガスをパージガスとして格納容器に
供給することを特徴とする。
電池本体を収容する格納容器と、前記燃料電池本体に供
給する改質ガスを生成する改質器と、前記燃料電池本体
に酸化剤ガスを供給する酸化剤ガス源とを有する燃料電
池発電プラントであって、触媒燃焼器を備え、所定の一
定量の前記改質ガスおよび前記酸化剤ガスを触媒燃焼器
中で燃焼させ、前記触媒燃焼器から排出される排ガスを
前記格納容器をパージするためのパージガスとして前記
格納容器へ供給することを特徴とする。
れる排燃料ガスまたは改質ガスより二酸化炭素ガスを分
離し、この二酸化炭素ガスをパージガスとして格納容器
に供給する。
焼器中で燃焼させ、触媒燃焼器から排出される排ガスを
パージガスとして格納容器へ供給する。
実施例を図1乃至図16を参照して説明する。
プラントの第1実施例を説明する。
こして電流を発生させる燃料電池本体であり、この燃料
電池本体1は格納容器2の中に収容されている。燃料電
池本体1には、多孔質電極である燃料極3と酸化剤極4
とが図示しない電解質を挟んで構成されている。燃料極
3には燃料として外部から導管12を通じてメタンガス
等から改質されて生成された水素リッチガスが供給さ
れ、酸化剤極4には酸化剤として外部から導管14を通
じて酸素が供給される。
と酸化剤とは導管16および17を経て排燃料、排酸化
剤として排出される。
の一部は、パージガス供給源として導管12aを通じて
ガス分離装置10に供給され、二酸化炭素が分離され
る。この分離された二酸化炭素は導管13を通じて格納
容器2に供給され、格納容器2内のパージガスはパージ
排ガス管15を通じて排出され、排燃料系統の導管16
に合流する。
始めとするあらゆる化学的、物理的、あるいはその他の
分離方式が考えられる。
透過膜等のガス分離装置10により、二酸化炭素が分離
される。分離された二酸化炭素はパージガスとして格納
容器2に供給され、格納容器2内に滞溜する可能性のあ
る燃料や酸化剤を定期的にあるいは常時パージする。パ
ージガスは導管15を通じて排出され、排燃料系統の導
管16に合流する。
離するガス分離装置10を設けたので、このガス分離装
置10により改質ガスの一部から二酸化炭素を分離する
ことができる。そして、この二酸化炭素をパージガスと
して格納容器2へ供給することにより、パージガス中に
含まれる可燃性成分や酸素成分等による悪影響を除去す
ることができる。この結果、パージガスが燃料電池本体
1中より格納容器に漏入した燃料及び酸化剤と異常な反
応をして危険をもたらすことを回避し、格納容器2を安
全にパージすることができる。
を説明する。
から導管16を経て排出される排燃料の一部が導管16
aを通じてブロワ14に供給される。このブロワ14に
よって昇圧後、排燃料は導管18を通じてガス分離装置
10に供給され、二酸化炭素が分離される。ガス分離装
置10以降は第1実施例と同様である。
出される排燃料から二酸化炭素を分離することができ、
パージガスを効率的に生成することができる。
れにおいても、収容容器2から排出されるパージガスは
導管15を通じて排燃料系統の導管16に合流している
が、排空気系統の導管17に合流してもよく、また、系
外放出してもよい。
図3乃至図6を参照して説明する。第1参考例乃至第4
参考例は以下に記載するように従来の問題点を解決する
ものである。
れる燃料極3からの排燃料の主成分が水素であることか
ら燃焼部5bの燃焼排ガスは一般に水分含有率が10〜
20%程度と高い。このようなガスを燃料電池本1の体
格納容器2のパージガスとして用いると、図18に示す
ようにパージガス入り口管21あるいは格納容器2の局
部における放熱によって、容易にガス中水分が凝縮しド
レンが発生するという問題点があった。
ントでの一般的な値である5ataであるとすると、パ
ージガス中の20%の水分分圧は1ataとなり、10
0℃の飽和圧に相当する。すなわち、パージガス入り口
管21や格納容器2の局部で100℃以下になる箇所が
あればそこでドレンが発生することになる。
いは格納容器2(図18参照)の何れにおいてもドレン
の発生は有害である。すなわち、バージガス入り口管2
1でのドレン閉塞により、パージガス流がなくなると燃
料電池本体の安全性の問題がある。
アタックが生じるとブロワ破損の危険性がある。さらに
格納容器2内で凝縮水が生じて一般に高電位にある燃料
極3、空気極4と接地電位にある格納容器2との間の絶
縁が不良になった場合には、異常な接地電流が流れるた
め発電運転は続けられない。したがって、パージガス中
のドレン発生は、燃料電池発電プラントの信頼性を低下
させる危険性があったのである。
を説明する。
て説明する。
3と空気極としての酸化剤極4とを有して成り、さらに
この燃料電池本体1を収容して周囲環境から隔離するた
めに格納容器2が設けられている。燃料電池の発電運転
中は燃料極3と空気極4との間に起電力が生じるため、
一般にこれらの積層体である燃料電池本体1は大地に対
し高電位にあるのに対し、格納容器2は安全のため接地
され、大地電位にある。一方、改質器5は改質部5aと
燃焼部5bより構成され、改質部5aへは導管19を通
じて天然ガスやメタノールなどの改質用燃料が水蒸気と
ともに供給されて水蒸気改質により水素リッチな改質ガ
スが生成される。この改質ガスはさらに導管12を通じ
て、燃料極3に供給される。燃料電池本体1内ではこの
改質ガスと、空気極4へ導管14を通じて酸化剤として
供給される空気とが反応した後、消費されずに残った分
はそれぞれ排燃料と排空気として導管15,16を通じ
て排出される。改質器5の燃焼器5bは、燃焼による発
生熱を水蒸気改質のための改質熱量として改質部5aに
与える機能を持つが、燃料電池プラントの効率を高める
ために燃焼器5b用の燃料として燃料極3の排燃料を導
管16aを通じて供給する。燃焼部5bの燃焼用空気は
導管14aにより供給される。燃焼部5bで燃焼した排
ガスは導管20を通じて系外へ排出されるが、その一部
は燃料電池本体1の格納容器2へパージガス入り口管2
1上のブロワ11を経て供給され、格納容器1cを通過
したパージガスは導管12を通じて排出される。
発電プラントの場合と同様である。
り口管21に除湿装置22を設けたことである。
化学的な水分吸収剤や水分吸着剤、あるいは水分分離膜
などを適用することができる。
焼部5bの排ガスの一部を除湿装置22に流通させる。
除湿装置20を流通した排ガスの含有水分率は低下する
ので、多量のドレンの発生を防止することができる。
とによって、パージガス中の水分飽和温度を常温以下に
まで低下させることができる。この場合には、パージガ
ス入り口管21、ブロワ23、または格納容器2の一部
または全体で放熱による温度低下があったとしてもドレ
ンが生じることがない。この結果、パージガス中のドレ
ン発生を防止することができる。
口管21に除湿装置22を設けたので、パージガス入り
口管10におけるドレン閉塞や、ブロワ23に対するド
レンアタックを生じる危険性が無くすることができる。
更に格納容器2の内部で凝縮水による絶縁不良を生じる
恐れもなくなる。
燃料電池発電プラントを提供することができる。
説明する。
燃焼器24と触媒燃焼器24の下流側に除湿装置22と
が設けられている。
スの一部が導管21を通じて触媒燃焼器24へ供給され
る。また、触媒燃焼器24における燃焼用の燃料とし
て、改質器5の改質部5aから排出される改質ガスの一
部が導管12cを通じて触媒燃焼器24へ供給される。
そして燃焼部5bから排出される排ガス中に残存する酸
素成分は触媒燃焼器24の中で、改質部5aから排出さ
れる改質ガスと反応して二酸化炭素等になる。なお、触
媒燃焼器24における燃焼用の燃料として、燃料電池本
体1の燃料極3からの排燃料の一部を用いることも可能
である。
湿装置22およびブロワ23を経て燃料電池本体1の格
納容器2へパージガスとして供給する。
器5の燃焼部5bから排出される排ガスの一部を格納容
器2のパージガスとして用いるためには、排ガス中の残
留酸素濃度ができるだけ小さいことが望ましい。
トの負荷レベルにより大きく異なり、また過渡的な変化
によっても変動する。このため、燃焼部5bにおける安
定した燃焼を常に行うためには、燃焼用の空気を導管1
4aを通じて相当量過剰に供給しなくてはならない場合
がある。
ガス中の残存酸素濃度は、パージガスとして用いるのに
適切なほどは小さくならない。
ージガス入り口管21に触媒燃焼器24を設け、改質器
5の燃焼部5bから排出される排ガス中の残留酸素成分
を触媒燃焼器24において消費する。この結果、触媒燃
焼器24から排出される排ガスを安全上十分な低濃度も
しくは酸素成分を含まないパージガスとして格納容器2
へ供給することができる。
での反応生成水がその排出ガスに加わる。このため、触
媒燃焼器24から排出される排出ガス中の含有水分率は
改質器の燃焼部5bからの排ガス中の含有水分率よりも
高くなり、ドレンが発生する危険性がさらに高まる。し
かし、本実施例においては、触媒燃焼器24の下流側に
除湿装置22を設けているので、除湿装置22を出た後
のパージガス中の含有水分率を低下させることができ
る。これによって、パージガス中のドレンが発生するこ
とを防止することができる。
21に触媒燃焼器24と触媒燃焼器24の下流側に除湿
装置22とを設けたので、改質器5の燃焼部5bにおけ
る安定した燃焼を行うために燃焼用の空気を導管14a
を通じて相当量過剰に供給したとしても、触媒燃焼器2
4から排出される排ガスを安全上十分な低濃度もしくは
酸素成分を含まないパージガスとして格納容器2へ供給
することができる。また、この場合においてパージガス
入り口管21に触媒燃焼器24を設けても下流側に除湿
装置22を設けているので、配管部、ブロワ23、また
は格納容器2の内部でドレンによる悪影響を生じること
がない。この結果、高い信頼性の実現を可能とした燃料
電池発電プラントを提供することができる。
説明する。
プラントにおける除湿装置22の他の具体的な構成例を
示す。図5においては、パージガスを凝縮器25、気水
分離器26、熱交換器27に通流させることにより、ガ
ス中水分の除去を行う構成としている。パージカスは凝
縮器25で冷却されて気水分離器26でドレイン分離さ
れた後、熱交換器27で再熱されて過熱ガスとして送出
される。従って、下流側でドレンを生じる心配がない。
とにより、第1参考例および第2参考例と同様の効果を
得ることができる。
説明する。
プラントにおける除湿装置22のさらに他の具体的な構
成例を示す。本実施例においては、図5における凝縮器
25と気水分離器26の代わりにコンタクトクーラ28
が設けられている。この場合は、パージガスはコンタク
トクーラ28でドレン分離された後、熱交換器27で再
熱されて過熱ガスとして送出される。
とにより、第1参考例および第2参考例と同様の効果を
得ることができる。
図7乃至図12を参照して説明する。これらの第3実施
例乃至第8実施例は以下に記載するような従来の問題点
を解決するものである。
される燃焼排ガスを格納容器2のパージガスとして用い
る従来の燃料電池発電プラント(図19参照)において
は、プラントの各種の運転状況により改質器5の燃焼量
が大きく異なるため、燃焼排ガス中酸素濃度は常に一定
ではなく、特に負荷レベルにより、また過渡変化により
大きく変動する。このため、格納容器2のパージガス中
の酸素濃度の変動も大きく、この変動により酸素濃度が
あるレベルを超えるような場合には、電池容器を常に安
全にパージすることが不可能となる問題点があった。
を説明する。
る。図7において、燃料電池本体1にはアノード極であ
る燃料極3とカソード極である酸素剤極4、およびこれ
らを積層した電池積層体が含まれ、燃料電池本体1は格
納容器5に収容されている。アノード極3には燃料処理
装置32より水素リッチガスが供給され、また、もう一
方の反応極であるカソード極4には酸化剤ガスが空気処
理装置33から供給される。燃料電池本体1では、これ
らの水素リッチガスおよび酸化剤ガスが電気化学反応を
起こすことで発電が行われる。
処理装置32より供給される。燃料処理装置32は、改
質器5と高温一酸化炭素変成器30と低温一酸化炭素変
成器31とから構成される。改質器5は、天然ガスなど
の原燃料を600−800℃程度に加熱し、水蒸気改質
反応により水素リッチガスを生成する反応室からなる改
質部5aと、改質反応に必要な熱を供給する燃焼室から
なる燃焼部5bとに分けられる。
チガスは、下流の高温一酸化炭素変成器30および低温
一酸化炭素変成器31において、シフト反応により一酸
化炭素濃度を下げられるとともに水素濃度が高められ
る。高温一酸化炭素変成器10では400℃程度、また
低温一酸化炭素変成器31では200℃程度でシフト反
応がおこる。低温一酸化炭素変成器31を出た水素リッ
チガスは、アノード極3に供給される。
料は、改質器5の燃焼部5bの燃焼用の燃料として有効
に利用するため、改質器燃焼室5aに供給される。
スとして通常、空気を用いることが多く、大気からの空
気を空気処理装置33を介してカソード極4に供給され
る。空気処理装置33として例えば、コンプレッサーや
ブロワ等の空気圧縮装置を用いることができる。
水素リッチガスは分岐され、一部の水素リッチガスは導
管12aを通って触媒燃焼器34に供給される。一方、
空気処理装置33からの空気の一部は触媒燃焼器34に
供給され、触媒燃焼器34に供給された水素リッチガス
とともに触媒燃焼させられる。ここで、水素リッチガス
と空気の流量設定は、それぞれのラインに必要に応じて
オリフィス等の絞り手段を設定することにより行われ
る。触媒燃焼器34から排出される燃焼排ガスは導管1
3を通ってパージガスとして格納容器2に供給される。
た例であるが、触媒燃焼器34の代わりに、バーナ等の
通常の燃焼器を用いた構成としてもよい。以下の実施例
についても同様である。
ず、燃料処理装置32の水素リッチガスのガス組成はほ
ぼ一定であり、また大気中の空気組成もまた変わらず一
定の酸素濃度を有している。したがって、水素リッチガ
スの一定量と空気の一定量とを定常的に触媒燃焼器34
で燃焼させることにより、触媒燃焼器34の排ガスとし
てほぼ一定の低レベルの酸素濃度を有するパージガスを
得ることができる。
水素リッチガスのガス濃度はほぼ一定であり、また空気
処理装置33から得られる空気中の酸素濃度も一定であ
るので、これらの水素リッチガスおよび空気のそれぞれ
ある一定量を触媒燃焼器34で燃焼させる結果、触媒燃
焼器34から排出される排ガスは、プラントの運転状態
や負荷レベルによらず常に安定した低酸化濃度のガス組
成を持つ。したがって、触媒燃焼器34から排出される
排ガスをパージガスとして格納容器2へ供給することに
より、安定に格納容器2をパージすることができる。
を設けるとともに、燃料処理装置32から得られる水素
リッチガスと、空気処理装置33からの空気とをこの触
媒燃焼器34で燃焼させて、触媒燃焼器34から排出さ
れる燃焼排ガスをパージガスとして格納容器2へ供給す
るので、プラントの運転状態や負荷レベルによらず、常
に安定した低酸素濃度のガス組成を持つパージガスによ
って、いかなるプラント運転状態においても、安全性を
十分確保してパージを行うことができる。
説明する。
2との間に冷却器35と汽水分離器36が設置されてい
る。なお、図8には冷却器35と汽水分離器36の両方
を設置した例を示しているが、冷却器35のみの場合、
または冷却器35と汽水分離器36を組合せた凝縮器を
設けてもよい。
様の作用効果を有する。また、冷却器35あるいは汽水
分離器36を設けたので、触媒燃焼器34からの燃焼排
ガスの温度を燃料電池の温度の許容レベル以下に制御す
ることができる。また、この燃焼排ガスは水分リッチと
なるが、冷却器35と汽水分離器36を介してドライ化
することによりパージラインでのドレン閉塞を防ぐこと
ができる。
説明する。
媒燃焼器34、冷却器35および汽水分離器36の他
に、低温一酸化炭素変成器31の後流に凝縮器37が設
けられている。
は導管12dおよび12eによってアノード極3および
触媒燃焼器34に送られる。
流側から水素リッチガスを分岐させるので、水素リッチ
ガス中の水分が少なくなる。この結果、冷却器35と汽
水分離器36をコンパクトにすることができる。また、
第3実施例と同様の作用効果を有する。
ガスの取り出す場所は、第5参考例および第6参考例の
ように低温一酸化炭素変成器31の下流に限定されるも
のでなく、図9に示す本参考例のように凝縮器37の下
流側から取り出すものでもよいのであり、さらに、改質
器5の改質部5aの反応側下流側または高温一酸化炭素
変成器30の下流側等のいずれから取り出してもよい。
を説明する。
した第4実施例の構成と類似の構成を有する。本実施例
ではさらに、汽水分離器36の下流側から格納容器2に
入るまでの間から導管13aによってパージガスの一部
を分岐させ、この分岐したパージガスをブロワ38を介
して触媒燃焼器34の上流に戻してパージガスを循環さ
せる手段が設けられている。
環させることにより触媒燃焼器34の燃焼温度を下げる
ことが可能となるので、触媒燃焼器34の材料コストを
下げることができる。また、第3実施例と同様の作用効
果を有する。
を説明する。
出されるパージガスを導管15aによて分岐させ、その
一部をブロワ38を介し触媒燃焼器34の上流側に戻し
てパージガスを循環させる手段が設けられている。
環させることにより触媒燃焼器34での燃焼温度を下げ
ることができる。また、図10に示した第6実施例に比
べて格納容器2に供給されるパージガス流量が多くとる
ことができる。また、第7実施例と同様の作用効果を有
する。
を説明する。
1の下流側から水素リッチガスを分岐して触媒燃焼器3
4に供給するラインに、流量検出装置39と制御弁40
が設けられている。また、空気処理装置33から触媒燃
焼器34に空気を供給するラインには、制御弁41が設
けられている。触媒燃焼器34から排出される燃焼排ガ
スのラインには、ガス濃度計42が設けられている。流
量検出装置39で測定された流量検出信号は、制御装置
43に送られ、その検出値があらかじめ設定されている
流量設定値と一致するように、制御弁40の開度を調節
する。また、ガス濃度計42の検出信号も制御装置43
に送られ、その検出値により制御弁41の開度を調節す
る。
ージガスの流量を設定値どおりに制御することが可能と
なり、常に適切な流量で格納容器2をパージすることが
できる。また、第3実施例と同様の作用効果を有する。
図13乃至図16を参照して説明する。これらの第5参
考例乃至第8参考例は以下に記載するような従来の問題
点を解決するものである。
供給源50に不活性ガス等を用いてパージを行う従来の
場合においては、長期にわる運転ではこの不活性ガス必
要量は膨大となった。そして、不活性ガスの消費により
運転コストがかかるといった問題点があった。
る。
する。図13において、燃料電池本体1は格納容器2の
中に密閉して収容されている。また、燃料電池本体1の
中で反応した燃料と酸化剤とは、導管16および17を
経て排燃料、排酸化剤として排出される。また、格納容
器2の外方にはパージガス供給源50が設けられてお
り、このパージガス供給源50からパージ入口管52を
経て格納容器2へパージガスが供給される。
ジガスは、ブロワまたはコンプレッサまたはターボコン
プレッサにより昇圧された空気である。
たは低減するための酸素除去装置51が設けられてい
る。この酸素除去装置51としては、例えばモレキュラ
ーシーブス(MOLECULAR SIEVES)等の吸着剤を用いて酸
素を吸着する圧力スイング吸着方式(PSA 法)等があげ
られる。
置51に送られる。酸素除去装置51ではこの空気中の
酸素を除去することにより酸素成分のない、または低減
された空気を生成される。この空気はパージ入口管52
を通って格納容器2へ送られる。
0を設けたので、空気から酸素成分のないまたは低減さ
れたパージガスを生成することができる。この結果、不
活性ガスを用いる必要がなく、運転コストのかからない
燃料電池発電プラントを提供することができる。
剤、化学反応剤、または分離膜を用いてもよい。
を説明する。
ージガス供給源としてコンプレッサ53が、酸素除去装
置として例えば上述のモレキュラーシーブス等の酸素吸
着剤を利用した酸素吸着装置55が設けられている。ま
た酸素の吸着には空気温度を50℃〜60℃以下とする
ことが好ましいことから、コンプレッサ53と酸素吸着
装置55の間には冷却器54が設けられている。さらに
酸素吸着装置55には吸着した酸素を排出するための酸
素排気管56が設けられている。
却器54により冷却された後、酸素吸着装置55に送ら
れる。酸素吸着装置55ではこの空気中の酸素を吸着し
て排除することにより酸素成分のないまたは低減された
空気が生成される。この空気はパージ入口管52を通っ
て格納容器2へ送られる。また吸着された酸素は酸素排
気管56を通って排出される。
5を設けたので、空気から容易に酸素成分のないまたは
低減されたパージガスを生成することができる。この結
果、不活性ガスを用いる必要がなく、運転コストのかか
らない燃料電池発電プラントを提供することができる。
を説明する。
ージ入口管52にパージ流量調節弁57が設けられてい
る。
酸素吸着装置55の下流に設置しているが、これを上流
に設置することも可能である。またパージ流量調節弁5
7は開度調節が可能なモジュレーティング弁とすること
も、オンオフのみの遮断弁とすることも可能である。
2にパージ流量調節弁57を設けたので、このパージ流
量調節弁57を定期的にまたは格納容器2の可燃ガス濃
度に応じて、または格納容器2の圧力に応じて、または
格納容器2と燃料電池本体1との差圧に応じて開閉する
ことにより、格納容器2を間欠的にパージすることがで
きる。
を説明する。
素吸着装置55の下流にアキュムレータタンク58が設
けられている。このタンク58の下流ではパージ入口管
52が52a、52b、52cと3つに分かれている。
これらのパージ入口管52a、52b、52cを通じ
て、格納容器2のほか燃料電池本体1の図示しない燃料
極、酸化剤極にパージガスが供給される。また、それぞ
れのパージ入口管52a、52b、52cにはパージガ
ス流量調節弁59a、59b、59cが設けられてい
る。酸素吸着装置55により生成された酸素成分のない
または低減された空気はアキュムレータタンク58に蓄
えられる。
ンク58の間にはタンク58の圧力を高くするためにコ
ンプレッサを設けることも可能である。
ージガス流量調節弁59a、59b、59cを開閉する
ことにより格納容器2のみならず燃料電池本体1をもパ
ージすることができる。この結果、効率的で確実なパー
ジをすることができる燃料電池発電プラントを提供する
ことができる。
ガス分離装置を設け、このガス分離装置により二酸化炭
素を分離してパージガスとして用いるので、燃料電池本
体の格納容器のパージガスの中に含まれる可燃性成分や
酸素成分等による悪影響を除去し格納容器を安全にパー
ジすることができる。
素リッチガスと空気とを触媒燃焼器で燃焼させてこの燃
焼排ガスをパージガスとして用いるので、プラントの運
転状態や負荷レベルによらず、常に安定した低酸素濃度
のガス組成を有するパージガスを得ることができ、いか
なるプラント運転状態においても、安全性を十分確保し
てパージを行うことができる。
例を示す系統図。
統図。
統図。
統図。
湿装置の具体的構成を示す第3参考例を示す図。
の具体的構成を示す第4参考例を示す図。
例を示す系統図。
統図。
統図。
系統図。
系統図。
系統図。
系統図。
系統図。
系統図。
系統図。
図。
す系統図。
図。
Claims (2)
- 【請求項1】燃料電池本体と、この燃料電池本体を収容
する格納容器と、前記燃料電池本体に供給する改質ガス
を生成する改質器とを有する燃料電池発電プラントであ
って、 前記改質器で生成された一部の前記改質ガスより二酸化
炭素ガスを分離するためのガス分離装置を備え、 このガス分離装置により分離した二酸化炭素ガスをパー
ジガスとして格納容器に供給することを特徴とする燃料
電池発電プラント。 - 【請求項2】燃料電池本体と、この燃料電池本体を収容
する格納容器と、前記燃料電池本体に供給する改質ガス
を生成する改質器と、前記燃料電池本体に酸化剤ガスを
供給する酸化剤ガス源とを有する燃料電池発電プラント
であって、 触媒燃焼器を備え、 所定の一定量の前記改質ガスおよび前記酸化剤ガスを触
媒燃焼器中で燃焼させ、前記触媒燃焼器から排出される
排ガスを前記格納容器をパージするためのパージガスと
して前記格納容器へ供給することを特徴とする燃料電池
発電プラント。
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