JP6495695B2 - 燃料電池複合発電システム、およびその運転方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1の実施形態に係る燃料電池複合発電システムの概略的な構成を示す図である。
以下、第1の実施形態の変形例に係る燃料電池複合発電システムについて説明する。図2は、第1の実施形態の変形例に係る燃料電池複合発電システムの概略的な構成を示す図である。上述した第1の実施形態に係る燃料電池複合発電システム1と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
本発明の第2の実施形態に係る燃料電池複合発電システムについて説明する。図3は、本発明の実施形態2に係る燃料電池複合発電システムの概略的な構成を示す図である。上述した第1の実施形態に係る燃料電池複合発電システム1と同様の構成要素には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
本実施形態においても、第1の実施形態と同様に、燃料電池複合発電システム2に蒸気タービンシステム60を組み合わせた構成を採用してもよい。図4は、第2の実施形態に係る燃料電池複合システムの概略的な構成を示す図である。
11 空気圧縮機
15 燃料電池
19 燃焼器
20 ガスタービン
22 排熱回収ボイラ
61 蒸気タービン
71、72 制御弁
73 圧力センサ
74 制御部
Claims (5)
- 空気を段階的に圧縮することによって、圧力がそれぞれ異なる複数の燃料電池用圧縮空気と、前記複数の燃料電池用圧縮空気よりも圧力が高い燃焼用圧縮空気と、を生成する空気圧縮機と、
前記空気圧縮機から供給された前記燃料電池用圧縮空気と、前記燃料電池用圧縮空気の圧力に対応して圧縮された圧縮燃料ガスとの化学反応により発電する燃料電池と、
前記化学反応後の前記圧縮燃料ガスである未燃燃料ガスが前記燃料電池から供給されるとともに、前記燃焼用圧縮空気が前記空気圧縮機から供給され、前記未燃燃料ガスが前記燃焼用圧縮空気で燃焼することによって燃焼ガスを生成する燃焼器と、
前記化学反応後の前記燃料電池用圧縮空気である排出圧縮空気が前記燃料電池から供給されるとともに、前記燃焼ガスが前記燃焼器から供給され、前記排出圧縮空気と前記燃焼ガスとで駆動するガスタービンと、
前記複数の燃料電池用圧縮空気のそれぞれに対応して設けられた複数の制御弁であって、対応する燃料電池用圧縮空気が前記空気圧縮機から前記燃料電池へ供給される開状態と、対応する燃料電池用圧縮空気の供給が遮断される閉状態とに、それぞれが個別に切り替え可能な複数の制御弁と、
前記圧縮燃料ガスの圧力を検出する圧力センサと、
前記圧力センサの検出結果に基づいて、前記燃料電池用圧縮空気と前記圧縮燃料ガスとの圧力差が所定の範囲内になるように前記複数の制御弁を制御する制御部と、
を備える燃料電池複合発電システム。 - 前記空気圧縮機は、前記複数の燃料電池用圧縮空気の1つである第1の燃料電池用圧縮空気と、前記複数の燃料電池用圧縮空気の他の1つである、前記第1の燃料電池用圧縮空気よりも圧力が高い第2の燃料電池用圧縮空気と、を生成し、
前記複数の制御弁は、前記第1の燃料電池用圧縮空気に対応する第1の制御弁と、前記第2の燃料電池用圧縮空気に対応する第2の制御弁と、を備え、
前記制御部は、前記第1の制御弁が前記開状態であり、かつ前記第2の制御弁が前記閉状態である第1の制御状態と、前記第1の制御弁が前記閉状態であり、かつ前記第2の制御弁が前記開状態である第2の制御状態と、を前記圧力センサの検出結果に基づいて切り替え制御する、請求項1に記載の燃料電池複合発電システム。 - 前記制御部は、前記圧力センサの検出値を予め定められたしきい値と比較し、前記検出値が前記しきい値以下の場合に前記第1の制御状態となり、前記検出値が前記しきい値を超えている場合に前記第2の制御状態になる、請求項2に記載の燃料電池複合発電システム。
- 前記ガスタービンの駆動により生じた熱を回収し、前記熱を用いて水蒸気を生成する排熱回収ボイラと、
前記排熱回収ボイラから供給された前記水蒸気で駆動する蒸気タービンと、
をさらに備える、請求項1から3のいずれか1項に記載の燃料電池複合発電システム。 - 空気を段階的に圧縮することによって、圧力がそれぞれ異なる複数の燃料電池用圧縮空気と、前記複数の燃料電池用圧縮空気よりも圧力が高い燃焼用圧縮空気と、を生成する空気圧縮ステップと、
燃料電池に供給される圧縮燃料ガスの圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記圧力検出ステップの結果に基づいて、前記複数の燃料電池用圧縮空気のうち、前記圧縮燃料ガスとの圧力差が所定の範囲内になる燃料電池用圧縮空気を前記燃料電池へ供給する供給ステップと、
前記供給ステップにより供給された前記燃料電池用圧縮空気と、前記圧縮燃料ガスとの化学反応により前記燃料電池が発電する発電ステップと、
前記化学反応後の前記圧縮燃料ガスである未燃燃料ガスが前記燃焼用圧縮空気で燃焼することによって、燃焼ガスを生成する燃焼ステップと、
前記燃焼ステップで生成された前記燃焼ガスと、前記化学反応後の前記燃料電池用圧縮空気である排出圧縮空気とでガスタービンが駆動する駆動ステップと、
を備える燃料電池複合発電システムの運転方法。
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