JPH06150954A - 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 - Google Patents
燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置Info
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- JPH06150954A JPH06150954A JP4302209A JP30220992A JPH06150954A JP H06150954 A JPH06150954 A JP H06150954A JP 4302209 A JP4302209 A JP 4302209A JP 30220992 A JP30220992 A JP 30220992A JP H06150954 A JPH06150954 A JP H06150954A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池発電設備の起動時において改質器の
改質管を含む配管の昇温時間を短縮する方法及び装置を
提供する。 【構成】 改質器１０と、燃料電池２０と、燃料電池を
出たアノード排ガスを改質器の燃焼室に供給するアノー
ドブロア３０とを備える燃料電池発電設備の配管の昇温
方法であって、燃料電池をバイパスしてアノードガスラ
インとアノード排ガスラインとを連通させ、改質器をバ
イパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを
連通させ、これらバイパスラインと既存のラインとによ
り改質器の改質管を通る閉ループを構成し、この閉ルー
プ内に窒素ガスを改質器で加熱しながら循環すると共
に、閉ループ内における改質器の上流において改質用水
蒸気と窒素ガスとを熱交換させ、窒素ガスを昇温する。
改質管を含む配管の昇温時間を短縮する方法及び装置を
提供する。 【構成】 改質器１０と、燃料電池２０と、燃料電池を
出たアノード排ガスを改質器の燃焼室に供給するアノー
ドブロア３０とを備える燃料電池発電設備の配管の昇温
方法であって、燃料電池をバイパスしてアノードガスラ
インとアノード排ガスラインとを連通させ、改質器をバ
イパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを
連通させ、これらバイパスラインと既存のラインとによ
り改質器の改質管を通る閉ループを構成し、この閉ルー
プ内に窒素ガスを改質器で加熱しながら循環すると共
に、閉ループ内における改質器の上流において改質用水
蒸気と窒素ガスとを熱交換させ、窒素ガスを昇温する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電設備の配
管の昇温方法及び装置に関し、更に詳しくは、燃料電池
発電設備の起動時において改質器の改質管を含む配管の
昇温時間を短縮する方法及び装置に関する。
管の昇温方法及び装置に関し、更に詳しくは、燃料電池
発電設備の起動時において改質器の改質管を含む配管の
昇温時間を短縮する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
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開発が行
われている。特に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では、図２に示すように、天然
ガスと改質用水蒸気等から成る燃料ガス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
と酸素を含むカソードガス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（例えば８０％）を消費した後、アノード排ガ
スとして改質器１０の燃焼室１０ａに供給される。
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開発が行
われている。特に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では、図２に示すように、天然
ガスと改質用水蒸気等から成る燃料ガス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
と酸素を含むカソードガス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（例えば８０％）を消費した後、アノード排ガ
スとして改質器１０の燃焼室１０ａに供給される。
【０００３】改質器１０への燃料ガス１の供給は改質器
１０の上流において連結された天然ガスライン１ａと改
質用水蒸気ライン１ｂとにより、これらが別個に供給す
る天然ガスと改質用水蒸気とを混合して行われる。改質
器１０では燃焼用ガス中の可燃成分（水素、一酸化炭
素、メタン等）を燃焼室１０ａで別に供給される空気７
で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改質室１０ｂで改質管
１０ｃを加熱し改質管１０ｃ内を通る燃料ガス１を改質
する。改質室１０ｂを出た燃焼排ガスは燃料電池用のカ
ソードガスに合流され、燃料電池２０のカソード側に必
要な二酸化炭素を供給する。カソードガスは燃料電池２
０内でその一部が反応した後、系外に排出される。
１０の上流において連結された天然ガスライン１ａと改
質用水蒸気ライン１ｂとにより、これらが別個に供給す
る天然ガスと改質用水蒸気とを混合して行われる。改質
器１０では燃焼用ガス中の可燃成分（水素、一酸化炭
素、メタン等）を燃焼室１０ａで別に供給される空気７
で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改質室１０ｂで改質管
１０ｃを加熱し改質管１０ｃ内を通る燃料ガス１を改質
する。改質室１０ｂを出た燃焼排ガスは燃料電池用のカ
ソードガスに合流され、燃料電池２０のカソード側に必
要な二酸化炭素を供給する。カソードガスは燃料電池２
０内でその一部が反応した後、系外に排出される。
【０００４】このような発電設備にあってはその運転を
停止したときに改質器あるいは燃料電池内に残留した残
留ガスにより異常な化学反応が行われる可能性があるた
め、これを防止すべく、発電設備の停止時に残留ガスを
追い出して配管内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）を充填するこ
とが行われる。また、発電設備の運転を開始するときは
上記窒素ガスを加熱しながら循環して配管等を昇温する
必要がある。これは、配管等が冷えた状態で発電設備の
運転を開始すると、燃料ガスに含まれている改質用水蒸
気が改質器１０へ入る前に配管で冷やされて水滴とな
り、この水滴が改質器１０の改質管１０ｃ内の改質触媒
を劣化させるため、これを防止する必要があるためであ
る。
停止したときに改質器あるいは燃料電池内に残留した残
留ガスにより異常な化学反応が行われる可能性があるた
め、これを防止すべく、発電設備の停止時に残留ガスを
追い出して配管内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）を充填するこ
とが行われる。また、発電設備の運転を開始するときは
上記窒素ガスを加熱しながら循環して配管等を昇温する
必要がある。これは、配管等が冷えた状態で発電設備の
運転を開始すると、燃料ガスに含まれている改質用水蒸
気が改質器１０へ入る前に配管で冷やされて水滴とな
り、この水滴が改質器１０の改質管１０ｃ内の改質触媒
を劣化させるため、これを防止する必要があるためであ
る。
【０００５】そこで従来、従来の発電設備においては、
その運転停止時に配管内に充填した上記窒素ガスを暖め
ながら配管等に循環させ配管等の昇温を図るため、既存
の配管ラインのほかに窒素ガスの循環に必要な配管ライ
ンを設け、窒素ガスを循環させていた。即ち、アノード
ガスライン２とアノード排ガスライン３との間を連通し
燃料電池２０を通さないバイパスライン４と、改質器１
０の燃焼室１０ａに入る燃焼用ガスライン５と上記燃料
用ガスを改質器１０の改質管１０ｃに供給する燃料ガス
供給ライン１との間を連通するバイパスライン６とを設
けて、改質器１０の改質管１０ｃ─アノードガスライン
２─バイパスライン４─アノード排ガスライン３─アノ
ードブロア３０─燃焼用ガスライン５─バイパスライン
６─燃料ガス供給ライン１─改質器１０の閉ループ状の
循環経路を形成し、窒素ガスを改質器において加熱し、
アノードブロア３０により循環していた。尚、アノード
排ガスは改質器１０の燃焼室１０ａで燃焼される燃焼用
ガスとして利用されるが、説明の都合上、燃料電池２０
からアノードブロア３０に入るまでのガスをアノード排
ガスと、又その経路をアノード排ガスライン３といい、
アノードブロア３０から改質器１０の燃焼室１０ａまで
のガスを燃焼用ガス、又その経路を燃焼用ガスライン５
という。
その運転停止時に配管内に充填した上記窒素ガスを暖め
ながら配管等に循環させ配管等の昇温を図るため、既存
の配管ラインのほかに窒素ガスの循環に必要な配管ライ
ンを設け、窒素ガスを循環させていた。即ち、アノード
ガスライン２とアノード排ガスライン３との間を連通し
燃料電池２０を通さないバイパスライン４と、改質器１
０の燃焼室１０ａに入る燃焼用ガスライン５と上記燃料
用ガスを改質器１０の改質管１０ｃに供給する燃料ガス
供給ライン１との間を連通するバイパスライン６とを設
けて、改質器１０の改質管１０ｃ─アノードガスライン
２─バイパスライン４─アノード排ガスライン３─アノ
ードブロア３０─燃焼用ガスライン５─バイパスライン
６─燃料ガス供給ライン１─改質器１０の閉ループ状の
循環経路を形成し、窒素ガスを改質器において加熱し、
アノードブロア３０により循環していた。尚、アノード
排ガスは改質器１０の燃焼室１０ａで燃焼される燃焼用
ガスとして利用されるが、説明の都合上、燃料電池２０
からアノードブロア３０に入るまでのガスをアノード排
ガスと、又その経路をアノード排ガスライン３といい、
アノードブロア３０から改質器１０の燃焼室１０ａまで
のガスを燃焼用ガス、又その経路を燃焼用ガスライン５
という。
【０００６】改質器１０においてはその燃焼室１０ａで
燃料を燃焼して、改質管１０ｃを通る窒素ガスを加熱す
るようになっているが、この燃焼室１０ａで燃焼する燃
料は上記天然ガスライン１ａと燃焼用ガスライン５とを
連通する起動用天然ガスライン８により供給される。
燃料を燃焼して、改質管１０ｃを通る窒素ガスを加熱す
るようになっているが、この燃焼室１０ａで燃焼する燃
料は上記天然ガスライン１ａと燃焼用ガスライン５とを
連通する起動用天然ガスライン８により供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な発電設備にあっては、改質器１０において加熱された
窒素ガスは上記循環経路を流れるうちに冷却され、改質
器１０の改質管１０ｃに戻ってきたときにはかなり低温
になってしまっており、このような状態で窒素ガスを循
環しても配管の昇温速度は遅く、発電設備を通常の運転
ができる状態にするまでに時間がかかってしまっていた
という問題があった。
な発電設備にあっては、改質器１０において加熱された
窒素ガスは上記循環経路を流れるうちに冷却され、改質
器１０の改質管１０ｃに戻ってきたときにはかなり低温
になってしまっており、このような状態で窒素ガスを循
環しても配管の昇温速度は遅く、発電設備を通常の運転
ができる状態にするまでに時間がかかってしまっていた
という問題があった。
【０００８】本発明は、かかる問題を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明は、上記閉ルー
プ経路内を循環させる窒素ガスに水蒸気が含有されてい
ないこと及び燃料ガスを作るための改質用水蒸気が高温
であることに着目し、該改質用水蒸気の熱を利用して発
電設備の起動時における配管の昇温を高速で行い、発電
設備を通常の運転にするための時間を短縮することを目
的とするものである。
案されたものである。すなわち、本発明は、上記閉ルー
プ経路内を循環させる窒素ガスに水蒸気が含有されてい
ないこと及び燃料ガスを作るための改質用水蒸気が高温
であることに着目し、該改質用水蒸気の熱を利用して発
電設備の起動時における配管の昇温を高速で行い、発電
設備を通常の運転にするための時間を短縮することを目
的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、天然ガ
スと改質用水蒸気とから成る燃料ガスを水素を含むアノ
ードガスに改質する改質器と、上記アノードガスと酸素
を含むカソードガスとから発電する燃料電池と、燃料電
池を出たアノード排ガスを燃焼用ガスとして改質器の燃
焼室に供給するためのアノードブロアと、を備える燃料
電池発電設備の配管の昇温方法であって、上記燃料電池
をバイパスしてアノードガスラインとアノード排ガスラ
インとを連通させ、改質器をバイパスして燃焼用ガスラ
インと燃料ガス供給ラインとを連通させ、これらバイパ
スラインと既存のラインとにより改質器の改質管を通る
閉ループを構成し、該閉ループ内に窒素ガスを上記改質
器で加熱しながら循環すると共に、上記閉ループ内にお
ける改質器の上流において改質用水蒸気と窒素ガスとを
熱交換させ、窒素ガスを昇温する、ことを特徴とする燃
料電池発電設備の配管の昇温方法が提供される。
スと改質用水蒸気とから成る燃料ガスを水素を含むアノ
ードガスに改質する改質器と、上記アノードガスと酸素
を含むカソードガスとから発電する燃料電池と、燃料電
池を出たアノード排ガスを燃焼用ガスとして改質器の燃
焼室に供給するためのアノードブロアと、を備える燃料
電池発電設備の配管の昇温方法であって、上記燃料電池
をバイパスしてアノードガスラインとアノード排ガスラ
インとを連通させ、改質器をバイパスして燃焼用ガスラ
インと燃料ガス供給ラインとを連通させ、これらバイパ
スラインと既存のラインとにより改質器の改質管を通る
閉ループを構成し、該閉ループ内に窒素ガスを上記改質
器で加熱しながら循環すると共に、上記閉ループ内にお
ける改質器の上流において改質用水蒸気と窒素ガスとを
熱交換させ、窒素ガスを昇温する、ことを特徴とする燃
料電池発電設備の配管の昇温方法が提供される。
【００１０】更に、本発明によれば、天然ガスと改質用
水蒸気とから成る燃料ガスを水素を含むアノードガスに
改質する改質器と、上記アノードガスと酸素を含むカソ
ードガスとから発電する燃料電池と、燃料電池を出たア
ノード排ガスを燃焼用ガスとして改質器の燃焼室に供給
するためのアノードブロアと、を備える燃料電池発電設
備の配管の昇温装置であって、上記燃料電池をバイパス
してアノードガスラインとアノード排ガスラインとを連
通するバイパスラインと、改質器をバイパスして燃焼用
ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通するバイパス
ラインと、を設けてこれらバイパスラインと既存のライ
ンとにより改質器の改質管を通る閉ループを構成し、該
閉ループ内における改質器の上流に熱交換器を設けると
共に、該熱交換器に上記改質用水蒸気を供給する起動用
水蒸気ラインを設け、上記閉ループ内に窒素ガスを上記
改質器で加熱しながら循環すると共に、上記熱交換器に
おいて改質用水蒸気と循環窒素ガスとの間で熱交換を行
うようにした、ことを特徴とする燃料電池発電設備の配
管の昇温装置が提供される。
水蒸気とから成る燃料ガスを水素を含むアノードガスに
改質する改質器と、上記アノードガスと酸素を含むカソ
ードガスとから発電する燃料電池と、燃料電池を出たア
ノード排ガスを燃焼用ガスとして改質器の燃焼室に供給
するためのアノードブロアと、を備える燃料電池発電設
備の配管の昇温装置であって、上記燃料電池をバイパス
してアノードガスラインとアノード排ガスラインとを連
通するバイパスラインと、改質器をバイパスして燃焼用
ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通するバイパス
ラインと、を設けてこれらバイパスラインと既存のライ
ンとにより改質器の改質管を通る閉ループを構成し、該
閉ループ内における改質器の上流に熱交換器を設けると
共に、該熱交換器に上記改質用水蒸気を供給する起動用
水蒸気ラインを設け、上記閉ループ内に窒素ガスを上記
改質器で加熱しながら循環すると共に、上記熱交換器に
おいて改質用水蒸気と循環窒素ガスとの間で熱交換を行
うようにした、ことを特徴とする燃料電池発電設備の配
管の昇温装置が提供される。
【００１１】
【作用】上記本発明によれば、高温の改質用水蒸気と循
環経路内を循環させている窒素ガスとを熱交換させたの
で、発電設備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び
循環において冷却した窒素ガスを昇温することができ
る。従って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含む
配管の昇温を高速に行うことができ、これにより、発電
設備を通常の運転にするための時間を短縮することがで
きる。
環経路内を循環させている窒素ガスとを熱交換させたの
で、発電設備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び
循環において冷却した窒素ガスを昇温することができ
る。従って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含む
配管の昇温を高速に行うことができ、これにより、発電
設備を通常の運転にするための時間を短縮することがで
きる。
【００１２】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、図面中、従来の発電設備と共通な
装置には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明
による方法を実施するための発電設備を示す全体構成図
である。尚、発電設備における通常の運転は上記従来例
として示した発電設備で説明した通常の運転と異なると
ころはないのでその説明は省略し、発電設備における運
転開始時の窒素ガス循環について詳細に説明する。
して説明する。なお、図面中、従来の発電設備と共通な
装置には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明
による方法を実施するための発電設備を示す全体構成図
である。尚、発電設備における通常の運転は上記従来例
として示した発電設備で説明した通常の運転と異なると
ころはないのでその説明は省略し、発電設備における運
転開始時の窒素ガス循環について詳細に説明する。
【００１３】４０は改質器１０の燃焼室１０ａに入る燃
焼用ガスライン５と上記燃料用ガスを改質器１０の改質
管１０ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間を連通
するバイパスライン６に設けられた熱交換器であり、こ
の熱交換器４０では後述するように改質用水蒸気と燃焼
用ガスとの間で熱交換が行われるようになっている。９
は改質用水蒸気ライン１ｂの途中から分岐されて上記熱
交換器４０を通るように設けられた起動用水蒸気ライン
であり、この起動用水蒸気ライン９に水蒸気を流すこと
により、熱交換器４０において、水蒸気と窒素ガスとの
間で熱交換が行われ、窒素ガスを昇温するようになって
いる。
焼用ガスライン５と上記燃料用ガスを改質器１０の改質
管１０ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間を連通
するバイパスライン６に設けられた熱交換器であり、こ
の熱交換器４０では後述するように改質用水蒸気と燃焼
用ガスとの間で熱交換が行われるようになっている。９
は改質用水蒸気ライン１ｂの途中から分岐されて上記熱
交換器４０を通るように設けられた起動用水蒸気ライン
であり、この起動用水蒸気ライン９に水蒸気を流すこと
により、熱交換器４０において、水蒸気と窒素ガスとの
間で熱交換が行われ、窒素ガスを昇温するようになって
いる。
【００１４】１１ａはアノードガスライン３の上記バイ
パスライン４との分岐点よりも下流の位置（燃料電池側
の位置）に配設された遮断弁、１１ｂは上記バイパスラ
イン３の燃料電池の下流に配設された遮断弁、１２は上
記バイパスライン４の途中に配設された遮断弁であり、
これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで
切り替わるように制御される。
パスライン４との分岐点よりも下流の位置（燃料電池側
の位置）に配設された遮断弁、１１ｂは上記バイパスラ
イン３の燃料電池の下流に配設された遮断弁、１２は上
記バイパスライン４の途中に配設された遮断弁であり、
これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで
切り替わるように制御される。
【００１５】１３は燃焼用ガスライン５の上記バイパス
ライン６との分岐点よりも下流の位置（改質器側の位
置）に配設された遮断弁で、１４は上記バイパスライン
６の途中に配設された遮断弁であり、これら遮断弁は発
電設備の通常運転時と運転開始時とで切り替わるように
制御される。１５は天然ガスライン１ａの上記起動用天
然ガスライン８との分岐点よりも下流の位置（改質器１
０側の位置）であって、かつ、上記改質用水蒸気ライン
１ｂとの合流点よりも上流の位置に配設された遮断弁で
あり、１６は上記起動用天然ガスライン８の途中に配設
された遮断弁である。これら遮断弁は発電設備の通常運
転時と運転開始時とで切り替わるように制御される。
ライン６との分岐点よりも下流の位置（改質器側の位
置）に配設された遮断弁で、１４は上記バイパスライン
６の途中に配設された遮断弁であり、これら遮断弁は発
電設備の通常運転時と運転開始時とで切り替わるように
制御される。１５は天然ガスライン１ａの上記起動用天
然ガスライン８との分岐点よりも下流の位置（改質器１
０側の位置）であって、かつ、上記改質用水蒸気ライン
１ｂとの合流点よりも上流の位置に配設された遮断弁で
あり、１６は上記起動用天然ガスライン８の途中に配設
された遮断弁である。これら遮断弁は発電設備の通常運
転時と運転開始時とで切り替わるように制御される。
【００１６】１７は改質用水蒸気ライン１ｂの上記起動
用水蒸気ライン９との分岐点よりも下流の位置（熱交換
器４０側の位置）であって、かつ、上記天然ガスライン
１ａとの合流点よりも上流の位置に配設された遮断弁
で、１８は上記起動用水蒸気ガスライン９の途中であっ
て、熱交換器４０の上流の位置に配設された遮断弁であ
り、これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時
とで切り替わるように制御される。
用水蒸気ライン９との分岐点よりも下流の位置（熱交換
器４０側の位置）であって、かつ、上記天然ガスライン
１ａとの合流点よりも上流の位置に配設された遮断弁
で、１８は上記起動用水蒸気ガスライン９の途中であっ
て、熱交換器４０の上流の位置に配設された遮断弁であ
り、これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時
とで切り替わるように制御される。
【００１７】尚、これら遮断弁は各バイパスラインまた
は起動用ラインが分岐された位置の直後に配設され、発
電設備の運転モードにより切り替わるように制御されて
いるが、これに限らず、各バイパスラインの分岐点に２
方向への切り替えが可能な切換弁を用い、発電設備の運
転モードにより切り替えるようにしてもよい。また、熱
交換器４０は改質器１０の燃焼室１０ａに入る燃焼用ガ
スライン５と上記燃料用ガスを改質器１０の改質管１０
ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間を連通するバ
イパスライン６に設けたが、これに限らず、燃料供給ガ
スライン１内に設けても良い。
は起動用ラインが分岐された位置の直後に配設され、発
電設備の運転モードにより切り替わるように制御されて
いるが、これに限らず、各バイパスラインの分岐点に２
方向への切り替えが可能な切換弁を用い、発電設備の運
転モードにより切り替えるようにしてもよい。また、熱
交換器４０は改質器１０の燃焼室１０ａに入る燃焼用ガ
スライン５と上記燃料用ガスを改質器１０の改質管１０
ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間を連通するバ
イパスライン６に設けたが、これに限らず、燃料供給ガ
スライン１内に設けても良い。
【００１８】以上のような発電設備において、その運転
の開始に際し、窒素ガスの循環は次のようにして行なわ
れる。先ず、各遮断弁はいずれもバイパスライン側又は
起動用ライン側に設けられたものが開放され、分岐点か
らそれぞれ改質器１０、燃料電池２０側に近い位置にあ
る遮断弁が閉塞される。なお、図１は閉塞される遮断弁
を黒く示している。
の開始に際し、窒素ガスの循環は次のようにして行なわ
れる。先ず、各遮断弁はいずれもバイパスライン側又は
起動用ライン側に設けられたものが開放され、分岐点か
らそれぞれ改質器１０、燃料電池２０側に近い位置にあ
る遮断弁が閉塞される。なお、図１は閉塞される遮断弁
を黒く示している。
【００１９】即ち、アノードガスライン２において燃料
電池２０の前後に設けられた遮断弁１１ａ、１１ｂが閉
塞され、燃料電池のバイパスライン４に設けられた遮断
弁１２が開放されて、これにより、窒素ガスは燃料電池
には行かず燃料電池のバイパスライン４を流れることと
なる。
電池２０の前後に設けられた遮断弁１１ａ、１１ｂが閉
塞され、燃料電池のバイパスライン４に設けられた遮断
弁１２が開放されて、これにより、窒素ガスは燃料電池
には行かず燃料電池のバイパスライン４を流れることと
なる。
【００２０】燃焼用ガスライン５において改質器１０の
燃焼室１０ａの直前に設けられた遮断弁１３が閉塞さ
れ、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６に設
けられた遮断弁１４が開放されて、これにより、窒素ガ
スは改質器１０の燃焼室１０ａには行かず、改質器１０
の燃焼室１０ａのバイパスライン６を流れることとな
る。
燃焼室１０ａの直前に設けられた遮断弁１３が閉塞さ
れ、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６に設
けられた遮断弁１４が開放されて、これにより、窒素ガ
スは改質器１０の燃焼室１０ａには行かず、改質器１０
の燃焼室１０ａのバイパスライン６を流れることとな
る。
【００２１】天然ガスライン１ａにおいて上記改質用水
蒸気ライン１ｂとの合流点よりも上流の位置に配設され
た遮断弁１５が閉塞され、起動用天然ガスライン８に設
けられた遮断弁１６が開放されて、これにより、天然ガ
スは改質器１０の改質管１０ｃには行かず、改質器１０
の燃焼室１０ａに供給されることとなる。改質用水蒸気
ライン１ｂにおいて上記天然ガスライン１ａとの合流点
よりも上流の位置に配設された遮断弁１７が閉塞され、
起動用水蒸気ライン９に設けられた遮断弁１８が開放さ
れて、これにより、水蒸気は燃料ガス供給ライン１には
行かず、熱交換器４０に供給され、該熱交換器４０を流
れる窒素ガスを昇温することになる。
蒸気ライン１ｂとの合流点よりも上流の位置に配設され
た遮断弁１５が閉塞され、起動用天然ガスライン８に設
けられた遮断弁１６が開放されて、これにより、天然ガ
スは改質器１０の改質管１０ｃには行かず、改質器１０
の燃焼室１０ａに供給されることとなる。改質用水蒸気
ライン１ｂにおいて上記天然ガスライン１ａとの合流点
よりも上流の位置に配設された遮断弁１７が閉塞され、
起動用水蒸気ライン９に設けられた遮断弁１８が開放さ
れて、これにより、水蒸気は燃料ガス供給ライン１には
行かず、熱交換器４０に供給され、該熱交換器４０を流
れる窒素ガスを昇温することになる。
【００２２】そして、窒素ガスはこれらバイパスライン
と既存のラインとにより以下のように閉ループ状の循環
経路を構成し、この循環経路内を循環することとなる。
即ち、改質器１０の改質管１０ｃ─アノードガスライン
２─バイパスライン４─アノード排ガスライン３─アノ
ードブロア３０─燃焼用ガスライン５─バイパスライン
６─熱交換器４０─燃料供給ライン１─改質器１０の改
質管１０ｃの閉ループ状の循環経路が形成され、アノー
ドブロア３０により窒素ガスが循環される。
と既存のラインとにより以下のように閉ループ状の循環
経路を構成し、この循環経路内を循環することとなる。
即ち、改質器１０の改質管１０ｃ─アノードガスライン
２─バイパスライン４─アノード排ガスライン３─アノ
ードブロア３０─燃焼用ガスライン５─バイパスライン
６─熱交換器４０─燃料供給ライン１─改質器１０の改
質管１０ｃの閉ループ状の循環経路が形成され、アノー
ドブロア３０により窒素ガスが循環される。
【００２３】ところで、このような閉ループ状の循環経
路内において、先ず、窒素ガスは改質器１０の改質管１
０ｃ内においてその燃焼室１０ａでの天然ガスの燃焼に
より加熱され、この加熱された窒素ガスは燃料電池２０
のバイパスライン４を通過して、アノードブロア３０に
より圧送されてバイパスライン６に流入し、バイパスラ
イン６の途中に設けられた熱交換器４０に供給され、熱
交換器４０においては前述したように起動用水蒸気ライ
ン９内の水蒸気との間で熱交換が行われて窒素ガスは昇
温された後、燃料ガス供給ライン１に合流される。
路内において、先ず、窒素ガスは改質器１０の改質管１
０ｃ内においてその燃焼室１０ａでの天然ガスの燃焼に
より加熱され、この加熱された窒素ガスは燃料電池２０
のバイパスライン４を通過して、アノードブロア３０に
より圧送されてバイパスライン６に流入し、バイパスラ
イン６の途中に設けられた熱交換器４０に供給され、熱
交換器４０においては前述したように起動用水蒸気ライ
ン９内の水蒸気との間で熱交換が行われて窒素ガスは昇
温された後、燃料ガス供給ライン１に合流される。
【００２４】改質器１０の改質管１０ｃで熱せられた窒
素ガスは各ラインを流れる際に徐々に冷却されるがアノ
ードブロア３０の下流において熱交換器４０により、発
電設備の運転に必要な高温の水蒸気との間で熱交換が行
われるので、効率良く配管等を昇温することができる。
燃料供給ライン１に合流された窒素ガスは再び改質器１
０の改質管１０ｃに供給され、ここで、加熱された後上
記閉ループ状の循環経路内を循環することとなる。
素ガスは各ラインを流れる際に徐々に冷却されるがアノ
ードブロア３０の下流において熱交換器４０により、発
電設備の運転に必要な高温の水蒸気との間で熱交換が行
われるので、効率良く配管等を昇温することができる。
燃料供給ライン１に合流された窒素ガスは再び改質器１
０の改質管１０ｃに供給され、ここで、加熱された後上
記閉ループ状の循環経路内を循環することとなる。
【００２５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、所定のバイパ
スラインと既存のラインにより改質器の改質管を通る閉
ループを形成し、この閉ループ内における改質器の上流
に熱交換器を設けると共に、この熱交換器に改質用水蒸
気を供給する起動用水蒸気ラインを設けたので、発電設
備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び循環におい
て、窒素ガスが循環時に冷却されても、改質器の上流に
設けた熱交換器により水蒸気との間で熱交換することが
でき、従って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含
む配管の昇温を高速に行うことができ、これにより、発
電設備を通常の運転にするための時間を短縮することが
できる。
スラインと既存のラインにより改質器の改質管を通る閉
ループを形成し、この閉ループ内における改質器の上流
に熱交換器を設けると共に、この熱交換器に改質用水蒸
気を供給する起動用水蒸気ラインを設けたので、発電設
備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び循環におい
て、窒素ガスが循環時に冷却されても、改質器の上流に
設けた熱交換器により水蒸気との間で熱交換することが
でき、従って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含
む配管の昇温を高速に行うことができ、これにより、発
電設備を通常の運転にするための時間を短縮することが
できる。
【図１】本発明による方法を実施する発電設備を示す全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】従来の発電設備を示す全体構成図である。
１ 燃料供給ライン ２ アノードガスライン ３ アノード排ガスライン ４ バイパスライン（燃料電池） ５ 燃焼用ガスライン ６ バイパスライン（改質器） ７ 空気 ８ 起動用天然ガスライン ９ 起動用水蒸気ライン １０ 改質器 １０ａ 燃焼室 １０ｂ 改質室 １０ｃ 改質管 １１ａ、１１ｂ、１２、１３、１４、１５、１６、１
７、１８ 遮断弁 ２０ 燃料電池 ３０ アノードブロア ４０ 熱交換器
７、１８ 遮断弁 ２０ 燃料電池 ３０ アノードブロア ４０ 熱交換器
Claims (2)
- 【請求項１】 天然ガスと改質用水蒸気とから成る燃料
ガスを水素を含むアノードガスに改質する改質器と、上
記アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電す
る燃料電池と、燃料電池を出たアノード排ガスを燃焼用
ガスとして改質器の燃焼室に供給するためのアノードブ
ロアと、を備える燃料電池発電設備の配管の昇温方法で
あって、 上記燃料電池をバイパスしてアノードガスラインとアノ
ード排ガスラインとを連通させ、改質器をバイパスして
燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通させ、 これらバイパスラインと既存のラインとにより改質器の
改質管を通る閉ループを構成し、該閉ループ内に窒素ガ
スを上記改質器で加熱しながら循環すると共に、上記閉
ループ内における改質器の上流において改質用水蒸気と
窒素ガスとを熱交換させ、窒素ガスを昇温する、ことを
特徴とする燃料電池発電設備の配管の昇温方法。 - 【請求項２】 天然ガスと改質用水蒸気とから成る燃料
ガスを水素を含むアノードガスに改質する改質器と、上
記アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電す
る燃料電池と、燃料電池を出たアノード排ガスを燃焼用
ガスとして改質器の燃焼室に供給するためのアノードブ
ロアと、を備える燃料電池発電設備の配管の昇温装置で
あって、 上記燃料電池をバイパスしてアノードガスラインとアノ
ード排ガスラインとを連通するバイパスラインと、 改質器をバイパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給
ラインとを連通するバイパスラインと、を設けてこれら
バイパスラインと既存のラインとにより改質器の改質管
を通る閉ループを構成し、 上記閉ループ内における改質器の上流に熱交換器を設け
ると共に、該熱交換器に上記改質用水蒸気を供給する起
動用水蒸気ラインを設け、 上記閉ループ内に窒素ガスを上記改質器で加熱しながら
循環すると共に、上記熱交換器において改質用水蒸気と
循環窒素ガスとの間で熱交換を行うようにした、ことを
特徴とする燃料電池発電設備の配管の昇温装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302209A JPH06150954A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4302209A JPH06150954A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150954A true JPH06150954A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17906271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4302209A Pending JPH06150954A (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06150954A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068341A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Sanki Eng Co Ltd | ガス供給装置及び検査システム |
| KR100432919B1 (ko) * | 2001-11-23 | 2004-05-27 | (주)세티 | 연료전지용 반응기 출구가스의 분배시스템 |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP4302209A patent/JPH06150954A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003068341A (ja) * | 2001-08-24 | 2003-03-07 | Sanki Eng Co Ltd | ガス供給装置及び検査システム |
| KR100432919B1 (ko) * | 2001-11-23 | 2004-05-27 | (주)세티 | 연료전지용 반응기 출구가스의 분배시스템 |
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