JPH07192744A - 燃料電池の水蒸気分離システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 水蒸気分離器内の水位変動や急激な温度変化
を抑制し確実に気液分離ができ、水位を維持して冷却水
循環ポンプのキャビテーションを防止できる小型の水蒸
気分離システムを得る。 【構成】 改質水蒸気流量を検知して所用量の蒸気を改
質装置に供給する改質水蒸気供給手段と、パイプ型水蒸
気分離器の蒸気圧力を検知して蒸気圧力が一定範囲にあ
る場合は圧力制御を行わず上限値になれば圧力が下降す
るように、下限値になれば圧力が上昇するように所定圧
力制御して余剰水蒸気を排熱利用設備に供給する余剰水
蒸気供給手段と、排熱利用設備からの凝縮水を加圧水循
環ラインに回収する凝縮水回収手段と、パイプ型水蒸気
分離器内の水位を検知して水位が一定になるように補給
水を冷却水循環ラインに供給する補給水供給手段と、燃
料電池および一酸化炭素変成器等の反応器に加圧水を供
給循環する加圧冷却水循環手段を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、燃料電池の水蒸気分
離システムに関し、さらに詳しくはリン酸を電解質とす
るリン酸型燃料電池の水蒸気分離システムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図７は、例えば特開平１−２１７８６４
号公報に示された従来の水蒸気分離システムの概略フロ
ー図であり、図において、１は水蒸気分離器、２は冷却
水循環ポンプ、３は電池スタックや一酸化炭素変成器等
の反応器、１６は水蒸気分離器１内に滞留している冷却
水の水位を検知する水位検知器、５は水蒸気分離器に補
給水を供給する補給水ポンプ、６は水位検知器１６から
の信号を受けて補給水ポンプ５を動作させ、水蒸気分離
器１内の加圧された冷却水（以下、加圧水と呼ぶ。）の
水位を制御する水位制御器、７は改質水蒸気流量検知器
８の信号を受けて改質水蒸気流量制御弁９を制御する改
質水蒸気流量制御器、１０は余剰水蒸気圧力制御器で、
水蒸気圧力検知器１１の信号を受けて水蒸気圧力制御弁
１２を動作させ排熱利用設備へ放出する余剰水蒸気流量
を制御する水蒸気圧力制御器、１３は排熱利用設備であ
る。

【０００３】次に動作について説明する。燃料電池動作
時には、水蒸気分離器１内の加圧水を冷却水循環ポンプ
２により一定流量で、電池スタックや一酸化炭素変成器
等の反応器３に送給し反応熱を加圧水で冷却することに
より回収して反応温度を制御する。加圧水は気体である
蒸気と液体の混相流となって水蒸気分離器１中に注入さ
れ、気液分離される。分離された蒸気の一部は改質水蒸
気流量制御器７により改質水蒸気流量検知器８で水蒸気
流量を計測しながら所要量の水蒸気流量になるように改
質水蒸気流量制御弁９を制御して改質装置に供給され
る。残余の水蒸気は水蒸気圧力検知器１１で水蒸気圧力
を計測しながら水蒸気圧力制御器１０により水蒸気圧力
制御弁１２を動作させて水蒸気分離器１の水蒸気圧力が
一定になるように制御され、余剰水蒸気として排熱利用
設備１３に放出される。

【０００４】水蒸気分離器１内の加圧水の水位は改質用
水蒸気や余剰水蒸気の放出によって低下するので、水位
検知器１６で加圧水の水位を計測しながら水位制御器６
により補給水ポンプ５を動作させて水蒸気分離器１に直
接低温の補給水（純水が使用される。）が補給される。
この際、補給水ポンプ５の起動・停止の頻度が高くな
り、ポンプの寿命が短くなるのを避けるために補給水ポ
ンプの起動レベルと停止レベルに幅を持たせている。発
電負荷が大きい時は、反応器３から水蒸気分離器１に回
収される熱量が増加し、水蒸気分離器１から放出される
蒸気量が増加して循環水ラインに滞留する加圧水の水量
が減少するにもかかわらず、加圧水の見かけの容積が液
相内の気泡により増加するため水位が上昇するので、補
給水の供給量は減少する。一方、発電負荷が小さい時
は、蒸気放出量は減少するが、回収熱量も減少するので
液相内の気泡が減少し、加圧水の見かけの容積が減少し
て水位が低下する。そのため、循環水ラインに滞留する
加圧水の水量が減少しないにもかかわらず補給水の水量
が増加する。このような発電負荷が変動する場合に発生
する補給水量の逆制御現象を許容するための水蒸気分離
器の容積を大きくすることによって循環水ラインに滞留
する加圧水の水量の変動を吸収している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の燃料電池用水蒸
気分離システムは以上のように構成しているので、 （１）補給水ポンプの起動から停止に至るまでの間、低
温の補給水が水蒸気分離器中に直接供給されるため循環
水ラインに滞留する加圧水の水量が少ない場合には水蒸
気分離器内の加圧水の温度が上下し、反応器の冷却条件
が変化し、運転条件如何によっては改質用蒸気の供給が
困難になるという問題があった。そのため水蒸気分離器
内に滞留する加圧水の水量を多くして温度変化を抑える
ことが必要になり、水蒸気分離器は容積の大きい横置き
ドラム型水蒸気分離器を使用する必要があった。

【０００６】（２）また、燃料電池スタックや一酸化炭
素変成器等の反応器から熱回収して水蒸気分離器に戻る
水蒸気と液体の混相流はスラグ流となるので、水蒸気分
離器の加圧水中に注入され液内部沸騰と似た状態で蒸気
を分離する状態が生じる。したがって、発電負荷の減少
時には、液相内の気泡容積が減少するため、蒸気放出量
が減少するのにもかかわらず加圧水の水位が低下し、発
電負荷の増加時には、液相内の気泡増加による見かけ上
の液相容量が増大するため、水蒸気分離器から放出され
る蒸気量が増加するにもかかわらず加圧水の水位が上昇
することになり、水蒸気分離器の容積を小さくした場
合、放出蒸気中にミストを伴う等、品質のよい水蒸気を
得ることができないという問題があった。

【０００７】（３）また、冷却水循環ポンプは無制御で
運転されるので、反応器の発熱量が低下する発電負荷の
小さい時にも冷却水流量は変わらず、熱交換量も変わら
ないため、反応器３の温度が低下し、例えば燃料電池ス
タックの効率が低下する等の問題があった。

【０００８】この発明は、上記のような課題を解決する
ためになされたもので、比較的小さな内容積をもちその
主体がほぼ垂直に立った所定口径の円筒であって、その
内部に所定量の加圧水を滞留させ中間部に反応器からの
冷却水の受け入れ口を、また下部が冷却水循環ポンプに
接続される水蒸気分離器（以下、パイプ型水蒸気分離器
と呼ぶ。）を用い、この水蒸気分離器内の加圧水の物質
収支を維持し、かつ、水蒸気分離器内の水位変動や急激
な温度変化を抑制し確実に気液分離ができ、水位を維持
して冷却水循環ポンプのキャビテーションを防止できる
小型の水蒸気分離システムを提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る水蒸気
分離システムは、所定温度の冷却水を燃料電池または燃
料電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給す
る冷却水循環供給装置と、前記反応器を冷却して生成し
た水蒸気と液体の混相流を受け入れ水蒸気を分離するパ
イプ型水蒸気分離器と、この冷却水の循環する部分に補
給水を供給し、前記パイプ型水蒸気分離器の冷却水量を
保持するための補給水供給装置と、補給水の流量検出装
置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料
電池の燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に
供給する改質水蒸気供給装置と、改質水蒸気の流量検出
装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御
により前記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸
気を排熱利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と前記
排熱利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝縮水
を前記パイプ型水蒸気分離器に回収する凝縮水回収装置
とからなり、前記改質水蒸気流量と等しい流量の補給水
をこの冷却水の循環する部分に供給するようにしたもの
である。

【００１０】第２の発明に係る水蒸気分離システムは、
所定温度の冷却水を燃料電池または燃料電池および一酸
化炭素変成器等の反応器に循環供給する冷却水循環供給
装置と、前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の
混相流を受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離
器と、この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前
記パイプ型水蒸気分離器の冷却水量を保持するための補
給水供給装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部よ
り前記燃料電池の燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を
改質装置に供給する改質水蒸気供給装置と、改質水蒸気
流量検出装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の
圧力制御により前記所定温度の冷却水を得るとともに、
余剰水蒸気を排熱利用設備に供給する余剰水蒸気供給装
置と、余剰水蒸気の流量検出装置と、前記排熱利用設備
において熱利用された余剰水蒸気の凝縮水を前記パイプ
型水蒸気分離器に回収する凝縮水回収装置と、前記補給
水と前記凝縮水との合計流量検出装置とからなり、前記
改質水蒸気流量と前記余剰水蒸気流量の合計流量と等し
くなるように前記補給水と凝縮水の合計流量をこの冷却
水の循環する部分に供給するようにしたものである。

【００１１】第３の発明に係る水蒸気分離システムは、
所定温度の冷却水を燃料電池または燃料電池および一酸
化炭素変成器等の反応器に循環供給する冷却水循環供給
装置と、前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の
混相流を受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離
器と、この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前
記パイプ型水蒸気分離器の冷却水量を保持するための補
給水供給装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部よ
り前記燃料電池の燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を
改質装置に供給する改質水蒸気供給装置と、前記改質水
蒸気流量検出装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相
部の圧力制御により前記所定温度の冷却水を得るととも
に、余剰水蒸気を排熱利用設備に供給する余剰水蒸気供
給装置と、前記余剰水蒸気の流量検出装置と、前記排熱
利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝縮水をこ
の冷却水の循環する部分に回収する凝縮水回収装置と、
前記補給水の流量検出装置および前記凝縮水の流量検出
装置とからなり、前記余剰水蒸気流量と前記凝縮水流量
を等しく、かつ、前記改質水蒸気流量と前記補給水流量
を等しくなるように制御するようにしたものである。

【００１２】第４の発明に係る水蒸気分離システムは、
所定温度の冷却水を燃料電池または燃料電池および一酸
化炭素変成器等の反応器に循環供給する冷却水循環供給
装置と、前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の
混相流を受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離
器と、この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前
記パイプ型水蒸気分離器の冷却水水位を保持するための
補給水供給装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部
より前記燃料電池の燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気
を改質装置に供給する改質水蒸気供給装置と、前記パイ
プ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前記所定温
度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱利用設備
に供給する余剰水蒸気供給装置と、前記排熱利用設備に
おいて熱利用された余剰水蒸気の凝縮水をこの冷却水の
循環する部分に回収する凝縮水回収装置とからなり、前
記パイプ型水蒸気分離器の水位を検知して、前記補給水
供給装置から供給される補給水により、水位制御を行う
と共に、前記パイプ型水蒸気分離器の気相圧力制御の上
限、下限値を設け、前記上限値、下限値の間にある場合
は圧力制御を行わず、上限値になれば圧力が下降するよ
うに、下限値になれば圧力が上昇するように制御するよ
うにしたものである。

【００１３】第５の発明に係る水蒸気分離システムは、
所定温度の冷却水を燃料電池または燃料電池および一酸
化炭素変成器等の反応器に循環供給する冷却水循環供給
装置と、前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の
混相流を受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離
器と、この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前
記パイプ型水蒸気分離器の冷却水水位を保持するための
補給水供給装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部
より前記燃料電池の燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気
を改質装置に供給する改質水蒸気供給装置と、前記パイ
プ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前記所定温
度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱利用設備
に供給する余剰水蒸気供給装置と前記反応器に供給する
冷却水の温度の検知装置と、冷却水温度調節装置とから
なり、冷却水の温度を検知して冷却水の循環流量により
冷却水の温度を所定温度に制御するようにしたものであ
る。

【００１４】第６の発明に係る水蒸気分離システムは、
所定温度の冷却水を燃料電池または燃料電池および一酸
化炭素変成器等の反応器に循環供給する冷却水循環供給
装置と、前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の
混相流を受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離
器と、前記パイプ型水蒸気分離器の冷却水水位検知装置
と、前記冷却水循部に補給水を供給し、前記パイプ型水
蒸気分離器の冷却水水位を保持するための補給水供給装
置と、前記補給水の流量検知装置と、前記パイプ型水蒸
気分離器の気相部より前記燃料電池の燃料ガス生成に必
要な流量の水蒸気を改質装置に供給する改質水蒸気供給
装置と、前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御
により前記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸
気を排熱利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置とから
なり、燃料電池の負荷変動時には、前記改質水蒸気流量
と補給水流量が等しくなるように、また、負荷定常状態
時には、水位が一定になるように補給水流量を制御する
ようにしたものである。

【００１５】

【作用】第１の発明に係る水蒸気分離システムでは、加
圧水循環ラインから放出される改質水蒸気流量に相当す
る補給水を直接配管タイプの水蒸気分離器に供給せず加
圧水循環ラインに供給するようにしたので加圧水循環ラ
インの物質収支を維持するとともに、水蒸気分離器内滞
留水の水位変動や急激な温度変化を抑制でき小型の水蒸
気分離システムを実現できる。

【００１６】第２の発明に係る水蒸気分離システムで
は、水蒸気分離器から改質装置および排熱利用設備に供
給される改質水蒸気流量および余剰水蒸気流量の和と排
熱利用設備からの凝縮水量と補給水の和が等しくなるよ
うに加圧水循環ラインに給水を行うので、加圧水循環ラ
インの物質収支を維持するとともに、水蒸気分離器内の
滞留水の水位変動や急激な温度変化を抑制し、確実に気
液分離できる小型の水蒸気分離システムを実現できる。

【００１７】第３の発明に係る水蒸気分離システムで
は、水蒸気分離器から改質装置に供給される改質水蒸気
量と等しい量の補給水と、排熱利用設備に放出される余
剰水蒸気量と等しい量の凝縮水とを加圧水循環ラインに
給水するようにしたので、加圧水循環ラインの物資収支
を維持するとともに、水蒸気分離器内滞留水の水位変動
や急激な温度変化を抑制し、確実に気液分離できる小型
の水蒸気分離システムを実現できる。

【００１８】第４の発明に係る水蒸気分離システムで
は、補給水と排熱利用設備からの凝縮水を加圧水循環ラ
インに給水して水位制御を行うとともに、水蒸気分離器
内の水蒸気圧力制御の制御値と制御幅を設定し、水蒸気
圧力が制御幅内にある時は水蒸気圧力制御は行わず上限
値および下限値になると制御をかけるので、水蒸気分離
器内の水位変動や急激な温度変化を抑制し、確実に気液
分離のできる小型の水蒸気分離システムを実現できる。

【００１９】第５の発明に係る水蒸気分離システムで
は、補給水と排熱利用設備からの凝縮水を加圧水循環ラ
インに給水して水位制御を行うとともに、燃料電池スタ
ックや一酸化炭素変成器等の反応器に供給する加圧水の
温度を検知して所定値になるよう加圧水流量を制御する
ので反応器の温度を最適温度に保持でき、反応効率の低
下がなく、水蒸気分離器内の水位変動や急激な温度変化
を抑制し、確実に気液分離のできる小型の水蒸気分離シ
ステムを実現できる。

【００２０】第６の発明に係る水蒸気分離システムで
は、燃料電池の負荷変動時には、改質装置に供給される
改質水蒸気流量と等しい量の補給水を、また、燃料電池
の負荷が定常状態の時には、水蒸気分離器の水位が一定
になるように補給水を加圧水循環ラインに給水するので
水蒸気分離器内の水位変動や急激な温度変化を抑制し、
確実に気液分離できる小型の水蒸気分離システムを実現
できる。

【００２１】

【実施例】

実施例１．以下、第１の発明に関する実施例１を図に基
づいて説明する。図１において、１００はパイプ型水蒸
気分離器、２は燃料電池スタックや一酸化炭素変成器な
どの反応器３に加圧した冷却水を供給する冷却水循環ポ
ンプ、４は補給水流量検知器、５は補給水ポンプ、６は
補給水流量制御器、７は改質水蒸気流量検知器８の信号
により改質水蒸気流量調節弁９を動作させ改質装置に供
給する水蒸気量を制御する改質水蒸気流量制御器、１０
は余剰水蒸気圧力制御器で、水蒸気圧力検知器１１の信
号を受けて水蒸気分離器内の蒸気圧力が一定になるよう
に水蒸気圧力調節弁１２を制御する。１３は排熱利用設
備、１４は排熱利用設備で熱利用された余剰水蒸気の凝
縮水を受け入れる凝縮水タンク、１５は加圧水循環ライ
ンに凝縮水を返送する凝縮水ポンプである。

【００２２】次に動作について説明する。燃料電池発電
設備が発電を開始すると 電池スタックおよび一酸化炭
素変成器等の反応器３において反応熱が発生するので、
パイプ型水蒸気分離器１００内の所定の圧力・温度に制
御された加圧水と補給水および凝縮水の混合水を冷却水
循環ポンプ２により循環冷却水として反応器に送給して
冷却することにより熱回収する。冷却水は蒸気と液体の
二相流となってパイプ型水蒸気分離器１００にもどり気
液分離される。分離された水蒸気の一部は改質水蒸気流
量検知器８の流量信号を取り込んだ改質水蒸気流量制御
器７により改質水蒸気流量制御弁９を制御して改質反応
に必要な蒸気として改質装置に供給される。

【００２３】パイプ型水蒸気分離器内の加圧水温度は水
蒸気圧力検知器１１の圧力信号を取り込んだ水蒸気圧力
制御器１０により蒸気圧力制御弁１２を動作させ、一定
圧力になるように水蒸気放出量を制御して所定温度に維
持される。水蒸気圧力調節弁から放出された余剰水蒸気
は、排熱利用設備１３例えば、吸収式冷凍機において熱
利用され凝縮水となり、凝縮水タンク１４に入った凝縮
水は、図には表示していないが凝縮水タンク内水位が一
定になるように制御されながら凝縮水ポンプ１５により
冷却水循環ポンプ２入口に返送される。

【００２４】パイプ型水蒸気分離器１００内の加圧水水
位は改質用水蒸気の放出によって低下するので、改質水
蒸気流量検知器８の流量信号と補給水流量検知器４の流
量信号を取り込んだ補給水流量制御器６により補給水ポ
ンプ５を連続的に動作させて改質水蒸気流量に相当する
量の補給水を冷却水循環ポンプ入口に供給し加圧水循環
ラインの物質収支を維持する。したがって、パイプ型水
蒸気分離器への補給水供給量が過不足なく供給され、ま
た、低温の凝縮水や補給水は直接パイプ型水蒸気分離器
に供給されることがなく冷却水循環ポンプ入り口に供給
されて循環されるので小型のパイプ型水蒸気分離器を採
用することができ、パイプ型水蒸気分離器内の温度変動
を抑制できるので余剰水蒸気流量変動が小さく、パイプ
型水蒸気分離器内の加圧水の水位変動を冷却水循環ポン
プがキャビテーションを起こさない範囲内に維持するこ
とができる水蒸気分離システムとすることができる。

【００２５】実施例２．以下、第２の発明に係る実施例
２を図に基づいて説明する。図２において、符号１０
０、２、３、５、７から１５は第１の発明と同一または
相当のものである。４は補給水と凝縮水の合計流量検知
器、６は改質水蒸気流量検知器８および余剰水蒸気流量
検知器１７の合計流量信号と補給水および凝縮水の合計
流量信号を取り込んで補給水ポンプ５を動作させる補給
水流量制御器である。

【００２６】次に動作について説明する。燃料電池発電
設備が発電を開始すると電池スタックおよび一酸化炭素
変成器等の反応器３において反応熱が発生するので、パ
イプ型水蒸気分離器１００内の所定圧力すなわち所定温
度に制御された加圧水と補給水および凝縮水の混合水を
冷却水循環ポンプ２により循環冷却水として反応器に送
給して冷却し熱回収する。冷却水は蒸気と液体の二相流
となってパイプ型水蒸気分離器１００にもどり気液分離
される。

【００２７】分離された水蒸気の一部は改質水蒸気流量
検知器８の流量信号を取り込んだ改質水蒸気流量制御器
７により改質水蒸気流量制御弁９を制御して改質反応に
必要な蒸気として改質装置に供給される。パイプ型水蒸
気分離器内の加圧水温度は水蒸気圧力検知器１１の圧力
信号を取り込んだ水蒸気圧力制御器１０により蒸気圧力
制御弁１２を動作させ、一定圧力になるように水蒸気放
出量を制御して所定温度に維持される。水蒸気圧力調節
弁から放出された余剰水蒸気は、排熱利用設備１３例え
ば、吸収式冷凍機において熱利用され凝縮水となり、凝
縮水タンク１４に入った凝縮水は、図には表示していな
いが凝縮水タンク内水位が一定になるように制御されな
がら凝縮水ポンプ１５により補給水ポンプ出口に返送さ
れる。

【００２８】パイプ型水蒸気分離器１００内の加圧水水
位は改質用水蒸気および余剰水蒸気の放出によって低下
するので、補給水流量制御器により改質水蒸気流量検出
器８および余剰水蒸気流量検知器１７の流量信号の合計
流量信号を取り込んで、この量と凝縮水流量および補給
水流量の合計流量検知器４の流量信号の量が等しくなる
ように補給水ポンプ５を連続的に動作させてパイプ型水
蒸気分離器から放出される水蒸気量に等しい量の水を冷
却水循環ポンプ２入り口に供給し加圧水循環ラインの物
質収支を維持する。したがって、加圧水循環ラインへの
補給水供給量が過不足なく供給され、また、低温の凝縮
水や補給水は直接パイプ型水蒸気分離器に供給されるこ
とがなく冷却水循環ポンプ入り口に供給されて循環され
るので小型のパイプ型水蒸気分離器を採用することがで
き、パイプ型水蒸気分離器内の温度変動を抑制できるの
で余剰水蒸気流量変動が小さく、パイプ型水蒸気分離器
内の加圧水水位の変動を冷却水循環ポンプがキャビテー
ションを起こさない範囲内に維持することができる水蒸
気分離システムとすることができる。

【００２９】実施例３．以下、第３の発明に係る実施例
３を図に基づいて説明する。図３において、符号１００
および２から１５は第１の発明と同一または相当のもの
である。１７は余剰水蒸気流量検知器、１８は凝縮水流
量検知器、１９は余剰水蒸気流量検知器１７の水蒸気流
量と凝縮水流量検知器１８の凝縮水流量信号を取り込ん
で余剰水蒸気流量に相当する凝縮水流量となるように凝
縮水ポンプ１５を動作させる凝縮水流量制御器である。

【００３０】次に動作について説明する。燃料電池発電
設備が発電を開始すると電池スタックおよび一酸化炭素
変成器等の反応器３において反応熱が発生するので、パ
イプ型水蒸気分離器１００内の所定の圧力・温度に制御
された加圧水と補給水および凝縮水の混合水を冷却水循
環ポンプ２により循環冷却水として反応器に送給して冷
却し熱回収する。冷却水は蒸気と液体の二相流となって
パイプ型水蒸気分離器１００にもどり気液分離される。
分離された水蒸気の一部は改質水蒸気流量検知器８の流
量信号を取り込んだ改質水蒸気流量制御器７により改質
水蒸気流量制御弁９を制御して改質反応に必要な蒸気と
して改質装置に供給される。

【００３１】パイプ型水蒸気分離器内の加圧水温度は水
蒸気圧力検知器１１の圧力信号を取り込んだ水蒸気圧力
制御器１０により蒸気圧力制御弁１２を動作させ、一定
圧力になるように水蒸気放出量を制御して所定温度に維
持される。水蒸気圧力調節弁から放出された余剰水蒸気
は、排熱利用設備１３例えば、吸収式冷凍機において熱
利用され凝縮水となり、凝縮水タンクに導入される。凝
縮水の量は吸収式冷凍機の運転状態によって変動するの
で余剰水蒸気流量に対応した凝縮水量にならない場合が
ある。本発明では、余剰水蒸気流量検知器１７の余剰水
蒸気流量信号と凝縮水流量検知器１８の凝縮水流量信号
を取り込んだ凝縮水流量制御器１９により余剰水蒸気量
に相当する凝縮水が凝縮ポンプ１５により冷却水循環ポ
ンプ２入口に返送される。

【００３２】パイプ型水蒸気分離器１００内の加圧水水
位は改質用水蒸気の放出によって低下するので、改質水
蒸気流量検知器８の流量信号と補給水流量検知器４の流
量信号を取り込んだ補給水流量制御器６により補給水ポ
ンプ５を連続的に動作させて改質水蒸気流量に相当する
量の補給水を冷却水循環ポンプ入口に供給し加圧水循環
ラインの物質収支を維持する。したがって、加圧水循環
ラインのパイプ型水蒸気分離器から放出される水蒸気量
に相当する量の水が凝縮水と補給水として加圧水循環ラ
インに供給されるので、パイプ型水蒸気分離器への補給
供給量が過不足なく供給され、また、低温の凝縮水や補
給水は直接パイプ型水蒸気分離器に供給されることがな
く冷却水循環ポンプ入り口に供給されて循環されるので
小型のパイプ型水蒸気分離器を採用することができ、パ
イプ型水蒸気分離器内の温度変動を抑制できるので余剰
水蒸気流量変動が小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加
圧水水位の変動を冷却水循環ポンプがキャビテーション
を起こさない範囲内に維持することができる水蒸気分離
システムとすることができる。

【００３３】実施例４．以下、第４の発明に係る実施例
４を図に基づいて説明する。図４において、符号２、
３、５から１６は、図７に示す従来の水蒸気分離システ
ムと同一または相当のものである。

【００３４】次に動作について説明する。燃料電池発電
設備が発電を開始すると、電池スタックおよび一酸化炭
素変成器等の反応器３において反応熱が発生するので、
パイプ型水蒸気分離器１００内の所定圧力すなわち所定
温度に制御された加圧水と補給水および凝縮水の混合水
を冷却水循環ポンプ２により循環冷却水として反応器に
送給して冷却し熱回収する。冷却水は蒸気と液体の二相
流となってパイプ型水蒸気分離器１００にもどり気液分
離される。分離された水蒸気の一部は改質水蒸気流量検
知器８の流量信号を取り込んだ改質水蒸気流量制御器７
により改質水蒸気流量制御弁９を制御して改質反応に必
要な蒸気として改質装置に供給される。

【００３５】パイプ型水蒸気分離器内の加圧水温度は水
蒸気圧力検知器１１の圧力信号を取り込んだ水蒸気圧力
制御器１０により蒸気圧力制御弁１２を動作させ、一定
圧力になるように水蒸気放出量を制御して所定温度に維
持される。水蒸気圧力調節弁から放出された余剰水蒸気
は、排熱利用設備１３例えば、吸収式冷凍機において熱
利用され凝縮水となり、凝縮水タンク１４に入った凝縮
水は、図には表示していないが凝縮水タンク内水位が一
定になるように制御されながら凝縮水ポンプ１５により
冷却水循環ポンプ２入口に返送される。

【００３６】パイプ型水蒸気分離器１００内の加圧水水
位は改質用水蒸気や余剰水蒸気の放出によって低下する
ので、水位制御器６によりパイプ型水蒸気分離器の水位
検知器１６からの水位信号で補給水ポンプ５を連続的に
動作させてパイプ型水蒸気分離器１００出口の冷却水循
環ポンプ２入り口に純水が補給され、パイプ型水蒸気分
離器１内の水位を維持する。

【００３７】パイプ型水蒸気分離器の水位は定常運転時
には上記のように制御されるが、負荷変動時には同じ制
御を行うと水位変動が大きくなる。すなわち、発電負荷
上昇時には、反応器３からパイプ型水蒸気分離器１００
に回収される熱量が増加し、パイプ型水蒸気分離器１０
０から放出される蒸気量が増加して循環水ラインの滞留
水量が減少するにもかかわらず、液内の気泡容積の増加
により加圧水の見かけの容積が増大するため水位が上昇
するので、補給水の供給量は減少する。一方、発電負荷
低下時には、蒸気放出量は減少するが、回収熱量が減少
するので液内の気泡容積の減少により加圧水の見かけの
容積が減少し水位が低下する。そのため、循環水ライン
の滞留水量が減少しないにもかかわらず補給水量が増加
する。

【００３８】このような発電負荷変動時におこる補給水
量の逆制御減少を抑制し、負荷変動後にすみやかに正常
な水位制御が可能となるようにするため図８に示すよう
に、水蒸気圧力制御の上限値（例えば７．５Ｋｇ／ｃｍ
² Ｇ）と下限値（例えば６．５Ｋｇ／ｃｍ² Ｇ）を設
け、発電負荷の変動時には、水蒸気圧力制御を停止し、
水蒸気圧力制御の上限値または下限値になると、短時間
の圧力制御を行い水蒸気圧力を圧力制御値（７Ｋｇ／ｃ
ｍ² Ｇ）側に導くオープン制御を行う。発電負荷の上昇
時には、液内で気泡となる水蒸気量は増加するが、圧力
制御を停止し水蒸気圧力制御弁の開度が一定に保たれる
ので、余剰水蒸気の放出量が制約されて水蒸気圧力が増
加するため液内の気泡容積の増加は抑制され見かけ上の
水位上昇は抑制される。

【００３９】また、発電負荷の減少時には、液内の気泡
となる水蒸気量は減少するが、水蒸気圧力制御弁の開度
が負荷減少前と同じままであるので、余剰水蒸気の放出
量の低下は少なく水蒸気圧力が減少するため液内の気泡
容積の減少は抑制され水位低下は抑制される。したがっ
て、パイプ型水蒸気分離器への補給水供給の逆制御減少
が抑制され、また、低温の凝縮水や補給水は直接パイプ
型水蒸気分離器に供給されることがなく冷却水循環ポン
プ入り口に供給されて循環されるので小型のパイプ型水
蒸気分離器を採用することができ、パイプ型水蒸気分離
器内の温度変動を抑制できるので余剰水蒸気流量変動が
小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加圧水水位の変動を
冷却水循環ポンプがキャビテーションを起こさない範囲
内に維持することができる水蒸気分離システムとするこ
とができる。

【００４０】実施例５．以下、第５の発明に係る実施例
５を図に基づいて説明する。図５において、２０は冷却
水循環ポンプ２出口の冷却水温度検知器２１の温度が一
定になるように温度調節弁２２の弁開度を制御する冷却
水温度制御器である。符号１００、２から３、５から１
６は、第２の発明と同一または相当のものである。

【００４１】次に動作について説明する。符号１００、
２、３、５から１６は第４の発明と同じ動作を行うので
省略する。反応器３に供給される冷却水は、冷却水循環
ポンプ２出口冷却水の温度を冷却水温度検知器２１によ
り検知して冷却水温度制御器２０により温度調節弁２２
の弁開度を制御して冷却水温度が一定になるように冷却
水循環量が制御される。すなわち、発電負荷が大きく反
応器の発熱量が大きい場合は冷却水循環量も多く、発電
負荷が小さく発熱量が小さい場合には、冷却水循環量も
少なく制御されるので反応器３の温度が最適範囲内に制
御されるため反応温度が上昇して電池スタックのカーボ
ン材料の腐食が促進されたり、反応温度が低くなって電
池スタックの発電効率が低下することがない。

【００４２】したがって、小型のパイプ型水蒸気分離器
を採用することができ、パイプ型水蒸気分離器内の温度
変動を抑制できるので余剰水蒸気流量変動が小さく、パ
イプ型水蒸気分離器内の加圧水水位の変動を冷却水循環
ポンプがキャビテーションを起こさない範囲内に維持す
ることができ、しかも、電池スタックの腐食や発電効率
の低下を防止できる水蒸気分離システムとすることがで
きる。

【００４３】実施例６．以下、第６の発明に係る実施例
６を図に基づいて説明する。図６において、符号１０
０、２、３、５から１６は第４の発明と同一または相当
のものである。４は補給水流量検知器である。

【００４４】次に第１１および１２の発明の動作につい
て説明する。符号１００、２、３および７から１６は第
４の発明と同じ動作を行うので省略する。燃料電池の発
電負荷変動時には、改質水蒸気流量検知器８の流量信号
と補給水流量検知器４の流量信号を水位制御器６に取り
込んで改質水蒸気量と補給水量が等しくなるように補給
水ポンプ５を動作させる。したがって、みかけ上の水位
変動があっても、加圧水循環ラインの物質収支を維持で
きる。また、負荷定常運転時には、反応器３からの回収
熱量がほぼ一定のため液相内の水蒸気気泡容積の変化が
ないので、パイプ型水蒸気分離器の水位検知器１６の水
位信号を取り込んだ水位制御器６により補給水ポンプ５
を動作させ補給水流量を制御することにより、小型のパ
イプ型水蒸気分離器を採用することができ、パイプ型水
蒸気分離器内の温度変動を抑制できるので余剰水蒸気流
量変動が小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加圧水の水
位変動を冷却水循環ポンプがキャビテーションを起こさ
ない範囲内に維持することができる水蒸気分離システム
とすることができる。

【００４５】なお、実施例５では、実施例４の場合と同
じ動作を行う水蒸気分離システムに冷却水温度制御手段
を用いる場合を示したが、実施例１〜３および実施例６
の場合と同じ動作を行う水蒸気分離システムに冷却水温
度制御手段を用いても同じ効果が得られることはいうま
でもない。

【００４６】

【発明の効果】以上のように、第１の発明によると、加
圧水循環ラインから放出される改質水蒸気量に相当する
補給水を補給するので加圧水循環ラインの物質収支を維
持でき、また、低温の補給水をパイプ型水蒸気分離器に
直接補給せず、排熱回収設備の凝縮水と合わせて加圧水
循環ラインに補給することによりパイプ型水蒸気分離器
内の温度変動を抑制できるので、小型のパイプ型水蒸気
分離器を採用することができ、余剰水蒸気の流量変動が
小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加圧水水位の変動を
冷却水循環ポンプがキャビテーションを起こさない範囲
内に維持することができる水蒸気分離システムが実現で
きる。

【００４７】第２の発明によると、加圧水循環ラインか
ら放出される改質水蒸気量と余剰水蒸気量の合計に相当
する凝縮水と補給水の合計量を加圧水循環ラインに補給
するようにしたので、加圧水循環ラインの物質収支を維
持でき、また、低温の補給水をパイプ型水蒸気分離器に
直接補給せず、排熱回収設備の凝縮水と合わせて加圧水
循環ラインに補給することによりパイプ型水蒸気分離器
内の温度変動を抑制できるので、小型のパイプ型水蒸気
分離器を採用することができ、余剰水蒸気の流量変動が
小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加圧水水位の変動を
冷却水循環ポンプがキャビテーションを起こさない範囲
内に維持することができる水蒸気分離システムが実現で
きる。

【００４８】第３の発明によると、加圧水循環ラインか
ら放出される改質水蒸気量に相当する補給水と、加圧水
循環ラインから放出される余剰水蒸気量に相当する排熱
回収設備からの凝縮水を加圧水循環ラインに補給するこ
とによりパイプ型水蒸気分離器内の温度変動を抑制でき
るので、小型のパイプ型水蒸気分離器を採用することが
でき、余剰水蒸気の流量変動が小さく、パイプ型水蒸気
分離器内の加圧水水位の変動を冷却水循環ポンプがキャ
ビテーションを起こさない範囲内に維持することができ
る水蒸気分離システムが実現できる。

【００４９】第４の発明によると、水蒸気分離水蒸気圧
力制御の上限、下限値を設け、上限値または下限値にな
ると、水蒸気圧力制御を一時的にかけ、圧力範囲を維持
することにより電池冷却に要求される加圧水温度範囲が
維持できる。この一時的制御状態以外の時は水蒸気圧力
制御を停止し、水位制御のみを行うのでパイプ型水蒸気
分離器水位の安定制御が可能である。電池負荷を上昇す
ると、電池発熱量が増大し加圧水による冷却のため加圧
水循環ライン中の蒸気（気泡）が増大するのでパイプ型
水蒸気分離器液相容積が見かけ上増大しパイプ型水蒸気
分離器の水位が上昇する。

【００５０】しかし、水蒸気圧力制御を停止しているた
め制御弁の開度は一定のままであり排熱回収設備への水
蒸気放出量はあまり増加しないためパイプ型水蒸気分離
器水蒸気圧力が増大して液相中の気泡容積の増大は抑制
されるのでパイプ型水蒸気分離器内の水位上昇が抑制さ
れる。また、電池負荷低下時には全く逆の現象になり、
水位低下が抑制されるので安定した水位を維持できる。
さらに、水位制御による補給水供給と、加圧水循環ライ
ンから放出される余剰水蒸気量に相当する排熱回収設備
からの戻り凝縮水を直接パイプ型水蒸気分離器に供給せ
ず、加圧水循環ラインに供給することによりパイプ型水
蒸気分離器内の温度変動を抑制できるので、パイプ型水
蒸気分離器内の加圧水水位の変動を冷却水循環ポンプが
キャビテーションを起こさない範囲内に維持することが
できる水蒸気分離システムが実現できる。

【００５１】第５の発明によると、反応器に供給する加
圧水の温度を検知して、この温度が所定温度になるよう
に加圧水流量を制御するので、電池負荷が低下し反応器
の発熱量が低下した時には加圧冷却水流量も低下するの
で反応器の反応温度を所定の温度領域に保持でき反応効
率の低下がない。また、電池負荷が増大し、冷却水への
熱回収量が増大したときには加圧冷却水流量も増大し、
反応器の温度が上昇して電池カーボン材料のリン酸によ
る腐食が促進されることもない。さらに、水位制御によ
る補給水と、加圧水循環ラインから放出される余剰水蒸
気量に相当する排熱回収設備からの凝縮水を加圧水循環
ラインに供給することによりパイプ型水蒸気分離器内の
温度変動を抑制できるので、パイプ型水蒸気分離器内の
加圧水水位の変動を冷却水循環ポンプがキャビテーショ
ンを起こさない範囲内に維持することができる水蒸気分
離システムが実現できる。

【００５２】第６の発明の発明によると、低温の補給水
をパイプ型水蒸気分離器に直接補給せず、排熱回収設備
の凝縮水と合わせて加圧水循環ラインに補給するのでパ
イプ型水蒸気分離器内の温度変動を抑制できる。燃料電
池の負荷変動時には、加圧水循環ラインから放出される
改質水蒸気量に相当する補給水を補給するので加圧水循
環ラインの物質収支を維持でき、また、燃料電池定常負
荷運転の場合にはパイプ型水蒸気分離器の水位が一定に
なるように補給水流量を制御するので、小型のパイプ型
水蒸気分離器を採用することができ、余剰水蒸気の流量
変動が小さく、パイプ型水蒸気分離器内の加圧水水位の
変動を冷却水循環ポンプがキャビテーションを起こさな
い範囲内に維持できる水蒸気分離システムが実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る実施例１の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図２】第２の発明に係る実施例２の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図３】第３の発明に係る実施例３の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図４】第４の発明に係る実施例４の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図５】第５の発明に係る実施例５の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図６】第５の発明に係る実施例６の水蒸気分離システ
ムにおけるフロー図である。

【図７】従来のの水蒸気分離システムにおけるフロー図
である。

【図８】第４の発明における水蒸気圧力制御動作の説明
図である。

【符号の説明】

２ 冷却水循環ポンプ ３ 反応器 ４ 水位検知器 ５ 補給水ポンプ ６ 補給水流量制御器 ７ 改質水蒸気流量制御器 ８ 改質水蒸気流量検知器 ９ 改質水蒸気流量制御弁 １０ 余剰水蒸気圧力制御器 １１ 水蒸気圧力検知器 １２ 水蒸気圧力検知器 １３ 排熱利用設備 １４ 凝縮水タンク １５ 凝縮水ポンプ １００ パイプ型水蒸気分離器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前記パイ
   プ型水蒸気分離器の冷却水量を保持するための補給水供
   給装置と、 補給水の流量検出装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 改質水蒸気の流量検出装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と、 前記排熱利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝
   縮水を前記パイプ型水蒸気分離器に回収する凝縮水回収
   装置とからなり、 前記改質水蒸気流量と等しい流量の補給水をこの冷却水
   の循環する部分に供給することを特徴とする燃料電池用
   水蒸気分離システム。
2. 【請求項２】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前記パイ
   プ型水蒸気分離器の冷却水量を保持するための補給水供
   給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 改質水蒸気流量検出装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と、 余剰水蒸気の流量検出装置と、 前記排熱利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝
   縮水を前記パイプ型水蒸気分離器に回収する凝縮水回収
   装置と、 前記補給水と前記凝縮水との合計流量検出装置とからな
   り、 前記改質水蒸気流量と前記余剰水蒸気流量の合計流量と
   等しくなるように前記補給水と凝縮水の合計流量をこの
   冷却水の循環する部分に供給することを特徴とする燃料
   電池用水蒸気分離システム。
3. 【請求項３】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前記パイ
   プ型水蒸気分離器の冷却水量を保持するための補給水供
   給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 前記改質水蒸気流量検出装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と、 前記余剰水蒸気の流量検出装置と、 前記排熱利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝
   縮水をこの冷却水の循環する部分に回収する凝縮水回収
   装置と、 前記補給水の流量検出装置および前記凝縮水の流量検出
   装置とからなり、 前記余剰水蒸気流量と前記凝縮水流量を等しく、かつ、
   前記改質水蒸気流量と前記補給水流量を等しくなるよう
   に制御することを特徴とする燃料電池用水蒸気分離シス
   テム。
4. 【請求項４】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前記パイ
   プ型水蒸気分離器の冷却水水位を保持するための補給水
   供給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と、 前記排熱利用設備において熱利用された余剰水蒸気の凝
   縮水をこの冷却水の循環する部分に回収する凝縮水回収
   装置とからなり、 前記パイプ型水蒸気分離器の水位を検知して、前記補給
   水供給装置から供給される補給水により、水位制御を行
   うと共に、前記パイプ型水蒸気分離器の気相圧力制御の
   上限、下限値を設け、前記上限値、下限値の間にある場
   合は圧力制御を行わず、上限値になれば圧力が下降する
   ように、下限値になれば圧力が上昇するように制御する
   ことを特徴とする燃料電池用水蒸気分離システム。
5. 【請求項５】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 この冷却水の循環する部分に補給水を供給し、前記パイ
   プ型水蒸気分離器の冷却水水位を保持するための補給水
   供給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置と、 前記反応器に供給する冷却水の温度の検知装置と、 冷却水温度調節装置とからなり、 冷却水の温度を検知して冷却水の循環流量により冷却水
   の温度を所定温度に制御することを特徴とする燃料電池
   用水蒸気分離システム。
6. 【請求項６】 所定温度の冷却水を燃料電池または燃料
   電池および一酸化炭素変成器等の反応器に循環供給する
   冷却水循環供給装置と、 前記反応器を冷却して生成した水蒸気と液体の混相流を
   受け入れ水蒸気を分離するパイプ型水蒸気分離器と、 前記パイプ型水蒸気分離器の冷却水水位検知装置と、 前記冷却水循部に補給水を供給し、前記パイプ型水蒸気
   分離器の冷却水水位を保持するための補給水供給装置
   と、 前記補給水の流量検知装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部より前記燃料電池の
   燃料ガス生成に必要な流量の水蒸気を改質装置に供給す
   る改質水蒸気供給装置と、 前記パイプ型水蒸気分離器の気相部の圧力制御により前
   記所定温度の冷却水を得るとともに、余剰水蒸気を排熱
   利用設備に供給する余剰水蒸気供給装置とからなり、 燃料電池の負荷変動時には、前記改質水蒸気流量と補給
   水流量が等しくなるように、また、負荷定常状態時に
   は、水位が一定になるように補給水流量を制御すること
   を特徴とする燃料電池用水蒸気分離シテスム。