JPH0658806B2 - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPH0658806B2 JPH0658806B2 JP60055903A JP5590385A JPH0658806B2 JP H0658806 B2 JPH0658806 B2 JP H0658806B2 JP 60055903 A JP60055903 A JP 60055903A JP 5590385 A JP5590385 A JP 5590385A JP H0658806 B2 JPH0658806 B2 JP H0658806B2
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04029—Heat exchange using liquids
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
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-
- 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
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は燃料電池発電プラントの改良に係り、特に電池
本体の発生熱を利用して水蒸気を得るように形成されて
いる燃料電池発電プラントの改良に関するものである。
本体の発生熱を利用して水蒸気を得るように形成されて
いる燃料電池発電プラントの改良に関するものである。
燃料電池発電プラントにおいては、燃料改質器、脱気
器、計装用空気乾燥器、窒素蒸発器等に水蒸気が使用さ
れており、従来、この水蒸気は燃料電池本体より発生す
る熱を利用して発生させていた。
器、計装用空気乾燥器、窒素蒸発器等に水蒸気が使用さ
れており、従来、この水蒸気は燃料電池本体より発生す
る熱を利用して発生させていた。
発電プラントプロセス系である燃料改質器は高温、高圧
の水蒸気を必要とすることから、前記水蒸気は高温、高
圧のものとなつている。しかし、脱気器、計装用空気乾
燥器、窒素蒸発器等の周辺装置では低圧の水蒸気で十分
であることから、前記水蒸気をこれらの周辺装置で消費
することは、発電プラントの総合的熱効率を低下させる
原因となる。
の水蒸気を必要とすることから、前記水蒸気は高温、高
圧のものとなつている。しかし、脱気器、計装用空気乾
燥器、窒素蒸発器等の周辺装置では低圧の水蒸気で十分
であることから、前記水蒸気をこれらの周辺装置で消費
することは、発電プラントの総合的熱効率を低下させる
原因となる。
なお、この種の装置は、特公昭５８−56230号公報、特
公昭５８−56231 号公報、特公昭５８−18830 号公報に
記載されている。
公昭５８−56231 号公報、特公昭５８−18830 号公報に
記載されている。
本発明の目的は、燃料電池発電プラントの総合的熱効率
を向上することにある。
を向上することにある。
本発明は、水素極と酸素極とを組み合わせたセルを数セ
ル積層する毎に冷却器を挿入して形成される燃料電池本
体と、前記冷却器から排出された冷却水を気水分離して
水蒸気を発生させる水蒸気発生装置を有する冷却水循環
系と、前記水蒸気発生装置により発生した水蒸気を取り
込み、炭化水素を主成分とする原燃料を水素を主成分と
する燃料に改質する反応部および前記燃料電池本体の水
素極から排出される燃料ガスの排ガスと前記酸素極から
排出される空気をそれぞれ供給して燃焼させる燃焼部を
備えた燃料改質器と、該燃料改質器の燃焼部から排出さ
れる燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービン
により駆動され、圧縮空気を前記酸素極に供給するコン
プレッサと、前記燃料改質器の反応部から前記水素極へ
供給される燃料に含まれる水蒸気を分離する気水分離装
置および／または前記酸素極から前記燃料改質器の燃焼
部へ供給されるガスに含まれる水蒸気を分離する気水分
離装置とを備えた燃料電池発電プラントにおいて、前記
タービンから排出される燃焼ガスを導き、該燃焼ガスを
熱源として前記気水分離器の回収水を加熱して水蒸気を
発生させる水蒸気発生手段と、該水蒸気発生手段で分離
した水を当該水蒸気発生手段で発生した水蒸気によって
脱気して前記冷却水循環系に導く冷却水供給手段とを設
け、前記水蒸気発生装置にて発生した水蒸気のすべてを
前記燃料改質器の反応部に供給するようにしたことを特
徴とし、これにより、燃料電池本体から得られる熱を利
用して得た高温、高圧の水蒸気のすべてを反応器に使用
できるようにしたものである。
ル積層する毎に冷却器を挿入して形成される燃料電池本
体と、前記冷却器から排出された冷却水を気水分離して
水蒸気を発生させる水蒸気発生装置を有する冷却水循環
系と、前記水蒸気発生装置により発生した水蒸気を取り
込み、炭化水素を主成分とする原燃料を水素を主成分と
する燃料に改質する反応部および前記燃料電池本体の水
素極から排出される燃料ガスの排ガスと前記酸素極から
排出される空気をそれぞれ供給して燃焼させる燃焼部を
備えた燃料改質器と、該燃料改質器の燃焼部から排出さ
れる燃焼ガスにより駆動されるタービンと、該タービン
により駆動され、圧縮空気を前記酸素極に供給するコン
プレッサと、前記燃料改質器の反応部から前記水素極へ
供給される燃料に含まれる水蒸気を分離する気水分離装
置および／または前記酸素極から前記燃料改質器の燃焼
部へ供給されるガスに含まれる水蒸気を分離する気水分
離装置とを備えた燃料電池発電プラントにおいて、前記
タービンから排出される燃焼ガスを導き、該燃焼ガスを
熱源として前記気水分離器の回収水を加熱して水蒸気を
発生させる水蒸気発生手段と、該水蒸気発生手段で分離
した水を当該水蒸気発生手段で発生した水蒸気によって
脱気して前記冷却水循環系に導く冷却水供給手段とを設
け、前記水蒸気発生装置にて発生した水蒸気のすべてを
前記燃料改質器の反応部に供給するようにしたことを特
徴とし、これにより、燃料電池本体から得られる熱を利
用して得た高温、高圧の水蒸気のすべてを反応器に使用
できるようにしたものである。
本発明の一実施例を図面を参照して説明する。反応部１
と燃焼部２は燃料改質器を構成し、この反応部１は水蒸
気と混合して供給される炭化水素を主成分とする原燃料
を水素リツチな燃料ガスに改質する。シフトコンバータ
３は反応部１から得られる前記燃料ガス中の未反応なＣ
Ｏを水蒸気と反応させてＣＯ2とＨ２に変換する。気水
分離装置４は前記シフトコンバータ３から得られる燃料
ガスに含まれる余剰な水蒸気を凝縮分離して燃料ガス中
の水素の分圧を高める。
と燃焼部２は燃料改質器を構成し、この反応部１は水蒸
気と混合して供給される炭化水素を主成分とする原燃料
を水素リツチな燃料ガスに改質する。シフトコンバータ
３は反応部１から得られる前記燃料ガス中の未反応なＣ
Ｏを水蒸気と反応させてＣＯ2とＨ２に変換する。気水
分離装置４は前記シフトコンバータ３から得られる燃料
ガスに含まれる余剰な水蒸気を凝縮分離して燃料ガス中
の水素の分圧を高める。
酸素極５と水素極６とを組み合わせたセルを数セル積層
する毎に冷却器７を挿入し、複数セルを積層して燃料電
池本体を構成する。前記気水分離装置４から得られる燃
料ガスはこの水素極６へ供給され、そして酸素極５に供
給される空気中の酸素と反応して消費される。水素極６
から排出された未反応水素を含む燃料ガスは前記燃焼部
２へ送られる。一方、酸素極５における空気中の酸素
は、水素極６から電解質中を通過してきた水素イオンと
反応して水蒸気を生成する。酸素極５から排出される排
ガス（空気）はその中に含まれる水蒸気が気水分離装置
９によつて凝縮分離された後に前記燃焼部２に供給さ
れ、ここで前記水素極６から供給された燃料の排ガスを
燃焼させて改質反応の熱源となる。
する毎に冷却器７を挿入し、複数セルを積層して燃料電
池本体を構成する。前記気水分離装置４から得られる燃
料ガスはこの水素極６へ供給され、そして酸素極５に供
給される空気中の酸素と反応して消費される。水素極６
から排出された未反応水素を含む燃料ガスは前記燃焼部
２へ送られる。一方、酸素極５における空気中の酸素
は、水素極６から電解質中を通過してきた水素イオンと
反応して水蒸気を生成する。酸素極５から排出される排
ガス（空気）はその中に含まれる水蒸気が気水分離装置
９によつて凝縮分離された後に前記燃焼部２に供給さ
れ、ここで前記水素極６から供給された燃料の排ガスを
燃焼させて改質反応の熱源となる。
冷却水は循環ポンプ１５で昇圧されて冷却器７に供給さ
れ、そこで燃料電池内に発生する熱を奪つてこれらを冷
却した後にスチームセパレータ８に送られ、前記循環ポ
ンプ１５に戻る冷却水ループ冷却水循環系）を流れる。
スチームセパレータ８は燃料電池の熱で加熱された冷却
水を気水分離して高温、高圧の水蒸気を発生させ、この
水蒸気を前記燃料改質器の反応部１へ送つて燃料の水蒸
気改質に利用する。
れ、そこで燃料電池内に発生する熱を奪つてこれらを冷
却した後にスチームセパレータ８に送られ、前記循環ポ
ンプ１５に戻る冷却水ループ冷却水循環系）を流れる。
スチームセパレータ８は燃料電池の熱で加熱された冷却
水を気水分離して高温、高圧の水蒸気を発生させ、この
水蒸気を前記燃料改質器の反応部１へ送つて燃料の水蒸
気改質に利用する。
燃料改質器の燃焼部２から排出される燃焼ガスはタービ
ン１０へ送られてこれを駆動し、このタービン１０に連
結されたコンプレツサ１１により空気を圧縮して前記燃
料電池本体の酸素極５へ供給する。
ン１０へ送られてこれを駆動し、このタービン１０に連
結されたコンプレツサ１１により空気を圧縮して前記燃
料電池本体の酸素極５へ供給する。
熱交換器１７は前記タービン１０から排出される燃焼排
ガスを熱源として前記気水分離装置４，９から得られる
回収水を加熱して減圧弁１８へ供給する。減圧弁１８
は、加熱された回収水を減圧することにより、これを水
と水蒸気の混合体としてスチームセパレータ１６に供給
する。スチームセパレータ１６はこの混合体を気水分離
し、ここで得られた水蒸気は周辺機器の１つである脱気
器１２に送り、水は水処理装置１３へ送る。水処理装置
１３はこの水を純水化して前記脱気器１２へ供給する。
脱気器１２は水処理装置１３から供給される水中の溶存
酸素を除去するためのもので、この水を前記スチームセ
パレータ１６から供給された水蒸気で脱気する。補給水
ポンプ１４はスチームセパレータ１６で脱気された水を
冷却水ループへ補給する。
ガスを熱源として前記気水分離装置４，９から得られる
回収水を加熱して減圧弁１８へ供給する。減圧弁１８
は、加熱された回収水を減圧することにより、これを水
と水蒸気の混合体としてスチームセパレータ１６に供給
する。スチームセパレータ１６はこの混合体を気水分離
し、ここで得られた水蒸気は周辺機器の１つである脱気
器１２に送り、水は水処理装置１３へ送る。水処理装置
１３はこの水を純水化して前記脱気器１２へ供給する。
脱気器１２は水処理装置１３から供給される水中の溶存
酸素を除去するためのもので、この水を前記スチームセ
パレータ１６から供給された水蒸気で脱気する。補給水
ポンプ１４はスチームセパレータ１６で脱気された水を
冷却水ループへ補給する。
なお、スチームセパレータ１６から得られる水蒸気は、
その他、計装用空気乾燥気、窒素蒸発器等の周辺装置に
も利用し得る。
その他、計装用空気乾燥気、窒素蒸発器等の周辺装置に
も利用し得る。
本発明は、燃料改質器の燃焼部から排出され、タービン
を駆動した後の燃焼ガスを熱源として、気水分離装置か
ら得られる回収水を加熱して周辺装置用の水蒸気を発生
するようにしたので、燃料電池冷却水から得られる水蒸
気は、そのすべてを発電プラントプロセス系で利用で
き、従つて発電プラントの総合的熱効率を高めることが
できる。
を駆動した後の燃焼ガスを熱源として、気水分離装置か
ら得られる回収水を加熱して周辺装置用の水蒸気を発生
するようにしたので、燃料電池冷却水から得られる水蒸
気は、そのすべてを発電プラントプロセス系で利用で
き、従つて発電プラントの総合的熱効率を高めることが
できる。
図は本発明の一実施例を示す燃料電池発電プラントのブ
ロツク図である。 １……燃料改質器の反応部、２……同じく燃焼部、４，
９……気水分離装置、５……燃料電池本体の酸素極、６
……同じく水素極、７……同じく冷却器、８，１６……
スチームセパレータ、１０……タービン、１１……コン
プレツサ、１７……熱交換器、１８……減圧弁。
ロツク図である。 １……燃料改質器の反応部、２……同じく燃焼部、４，
９……気水分離装置、５……燃料電池本体の酸素極、６
……同じく水素極、７……同じく冷却器、８，１６……
スチームセパレータ、１０……タービン、１１……コン
プレツサ、１７……熱交換器、１８……減圧弁。
Claims (1)
- 【請求項１】水素極と酸素極とを組み合わせたセルを数
セル積層する毎に冷却器を挿入して形成される燃料電池
本体と、 前記冷却器から排出された冷却水を気水分離して水蒸気
を発生させる水蒸気発生装置を有する冷却水循環系と、 前記水蒸気発生装置により発生した水蒸気を取り込み、
炭化水素を主成分とする原燃料を水素を主成分とする燃
料に改質する反応部および前記燃料電池本体の水素極か
ら排出される燃料ガスの排ガスと前記酸素極から排出さ
れる空気をそれぞれ供給して燃焼させる燃焼部を備えた
燃料改質器と、 該燃料改質器の燃焼部から排出される燃焼ガスにより駆
動されるタービンと、 該タービンにより駆動され、圧縮空気を前記酸素極に供
給するコンプレッサと、 前記燃料改質器の反応部から前記水素極へ供給される燃
料に含まれる水蒸気を分離する気水分離装置および／ま
たは前記酸素極から前記燃料改質器の燃焼部へ供給され
るガスに含まれる水蒸気を分離する気水分離装置と、 を備えた燃料電池発電プラントにおいて、 前記タービンから排出される燃焼ガスを導き、該燃焼ガ
スを熱源として前記気水分離器の回収水を加熱して水蒸
気を発生させる水蒸気発生手段と、 該水蒸気発生手段で分離した水を当該水蒸気発生手段で
発生した水蒸気によって脱気して前記冷却水循環系に導
く冷却水供給手段と、 を設け、前記水蒸気発生装置にて発生した水蒸気のすべ
てを前記燃料改質器の反応部に供給するようにしたこと
を特徴とする燃料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055903A JPH0658806B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055903A JPH0658806B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61216263A JPS61216263A (ja) | 1986-09-25 |
| JPH0658806B2 true JPH0658806B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=13012072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055903A Expired - Fee Related JPH0658806B2 (ja) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658806B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01157065A (ja) * | 1987-12-14 | 1989-06-20 | Sanyo Electric Co Ltd | 燃料電池発電システム |
| JP2763043B2 (ja) * | 1988-10-14 | 1998-06-11 | 株式会社神戸製鋼所 | サーモサイホン式水蒸気発生器を備えた燃料電池 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4352863A (en) * | 1981-01-21 | 1982-10-05 | Energy Research Corporation | Apparatus and method for producing high pressure steam in a fuel cell system |
| JPS58123671A (ja) * | 1982-01-18 | 1983-07-22 | Toshiba Corp | コンバインドサイクルプラント |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP60055903A patent/JPH0658806B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61216263A (ja) | 1986-09-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |