JPH0668890A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPH0668890A JPH0668890A JP4223861A JP22386192A JPH0668890A JP H0668890 A JPH0668890 A JP H0668890A JP 4223861 A JP4223861 A JP 4223861A JP 22386192 A JP22386192 A JP 22386192A JP H0668890 A JPH0668890 A JP H0668890A
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- Japan
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- steam
- reforming
- steam flow
- heat
- exhaust heat
- 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.)
- Pending
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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
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明は、バックアップ冷却装置をなくし、蒸
気排熱量が熱需要量を上回った場合にもエネルギー効率
上の無駄を最小限にすることができる燃料電池発電シス
テムを提供することにある。 【構成】本発明の燃料電池発電システムにおいては、系
外での熱需要量が蒸気排熱量と一致するように改質用水
蒸気の流量調節弁を調節する機能をもつ改質用蒸気流量
制御器を備えているので、系外での熱需要量が蒸気排熱
量と一致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節す
ることにより余剰の蒸気排熱を処理するためのバックア
ップ冷却装置がなくなり、また蒸気排熱量が熱需要量を
上回った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることに
よりスチーム／カーボン比が増加し、改質器での燃料転
換率が上昇しかつプラントへフィードバックされる熱エ
ネルギーが増えるため発電効率が上昇してエネルギー効
率上の無駄を最小限にすることができる。
気排熱量が熱需要量を上回った場合にもエネルギー効率
上の無駄を最小限にすることができる燃料電池発電シス
テムを提供することにある。 【構成】本発明の燃料電池発電システムにおいては、系
外での熱需要量が蒸気排熱量と一致するように改質用水
蒸気の流量調節弁を調節する機能をもつ改質用蒸気流量
制御器を備えているので、系外での熱需要量が蒸気排熱
量と一致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節す
ることにより余剰の蒸気排熱を処理するためのバックア
ップ冷却装置がなくなり、また蒸気排熱量が熱需要量を
上回った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることに
よりスチーム／カーボン比が増加し、改質器での燃料転
換率が上昇しかつプラントへフィードバックされる熱エ
ネルギーが増えるため発電効率が上昇してエネルギー効
率上の無駄を最小限にすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に蒸気排熱を熱利用
する燃料電池発電システムに関するものである。
する燃料電池発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の燃料電池発電システムを図２の系
統構成図について説明する。原燃料と改質用蒸気が改質
器１に供給され、改質器１で生成された水素リッチなガ
スと大気よりの空気が燃料電池２に供給され、この燃料
電池２で電気化学反応により直接電気が発生する。この
改質用蒸気は燃料電池２での発電時に発生する熱を電池
冷却水にて冷却除去した際に発生した蒸気を気水分離器
３にて分離して改質用蒸気流量調節弁１１を介して供給
される。また、原燃料流量計４にて計測された原燃料流
量は改質用蒸気流量制御器６ａに入力され、改質用蒸気
流量設定器（ＦＮＣ１）７により原燃料流量に基づく改
質用蒸気流量設定値を設定し、減算器８により前述の設
定値と改質用蒸気流量計５にて計測された改質用蒸気流
量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開度演算器（Ｆ
ＮＣ２）９により偏差が０になるように改質用蒸気流量
調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用蒸気
流量調節弁１１は制御される。
統構成図について説明する。原燃料と改質用蒸気が改質
器１に供給され、改質器１で生成された水素リッチなガ
スと大気よりの空気が燃料電池２に供給され、この燃料
電池２で電気化学反応により直接電気が発生する。この
改質用蒸気は燃料電池２での発電時に発生する熱を電池
冷却水にて冷却除去した際に発生した蒸気を気水分離器
３にて分離して改質用蒸気流量調節弁１１を介して供給
される。また、原燃料流量計４にて計測された原燃料流
量は改質用蒸気流量制御器６ａに入力され、改質用蒸気
流量設定器（ＦＮＣ１）７により原燃料流量に基づく改
質用蒸気流量設定値を設定し、減算器８により前述の設
定値と改質用蒸気流量計５にて計測された改質用蒸気流
量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開度演算器（Ｆ
ＮＣ２）９により偏差が０になるように改質用蒸気流量
調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用蒸気
流量調節弁１１は制御される。
【０００３】一方、排熱蒸気は気水分離器３より排熱蒸
気供給弁１２を介して蒸気排熱回収装置１３に供給され
る。蒸気排熱量が熱需要家１４における熱需要量を上回
る場合には、排熱蒸気戻り水温度計１６にて計測される
排熱蒸気戻り水温度１７が排熱蒸気戻り水温度設定値１
８より上昇するので、減算器１９により排熱蒸気戻り水
温度設定値１８と排熱蒸気戻り水温度１７の偏差をと
り、排熱蒸気戻り水温度調節弁開度演算器（ＦＮＣ３）
２０により偏差が０になるように、排熱蒸気戻り水温度
調節弁開度指令２１が改質蒸気戻り水温度調節弁２２に
送られ、余剰の排熱をバックアップ冷却装置にて処理す
る。
気供給弁１２を介して蒸気排熱回収装置１３に供給され
る。蒸気排熱量が熱需要家１４における熱需要量を上回
る場合には、排熱蒸気戻り水温度計１６にて計測される
排熱蒸気戻り水温度１７が排熱蒸気戻り水温度設定値１
８より上昇するので、減算器１９により排熱蒸気戻り水
温度設定値１８と排熱蒸気戻り水温度１７の偏差をと
り、排熱蒸気戻り水温度調節弁開度演算器（ＦＮＣ３）
２０により偏差が０になるように、排熱蒸気戻り水温度
調節弁開度指令２１が改質蒸気戻り水温度調節弁２２に
送られ、余剰の排熱をバックアップ冷却装置にて処理す
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な燃料電池発電システムでは、図２に示すように、蒸気
排熱量が熱需要量を上回った場合に排熱蒸気戻り水温度
を所定の値にするため、余剰の蒸気排熱を処理するため
のバックアップ冷却装置が必要となり、また余剰の排熱
蒸気を処理している場合にはエネルギー効率上大きな無
駄があった。
な燃料電池発電システムでは、図２に示すように、蒸気
排熱量が熱需要量を上回った場合に排熱蒸気戻り水温度
を所定の値にするため、余剰の蒸気排熱を処理するため
のバックアップ冷却装置が必要となり、また余剰の排熱
蒸気を処理している場合にはエネルギー効率上大きな無
駄があった。
【０００５】本発明は、従来の燃料電池発電システムの
不具合を解消するためになされたもので、その目的は、
バックアップ冷却装置をなくし、蒸気排熱量が熱需要量
を上回った場合にもエネルギー効率上の無駄を最小限に
することができる燃料電池発電システムを提供すること
にある。
不具合を解消するためになされたもので、その目的は、
バックアップ冷却装置をなくし、蒸気排熱量が熱需要量
を上回った場合にもエネルギー効率上の無駄を最小限に
することができる燃料電池発電システムを提供すること
にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、燃料電池冷却用の冷却水を燃料電池に供
給し、冷却時に生じた水蒸気を水蒸気分離器にて気水分
離し、得られた水蒸気を改質用の水蒸気として利用する
と共に余剰の蒸気排熱を系外で熱利用する燃料電池発電
システムにおいて、系外での熱需要量が蒸気排熱量と一
致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節する機能
を改質用蒸気流量制御器に備えたことを特徴とする。
成するために、燃料電池冷却用の冷却水を燃料電池に供
給し、冷却時に生じた水蒸気を水蒸気分離器にて気水分
離し、得られた水蒸気を改質用の水蒸気として利用する
と共に余剰の蒸気排熱を系外で熱利用する燃料電池発電
システムにおいて、系外での熱需要量が蒸気排熱量と一
致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節する機能
を改質用蒸気流量制御器に備えたことを特徴とする。
【０００７】
【作用】本発明によると、系外での熱需要量が蒸気排熱
量と一致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節す
ることにより余剰の蒸気排熱を処理するためのバックア
ップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が熱需要量を上回
った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることにより
スチーム／カーボン比が増加し、改質器での燃料転換率
が上昇しかつプラントへフィードバックされる熱エネル
ギーが増えるため発電効率が上昇してエネルギー効率上
の無駄を最小限にすることができる。
量と一致するように改質用水蒸気の流量調節弁を調節す
ることにより余剰の蒸気排熱を処理するためのバックア
ップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が熱需要量を上回
った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることにより
スチーム／カーボン比が増加し、改質器での燃料転換率
が上昇しかつプラントへフィードバックされる熱エネル
ギーが増えるため発電効率が上昇してエネルギー効率上
の無駄を最小限にすることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図１は、本発明の一実施例の燃料電池発電システム
のブロック図である。同図に示すように、原燃料と改質
用蒸気が改質器１に供給され、改質器１で生成された水
素リッチなガスと大気よりの空気が燃料電池２に供給さ
れ、燃料電池２で電気化学反応により直接電気が発生す
る。この改質用蒸気は燃料電池２での発電時に発生する
熱を電池冷却水にて冷却除去した際に発生した蒸気を気
水分離器３にて分離して改質用蒸気流量調節弁１１を介
して供給される。
る。図１は、本発明の一実施例の燃料電池発電システム
のブロック図である。同図に示すように、原燃料と改質
用蒸気が改質器１に供給され、改質器１で生成された水
素リッチなガスと大気よりの空気が燃料電池２に供給さ
れ、燃料電池２で電気化学反応により直接電気が発生す
る。この改質用蒸気は燃料電池２での発電時に発生する
熱を電池冷却水にて冷却除去した際に発生した蒸気を気
水分離器３にて分離して改質用蒸気流量調節弁１１を介
して供給される。
【０００９】また、原燃料流量計４にて計測された原燃
料流量は改質用蒸気流量制御器６に入力され、改質用蒸
気流量設定器（ＦＮＣ１）７により原燃料流量に基づく
改質用蒸気流量設定値を設定し、減算器８により前述の
設定値と改質用蒸気流量計５にて計測された改質用蒸気
流量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開度演算器
（ＦＮＣ２）９により偏差が０になるように改質用蒸気
流量調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用
蒸気流量調節弁１１は制御される。
料流量は改質用蒸気流量制御器６に入力され、改質用蒸
気流量設定器（ＦＮＣ１）７により原燃料流量に基づく
改質用蒸気流量設定値を設定し、減算器８により前述の
設定値と改質用蒸気流量計５にて計測された改質用蒸気
流量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開度演算器
（ＦＮＣ２）９により偏差が０になるように改質用蒸気
流量調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用
蒸気流量調節弁１１は制御される。
【００１０】一方、排熱蒸気は気水分離器３より排熱蒸
気供給弁１２を介して蒸気排熱回収装置１３に供給され
る。蒸気排熱量が熱需要家１４における熱需要量を上回
る場合には、排熱蒸気戻り水温度計１６にて計測される
排熱蒸気戻り水温度１７が排熱蒸気戻り水温度設定値１
８より上昇するので、減算器１９により排熱蒸気戻り水
温度設定値１８と排熱蒸気戻り水温度１７の偏差をと
り、排熱蒸気戻り水温度補正演算器（ＦＮＣ４）２３に
より上記偏差が０になるように排熱蒸気戻り水温度補正
信号２４が改質用蒸気流量制御器６に送られ、同じく改
質用蒸気流量制御器６に入力される原燃料流量計４にて
計測された原燃料流量に基づいて改質用蒸気流量設定器
７により設定された値とを加算器２５により加算されて
改質用蒸気流量設定値を設定する。減算器８により改質
用蒸気流量設定値と改質用蒸気流量計５にて計測された
改質用蒸気流量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開
度演算器９によりこの偏差が０になるように改質用蒸気
流量調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用
蒸気流量調節弁１１は制御される。
気供給弁１２を介して蒸気排熱回収装置１３に供給され
る。蒸気排熱量が熱需要家１４における熱需要量を上回
る場合には、排熱蒸気戻り水温度計１６にて計測される
排熱蒸気戻り水温度１７が排熱蒸気戻り水温度設定値１
８より上昇するので、減算器１９により排熱蒸気戻り水
温度設定値１８と排熱蒸気戻り水温度１７の偏差をと
り、排熱蒸気戻り水温度補正演算器（ＦＮＣ４）２３に
より上記偏差が０になるように排熱蒸気戻り水温度補正
信号２４が改質用蒸気流量制御器６に送られ、同じく改
質用蒸気流量制御器６に入力される原燃料流量計４にて
計測された原燃料流量に基づいて改質用蒸気流量設定器
７により設定された値とを加算器２５により加算されて
改質用蒸気流量設定値を設定する。減算器８により改質
用蒸気流量設定値と改質用蒸気流量計５にて計測された
改質用蒸気流量の偏差をとり、改質用蒸気流量調節弁開
度演算器９によりこの偏差が０になるように改質用蒸気
流量調節弁開度指令１０が出力されることにより改質用
蒸気流量調節弁１１は制御される。
【００１１】この結果、本発明の燃料電池発電システム
では、バックアップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が
熱需要量を上回った場合にも、改質用蒸気流量を増加さ
せることによりスチーム／カーボン比が増加し改質器で
の燃料転換率が増えるため、原燃料流量も減らすことが
可能となり、その結果発電効率が上昇する。また改質用
蒸気の増加はプラントへフィードバックされる熱エネル
ギーを増加させ、これも発電効率上昇に寄与する。
では、バックアップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が
熱需要量を上回った場合にも、改質用蒸気流量を増加さ
せることによりスチーム／カーボン比が増加し改質器で
の燃料転換率が増えるため、原燃料流量も減らすことが
可能となり、その結果発電効率が上昇する。また改質用
蒸気の増加はプラントへフィードバックされる熱エネル
ギーを増加させ、これも発電効率上昇に寄与する。
【００１２】上述したように、余剰の蒸気排熱量が熱需
要量を上回った場合においてもエネルギー効率上の無駄
を最小限に抑えることができる。
要量を上回った場合においてもエネルギー効率上の無駄
を最小限に抑えることができる。
【００１３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の燃料電池
発電システムにおいては、系外での熱需要量が蒸気排熱
量と一致するように改質用蒸気流量調節弁を調節する機
能を改質水蒸気流量制御器に備えたことによりバックア
ップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が熱需要量を上回
った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることにより
スチーム／カーボン比が増加し改質器での燃料転換率が
増えるため原燃料流量も減らすことが可能となり、その
結果、発電効率が上昇する。また、改質用蒸気の増加は
プラントへフィードバックされる熱エネルギーを増加さ
せ、これも発電効率上昇に寄与する。したがって、余剰
の蒸気排熱が熱需要量を上回った場合においてもエネル
ギー効率上の無駄を最小限に抑えることができる。
発電システムにおいては、系外での熱需要量が蒸気排熱
量と一致するように改質用蒸気流量調節弁を調節する機
能を改質水蒸気流量制御器に備えたことによりバックア
ップ冷却装置がなくなり、蒸気排熱量が熱需要量を上回
った場合にも、改質用蒸気流量を増加させることにより
スチーム／カーボン比が増加し改質器での燃料転換率が
増えるため原燃料流量も減らすことが可能となり、その
結果、発電効率が上昇する。また、改質用蒸気の増加は
プラントへフィードバックされる熱エネルギーを増加さ
せ、これも発電効率上昇に寄与する。したがって、余剰
の蒸気排熱が熱需要量を上回った場合においてもエネル
ギー効率上の無駄を最小限に抑えることができる。
【図１】本発明の一実施例の系統構成図。
【図２】従来の燃料電池発電システムの系統構成図。
１…改質器、２…燃料電池、３…気水分離器、４…原燃
料流量計、５…改質用蒸気流量計、６，６ａ…改質用蒸
気流量制御器、７…改質用蒸気流量設定器、８…減算
器、９…改質用蒸気流量調節弁開度演算器、１０…改質
用蒸気流量調節弁開度指令、１１…改質用蒸気流量調節
弁、１２…排熱蒸気供給弁、１３…蒸気排熱回収装置、
１４…熱需要家、１６…排熱蒸気戻り水温度計、１７…
排熱蒸気戻り水温度信号、１８…排熱蒸気戻り水温度設
定値、１９…減算器、２３…排熱蒸気戻り水温度補正演
算器、２４…排熱蒸気戻り水温度補正信号、２５…加算
器。
料流量計、５…改質用蒸気流量計、６，６ａ…改質用蒸
気流量制御器、７…改質用蒸気流量設定器、８…減算
器、９…改質用蒸気流量調節弁開度演算器、１０…改質
用蒸気流量調節弁開度指令、１１…改質用蒸気流量調節
弁、１２…排熱蒸気供給弁、１３…蒸気排熱回収装置、
１４…熱需要家、１６…排熱蒸気戻り水温度計、１７…
排熱蒸気戻り水温度信号、１８…排熱蒸気戻り水温度設
定値、１９…減算器、２３…排熱蒸気戻り水温度補正演
算器、２４…排熱蒸気戻り水温度補正信号、２５…加算
器。
Claims (1)
- 【請求項１】 燃料電池冷却用の冷却水を燃料電池に供
給し、冷却時に生じた水蒸気を水蒸気分離器にて気水分
離し、この水蒸気を改質用の水蒸気として利用すると共
に余剰の蒸気排熱を系外で熱利用する燃料電池発電シス
テムにおいて、系外での熱需要量が蒸気排熱量と一致す
るように改質用水蒸気の流量調節弁を調節する機能を改
質用蒸気流量制御器に備えたことを特徴とする燃料電池
発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223861A JPH0668890A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223861A JPH0668890A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0668890A true JPH0668890A (ja) | 1994-03-11 |
Family
ID=16804860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223861A Pending JPH0668890A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668890A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517229A (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 超音波検出器を備える燃料電池システム |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP4223861A patent/JPH0668890A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010517229A (ja) * | 2007-01-26 | 2010-05-20 | ダイムラー・アクチェンゲゼルシャフト | 超音波検出器を備える燃料電池システム |
| US9012048B2 (en) | 2007-01-26 | 2015-04-21 | Daimler Ag | Fuel cell system with ultrasonic detector |
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