JPH0778622A - Fuel cell power generating system - Google Patents

Fuel cell power generating system

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JPH0778622A
JPH0778622A JP5225318A JP22531893A JPH0778622A JP H0778622 A JPH0778622 A JP H0778622A JP 5225318 A JP5225318 A JP 5225318A JP 22531893 A JP22531893 A JP 22531893A JP H0778622 A JPH0778622 A JP H0778622A
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pressure
exhaust gas
gas
cathode
fuel cell
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Hajime Saito
一 斉藤
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Abstract

PURPOSE:To control the defferential pressure between a housing and a cathode in a specified value by installing a differential pressure controller to detect the pressure in the housing and the pressure of a cathode exhaust gas and to control the differential pressure. CONSTITUTION:When a system os operated, part 9 of a combustion exhaust gas is supplied to a housing 22 from a housing filling gas supply line 51. When the pressure in the housing 22 is higher to an extent exceeding a specified value than the pressure of a cathode exhaust gas 7, a differential pressure controller 56 narrows a flow control valve 52 to reduce the flow of part 9 of the combustion exhaust gas, and opens a flow control valve 54 to exhaust a gas in the housing 22 to a circulation line 21 from a three-way valve 55. When the pressure in the housing 22 is not higher to an extent exceeding a specified value than the pressure of the gas 7, the valve 54 is closed and the valve 52 is opened to control the pressure so as to obtain a specified value. A blower controller 39 controls an electric motor of a low temperature blower 35 so that the outlet pressure of the blower 35 is heightened to an extent exceeding a specified value than the pressure on cathode inlet side of a line 21 to surely supply part 9 of the combustion exhaust gas to the housing 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は燃料電池の格納容器内圧
力とカソードとの差圧を調整する差圧調整装置を備えた
燃料電池発電装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator equipped with a differential pressure adjusting device for adjusting the pressure difference between the cathode and the internal pressure of a fuel cell container.

【0002】[0002]

【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境
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が進められて
いる。
2. Description of the Related Art Molten carbonate fuel cells have characteristics that conventional power generators do not have, such as high efficiency and little impact on the environment. Collected, and researches are now underway all over the world.

【0003】図2は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の一例を示す図である。同図
において、発電設備は、天然ガスと水蒸気とを混合した
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、酸素を含むカソードガス3と水素を含むアノ
ードガス2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内でその大部分を消費
してアノード排ガス4となり、燃焼用ガスとして改質器
10の燃焼室Coに供給される。
FIG. 2 is a diagram showing an example of power generation equipment using a molten carbonate fuel cell using natural gas as a fuel. In the figure, a power generation facility includes a reformer 10 for reforming a fuel gas 1 obtained by mixing natural gas and steam into an anode gas 2 containing hydrogen, a cathode gas 3 containing oxygen, and an anode gas 2 containing hydrogen. A fuel cell 20 for generating electricity from the fuel cell 20 is generally provided, and the anode gas 2 produced in the reformer 10 is supplied to the fuel cell 20 and consumes most of it in the fuel cell 20 to become the anode exhaust gas 4 and burns. It is supplied to the combustion chamber Co of the reformer 10 as a working gas.

【0004】改質器10ではアノード排ガス4中の可燃
成分(水素、一酸化炭素、メタン等)を燃焼室Coで燃
焼して高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスにより改
質器10を加熱し、改質器10内を通る燃料ガス1を改
質してアノードガス2とする。改質器10を出た燃焼排
ガス5は空気6に合流してカソードガス3となり、この
カソードガス3は、燃料電池20内で一部が反応して高
温のカソード排ガス7となり、空気6を圧縮するタービ
ン圧縮機40で動力を回収した後、さらに図示しない排
熱回収蒸気発生装置で熱エネルギを回収して系外に排出
される。
In the reformer 10, combustible components (hydrogen, carbon monoxide, methane, etc.) in the anode exhaust gas 4 are burned in the combustion chamber Co to generate high-temperature combustion gas, and the combustion gas causes the reformer 10 to operate. The fuel gas 1 that is heated and passes through the reformer 10 is reformed to form the anode gas 2. The combustion exhaust gas 5 exiting the reformer 10 joins the air 6 to become the cathode gas 3, and this cathode gas 3 partially reacts in the fuel cell 20 to become the high-temperature cathode exhaust gas 7 and compresses the air 6. After recovering the power with the turbine compressor 40, the heat energy is further recovered with an exhaust heat recovery steam generator (not shown) and discharged to the outside of the system.

【0005】溶融炭酸塩型燃料電池は、図3に示すよう
に薄い平板状の電解質板(タイル)61を燃料極(アノ
ード)62と空気極(カソード)63の平板状の電極で
挟んだセル(単セル)64から構成され、この燃料電池
を約650℃に保持し、アノード側に水素を含むアノー
ドガスを供給し、カソード側に酸素を含むカソードガス
を供給することによりアノード、カソード間で発電する
ものである。しかし、単セルでは電圧が低い(0.8V
程度)ため、実用上は導電性のバイポーラプレート(セ
パレータ)65を介し多数段に積層した電池(スタッ
ク)として用いられる。さらに、かかる燃料電池は、効
率を高め、装置を小型にするために通常格納容器22に
格納され、加圧下で運転される。
In the molten carbonate fuel cell, as shown in FIG. 3, a thin flat electrolyte plate (tile) 61 is sandwiched between flat electrodes of a fuel electrode (anode) 62 and an air electrode (cathode) 63. (Unit cell) 64, and this fuel cell is maintained at about 650 ° C., the anode gas containing hydrogen is supplied to the anode side, and the cathode gas containing oxygen is supplied to the cathode side, so that the anode and the cathode are connected to each other. It generates electricity. However, the voltage is low in a single cell (0.8V
Therefore, in practice, it is used as a battery (stack) in which a large number of layers are stacked via a conductive bipolar plate (separator) 65. In addition, such fuel cells are typically housed in the containment vessel 22 and operated under pressure to increase efficiency and size of the device.

【0006】燃料電池の電解質板61(タイル)はセラ
ミックの粉末焼結体に電解液が毛細管現象で浸み込んだ
ものであり、この電解液のセパレータ65との濡れによ
って各セル間のガスのシール、及び格納容器22内と燃
料電池20内との間のガスのシールが行われる。かかる
濡れによるシール(ウェットシール)の性能は燃料電池
20の運転状態によって影響を受けやすく、極めて小さ
い圧力差(例えば400mmAq)でもガスが漏洩する
ことがある。かかるガスの漏洩により、例えば、アノー
ドガス2とカソードガス3が混合するとアノードガス2
中の水素が燃焼し、燃料電池を破壊するおそれがある。
このため格納容器22内に不活性ガスを充填し、アノー
ドガス2やカソードガス3との圧力とバランスさせ、こ
れらのガスが格納容器22内に洩れ出さないように図2
に示すようにパージライン15を設けて窒素ガス8を供
給している。
The electrolyte plate 61 (tile) of the fuel cell is a ceramic powder sintered body in which the electrolytic solution is impregnated by capillary action, and when the electrolytic solution gets wet with the separator 65, the gas between the cells is changed. Sealing and gas sealing between the inside of the storage container 22 and the inside of the fuel cell 20 are performed. The performance of the seal due to such wetting (wet seal) is easily affected by the operating state of the fuel cell 20, and gas may leak even with an extremely small pressure difference (for example, 400 mmAq). When the anode gas 2 and the cathode gas 3 are mixed due to such gas leakage, the anode gas 2
Hydrogen inside may burn and damage the fuel cell.
For this reason, the containment vessel 22 is filled with an inert gas to balance the pressure with the anode gas 2 and the cathode gas 3 so as to prevent these gases from leaking into the containment vessel 22.
The purge line 15 is provided to supply the nitrogen gas 8 as shown in FIG.

【0007】格納容器22内に窒素ガスを充填し、常に
補給できるようにするためには、窒素発生装置、窒素加
熱装置、格納容器への窒素供給ライン等を設ける必要が
あり、これらの装置を設けると発電装置が大型化し、窒
素ガスの使用量が増大する。このため、改質器10を出
た燃焼排ガス5の一部を格納容器22に供給することが
提案されている。
In order to fill the containment vessel 22 with nitrogen gas so that it can be constantly replenished, it is necessary to provide a nitrogen generator, a nitrogen heater, a nitrogen supply line to the containment vessel, etc. If it is provided, the power generator becomes large and the amount of nitrogen gas used increases. Therefore, it is proposed to supply a part of the combustion exhaust gas 5 that has exited the reformer 10 to the storage container 22.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】燃料電池20からカソ
ードガス3やアノードガス2が格納容器22内に洩れた
り、電池内でカソードガス3とアノードガス2が混ざり
合わないようにするために格納容器22と、カソードま
たはアノード間、カソードとアノード間に差圧を設け、
この差圧を維持するための差圧制御が行われるが、従
来、格納容器22とカソード間の差圧については適切な
差圧制御が行われていなかった。
In order to prevent the cathode gas 3 and the anode gas 2 from leaking from the fuel cell 20 into the storage container 22, and the cathode gas 3 and the anode gas 2 are not mixed in the storage container, the storage container is prevented. 22 and a differential pressure between the cathode or the anode and between the cathode and the anode,
Although the differential pressure control for maintaining this differential pressure is performed, conventionally, the differential pressure control between the storage container 22 and the cathode has not been appropriately performed.

【0009】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、格納容器の圧力とカソード間の差圧を調整する差
圧調整装置を備えた燃料電池発電装置を提供することを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fuel cell power generator including a differential pressure adjusting device for adjusting the pressure difference between the pressure of the storage container and the cathode. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガス
とから発電する燃料電池と、燃料電池を格納する格納容
器と、燃料電池のアノード排ガスをカソード排ガスの一
部で燃焼しその熱で水蒸気を含む燃料ガスをアノードガ
スに改質する改質器と、燃料電池のカソード排ガスの一
部をカソードに循環する循環ラインと、改質器の燃焼排
ガスを循環ラインに供給する排ガス供給ラインとを備え
た燃料電池発電装置において、前記排ガス供給ラインの
燃焼排ガスの一部を格納容器内に供給する格納容器充填
ガス供給ラインと、格納容器内のガスを改質器または循
環ラインに排出する格納容器内ガス排出ラインと、格納
容器内の圧力と燃料電池のカソード排ガスの圧力とを検
出し、その差圧を前記格納容器充填ガス供給ラインと前
記格納容器内ガス排出ラインにそれぞれ設けられた流量
調整弁により調整する差圧調整装置とを備えたものであ
る。
In order to achieve the above object, a fuel cell for generating power from a cathode gas containing oxygen and an anode gas containing hydrogen, a storage container for storing the fuel cell, and an anode exhaust gas of the fuel cell are provided. A reformer that burns part of the cathode exhaust gas and uses the heat to reform the fuel gas containing water vapor into the anode gas, a circulation line that circulates part of the cathode exhaust gas of the fuel cell to the cathode, and the reformer combustion In a fuel cell power generator having an exhaust gas supply line for supplying exhaust gas to a circulation line, a containment vessel filling gas supply line for supplying a part of combustion exhaust gas of the exhaust gas supply line into the containment vessel, and a gas in the containment vessel To the reformer or circulation line, the pressure inside the containment vessel and the pressure inside the containment vessel and the cathode exhaust gas from the fuel cell are detected, and the differential pressure is detected. The storage container filling gas supply line and the storage container in the gas discharge line is obtained a differential pressure control device for adjusting the flow rate adjusting valve provided respectively.

【0011】また、前記排ガス供給ラインに設けられた
ブロワの出側の圧力と、前記循環ラインのカソード入側
の圧力を検出し、ブロワの出側の圧力がカソード入側の
圧力より高くなるようブロワを制御するブロワ制御装置
が設けられている。
The pressure on the outlet side of the blower provided in the exhaust gas supply line and the pressure on the cathode inlet side of the circulation line are detected so that the pressure on the outlet side of the blower becomes higher than the pressure on the cathode inlet side. A blower control device for controlling the blower is provided.

【0012】また、前記排ガス供給ラインのブロワの出
側と入側との間にバイパスラインが設けられている。
Also, a bypass line is provided between the outlet side and the inlet side of the blower of the exhaust gas supply line.

【0013】[0013]

【作用】格納容器には格納容器充填ガス供給ラインから
流量調整弁を介して燃焼排ガスの一部が供給され、格納
容器内ガス排出ラインから流量調整弁を介して排出され
る。差圧調整装置は格納容器内の圧力とカソード排ガス
の圧力とを検出し、その差圧が所定の値となるよう格納
容器充填ガス供給ラインと格納容器内ガス排出ラインの
流量調整弁を調整する。差圧は格納容器の圧力がカソー
ド排ガスの圧力より大きくなるようにし、カソードから
カソードガスが格納容器内へ洩れ出すのを防止する。
A part of the combustion exhaust gas is supplied to the containment vessel from the containment vessel filling gas supply line via the flow rate adjusting valve, and is discharged from the containment vessel gas discharge line via the flow rate adjusting valve. The differential pressure adjusting device detects the pressure in the containment vessel and the pressure of the cathode exhaust gas, and adjusts the flow rate adjusting valve of the containment vessel filling gas supply line and the containment vessel gas discharge line so that the differential pressure becomes a predetermined value. . The differential pressure causes the pressure in the containment vessel to be greater than the pressure in the cathode exhaust gas, and prevents cathode gas from leaking into the containment vessel.

【0014】ブロワ制御装置により排ガス供給ラインに
設けられたブロワの出側圧力を循環ラインのカソード入
側の圧力より高くなるようブロワを制御するので、格納
容器充填ガス供給ラインから格納容器へ供給される燃焼
排ガスの圧力はアノードガスの圧力より高くなり、格納
容器への燃焼排ガスの供給が可能となる。
The blower control device controls the blower so that the outlet side pressure of the blower provided in the exhaust gas supply line is higher than the cathode inlet side pressure of the circulation line, so that it is supplied from the containment vessel filling gas supply line to the containment vessel. The pressure of the combustion exhaust gas becomes higher than the pressure of the anode gas, and the combustion exhaust gas can be supplied to the containment vessel.

【0015】排ガス供給ラインのブロワの出側と入側の
間にバイパスラインを設けることにより、ブロワ出側の
燃焼排ガスの流量を調整することができる。
By providing a bypass line between the outlet side and the inlet side of the blower of the exhaust gas supply line, the flow rate of the combustion exhaust gas on the outlet side of the blower can be adjusted.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明による燃料電池発電装置の全体構成
図である。本図において図2と同一のものは同一符号で
表す。燃料電池発電設備は、水蒸気を含む燃料ガス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2と酸素を含むカソードガス3とから発電す
る燃料電池20とを備え、燃料電池20から排出される
アノード排ガス4は、排出ライン12により改質器10
の燃焼室Coに供給され、カソード排ガス7の一部と共
に燃焼し、その燃焼排ガス5が排ガス供給ライン13と
循環ライン21を経て燃料電池20のカソード側Cに供
給される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell power generator according to the present invention. In this figure, the same parts as those in FIG. 2 are represented by the same reference numerals. The fuel cell power generation facility includes a reformer 10 for reforming a fuel gas 1 containing water vapor into an anode gas 2 containing hydrogen, and a fuel cell 20 generating electricity from the anode gas 2 and a cathode gas 3 containing oxygen. The anode exhaust gas 4 discharged from the fuel cell 20 is supplied to the reformer 10 through the discharge line 12.
Of the cathode exhaust gas 7 and burned together with the cathode exhaust gas 7, and the combustion exhaust gas 5 is supplied to the cathode side C of the fuel cell 20 through the exhaust gas supply line 13 and the circulation line 21.

【0017】図1において燃料ガス1は燃料加熱器11
において加熱された後、改質器10に供給される。改質
10は燃料電池20を出たアノード排ガス4とカソード
排ガス7とを燃焼する燃焼室Coと、燃焼室Coからの
伝熱により燃料ガス1を改質する改質室Reとからな
る。改質室Reは内部に改質用触媒が充填され、燃焼室
Coで発生した高温の燃焼ガスによって加熱され、燃料
ガス1を水素を含む高温のアノードガス2に改質し、燃
料加熱器11において冷却して燃料電池20に供給す
る。一方放熱により温度の下がった燃焼排ガス5は排ガ
ス供給ライン13を通り循環ライン21に入るが、排ガ
ス供給ライン13内では空気予熱器32で冷却され、凝
縮器33および気水分離器34により水分が除去され、
低温ブロワ35により加圧され、空気6と混合し、空気
予熱器32により加熱され、循環ライン21に入る。低
温ブロワ35の出側と凝縮器33の入側に間には流量調
整弁36を有するバイパスライン37が設けられ、低温
ブロワ35の吐出量が調整される。
In FIG. 1, the fuel gas 1 is a fuel heater 11
After being heated at 1, it is supplied to the reformer 10. The reforming 10 includes a combustion chamber Co that burns the anode exhaust gas 4 and the cathode exhaust gas 7 that have exited the fuel cell 20, and a reforming chamber Re that reforms the fuel gas 1 by heat transfer from the combustion chamber Co. The reforming chamber Re is filled with a reforming catalyst and is heated by the high temperature combustion gas generated in the combustion chamber Co to reform the fuel gas 1 into the high temperature anode gas 2 containing hydrogen, and the fuel heater 11 And is supplied to the fuel cell 20 after cooling. On the other hand, the combustion exhaust gas 5 whose temperature has decreased due to heat radiation enters the circulation line 21 through the exhaust gas supply line 13, but is cooled in the exhaust gas supply line 13 by the air preheater 32, and the moisture is removed by the condenser 33 and the steam separator 34. Removed,
It is pressurized by the low temperature blower 35, mixed with the air 6, heated by the air preheater 32, and enters the circulation line 21. A bypass line 37 having a flow rate adjusting valve 36 is provided between the outlet side of the low temperature blower 35 and the inlet side of the condenser 33, and the discharge amount of the low temperature blower 35 is adjusted.

【0018】カソード排ガス7の一部はタービン圧縮機
40のタービンを駆動し、図示しない排熱回収蒸気発生
装置へ供給される。タービン圧縮機40で圧縮された空
気6は低温ブロア35の出口で燃焼排ガス5と合流す
る。タービン圧縮機40には電動ブロワ42を有するバ
ックアップライン41が設けられており、タービン圧縮
機40の容量が不足したときのバックアップに使用され
る。
A part of the cathode exhaust gas 7 drives the turbine of the turbine compressor 40 and is supplied to an exhaust heat recovery steam generator (not shown). The air 6 compressed by the turbine compressor 40 merges with the combustion exhaust gas 5 at the outlet of the low temperature blower 35. The turbine compressor 40 is provided with a backup line 41 having an electric blower 42 and is used for backup when the capacity of the turbine compressor 40 is insufficient.

【0019】燃料電池20は、アノードガス2が通過す
るアノード側Aと、カソードガス3が通過するカソード
側Cとからなり、アノードガス中の水素、一酸化炭素
と、カソードガス中の酸素、二酸化炭素とから化学反応
によって電気を発生する。
The fuel cell 20 comprises an anode side A through which the anode gas 2 passes and a cathode side C through which the cathode gas 3 passes, and hydrogen and carbon monoxide in the anode gas, oxygen in the cathode gas, and dioxide. Electricity is generated from carbon by a chemical reaction.

【0020】カソード排ガス7の一部は、空気予熱器3
2で加熱された燃焼排ガス5および空気6と混合し、カ
ソードガス3となり、循環ライン21によりカソードに
供給される。循環ライン21は、高温ブロワ23により
カソードガス3を循環する。
A part of the cathode exhaust gas 7 is the air preheater 3
It is mixed with the combustion exhaust gas 5 heated in 2 and the air 6 to become the cathode gas 3, which is supplied to the cathode through the circulation line 21. The circulation line 21 circulates the cathode gas 3 by a high temperature blower 23.

【0021】燃料電池20は格納容器22に格納されて
いる。低温ブロワ35出側でバイパスライン37の接続
位置と空気6が合流する位置との間より格納容器22ま
でを結ぶ格納容器充填ガス供給ライン51が設けられ、
燃焼排ガスの一部9を流量調整弁52を介して格納容器
22に供給する。格納容器22には流量調整弁54と三
方弁55を有する格納容器内ガス排出ライン53が設け
られ、三方弁55の一方は循環ライン21に接続し他方
は改質器10の燃焼室Coに接続している。
The fuel cell 20 is stored in a storage container 22. On the outlet side of the low temperature blower 35, a containment vessel filling gas supply line 51 is provided which connects the containment vessel 22 from the connection position of the bypass line 37 and the location where the air 6 joins,
A part 9 of the combustion exhaust gas is supplied to the storage container 22 via the flow rate adjusting valve 52. The containment vessel 22 is provided with a gas discharge line 53 in the containment vessel having a flow rate adjusting valve 54 and a three-way valve 55. One of the three-way valve 55 is connected to the circulation line 21 and the other is connected to the combustion chamber Co of the reformer 10. is doing.

【0022】格納容器22の圧力とカソード排ガス7の
圧力を検出してその差圧が所定の値になるよう流量調整
弁52,54を調整する差圧調整装置56が設けられて
いる。低温ブロワ35出側のバイパスライン37接続位
置と格納容器充填ガス供給ライン接続位置の間に設けら
れた圧力センサ38と、循環ライン21のカソード入側
に設けられた圧力センサ24との差圧を検出し、低温ブ
ロワの電動モータを制御するブロワ制御装置39が設け
られている。
A differential pressure adjusting device 56 is provided which detects the pressure of the storage container 22 and the pressure of the cathode exhaust gas 7 and adjusts the flow rate adjusting valves 52 and 54 so that the differential pressure becomes a predetermined value. The differential pressure between the pressure sensor 38 provided between the bypass line 37 connection position on the outlet side of the low temperature blower 35 and the storage container filling gas supply line connection position and the pressure sensor 24 provided on the cathode inlet side of the circulation line 21 is measured. A blower controller 39 is provided which detects and controls the electric motor of the low temperature blower.

【0023】上記のように構成された格納容器22まわ
り、および低温ブロワ35まわりの機器、ラインについ
てその動作を説明する。燃料電池発電装置を運転時、格
納容器22内には格納容器充填ガス供給ライン51より
燃焼排ガスの一部9が供給されている。差圧調整装置5
6は格納容器22の圧力がカソード排ガス7の圧力より
所定値以上高い場合は流量調整弁52を絞って燃焼排ガ
スの一部9の流量を少なくし、流量調整弁54を開いて
三方弁55より循環ライン21に格納容器22内のガス
を排出する。また格納容器22の圧力がカソード排ガス
7の圧力に対し、所定値以上高くない場合は、流量調整
弁54を閉じ、流量調整弁52を開いて所定値となるよ
う調整する。
The operation of the equipment and line around the storage container 22 and the low temperature blower 35 configured as described above will be described. During operation of the fuel cell power generator, a part 9 of the combustion exhaust gas is supplied into the storage container 22 from the storage container filling gas supply line 51. Differential pressure adjusting device 5
When the pressure of the containment vessel 22 is higher than the pressure of the cathode exhaust gas 7 by a predetermined value or more, the flow control valve 6 is throttled to reduce the flow rate of a part 9 of the combustion exhaust gas, the flow control valve 54 is opened and the three-way valve 55 is used. The gas in the storage container 22 is discharged to the circulation line 21. When the pressure in the storage container 22 is not higher than the pressure of the cathode exhaust gas 7 by a predetermined value or more, the flow rate adjusting valve 54 is closed and the flow rate adjusting valve 52 is opened to adjust to a predetermined value.

【0024】ブロワ制御装置39は低温ブロワ35の出
側圧力が循環ライン21のカソード入側の圧力より所定
値以上高くなるよう低温ブロワ35の電動モータを制御
し、格納容器22に燃焼排ガスの一部9が確実に供給さ
れるようにしている。
The blower control device 39 controls the electric motor of the low temperature blower 35 so that the outlet side pressure of the low temperature blower 35 becomes higher than the pressure on the cathode inlet side of the circulation line 21 by a predetermined value or more, and one of the combustion exhaust gas is stored in the storage container 22. The part 9 is surely supplied.

【0025】格納容器22に図示しない検知器が設けら
れており、格納容器22内の可燃性ガスを常に監視して
おり、水素ガス、一酸化炭素ガス、メタンガス等を検出
すると三方弁55を切り換えて格納容器22内のガスを
改質器10の燃焼室Coに導き、そこで燃焼させる。こ
れにより格納容器22内で可燃性ガスが燃焼するのを防
止することができる。
A detector (not shown) is provided in the containment vessel 22, and the combustible gas in the containment vessel 22 is constantly monitored. When hydrogen gas, carbon monoxide gas, methane gas, etc. are detected, the three-way valve 55 is switched. The gas in the storage container 22 is guided to the combustion chamber Co of the reformer 10 and burned there. This can prevent the flammable gas from burning in the storage container 22.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、差圧調整装置により格納容器の圧力とカソード排ガ
スの圧力を検出して、その差圧を調整するので格納容器
内圧力とカソード間の差圧を所定の値に制御することが
できる。またブロワ制御装置は低温ブロワの出側圧力が
カソード入側圧力より高くなるよう制御するので格納容
器内に燃焼排ガスを確実に供給することが可能となる。
また低温ブロワの出側と入側にバイパスラインを設けて
いるので格納容器への燃焼排ガスの流量を調整すること
が可能となっている。
As is apparent from the above description, the present invention detects the pressure of the containment vessel and the pressure of the cathode exhaust gas by the differential pressure adjusting device and adjusts the differential pressure. The pressure difference between them can be controlled to a predetermined value. Further, since the blower control device controls the outlet pressure of the low temperature blower to be higher than the cathode inlet pressure, it is possible to reliably supply the combustion exhaust gas into the storage container.
Also, since the bypass lines are provided on the outlet side and the inlet side of the low temperature blower, it is possible to adjust the flow rate of the combustion exhaust gas to the containment vessel.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による燃料電池発電装置の全体構成図で
ある。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a fuel cell power generator according to the present invention.

【図2】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional fuel cell power generator.

【図3】溶融炭酸塩型燃料電池の構成を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a molten carbonate fuel cell.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 燃料ガス 2 アノードガス 3 カソードガス 4 アノード排ガス 5 燃焼排ガス 6 空気 7 カソード排ガス 9 燃焼排ガスの一部 10 改質器 11 燃料加熱器 12 排出ライン 13 排ガス供給ライン 20 燃料電池 21 循環ライン 22 格納容器 23 高温ブロワ 24,38 圧力センサ 32 空気予熱器 33 凝縮器 34 気水分離器 35 低温ブロワ 36,52,54 流量調整弁 37 バイパスライン 39 ブロワ制御装置 40 タービン圧縮機 41 バックアップライン 42 電動ブロワ 51 格納容器充填ガス供給ライン 53 格納容器内ガス排出ライン 55 三方弁 56 差圧調整装置 Re 改質室 Co 燃焼室 A アノード側 C カソード側 PX 圧力センサ 1 Fuel Gas 2 Anode Gas 3 Cathode Gas 4 Anode Exhaust Gas 5 Combustion Exhaust Gas 6 Air 7 Cathode Exhaust Gas 9 Part of Combustion Exhaust Gas 10 Reformer 11 Fuel Heater 12 Exhaust Line 13 Exhaust Gas Supply Line 20 Fuel Cell 21 Circulation Line 22 Containment Vessel 23 High temperature blower 24,38 Pressure sensor 32 Air preheater 33 Condenser 34 Steam separator 35 Low temperature blower 36,52,54 Flow control valve 37 Bypass line 39 Blower control device 40 Turbine compressor 41 Backup line 42 Electric blower 51 Storage Container filling gas supply line 53 Containment container gas discharge line 55 Three-way valve 56 Differential pressure adjusting device Re Reforming chamber Co Combustion chamber A Anode side C Cathode side PX Pressure sensor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 酸素を含むカソードガスと水素を含むア
ノードガスとから発電する燃料電池と、燃料電池を格納
する格納容器と、燃料電池のアノード排ガスをカソード
排ガスの一部で燃焼しその熱で水蒸気を含む燃料ガスを
アノードガスに改質する改質器と、燃料電池のカソード
排ガスの一部をカソードに循環する循環ラインと、改質
器の燃焼排ガスを循環ラインに供給する排ガス供給ライ
ンとを備えた燃料電池発電装置において、 前記排ガス供給ラインの燃焼排ガスの一部を格納容器内
に供給する格納容器充填ガス供給ラインと、格納容器内
のガスを改質器または循環ラインに排出する格納容器内
ガス排出ラインと、格納容器内の圧力と燃料電池のカソ
ード排ガスの圧力とを検出し、その差圧を前記格納容器
充填ガス供給ラインと前記格納容器内ガス排出ラインに
それぞれ設けられた流量調整弁により調整する差圧調整
装置とを備えたことを特徴とする燃料電池発電装置。
1. A fuel cell for generating power from a cathode gas containing oxygen and an anode gas containing hydrogen, a containment vessel for storing the fuel cell, and the anode exhaust gas of the fuel cell is burned with a part of the cathode exhaust gas to generate heat. A reformer for reforming a fuel gas containing steam into an anode gas, a circulation line for circulating a part of the cathode exhaust gas of the fuel cell to the cathode, and an exhaust gas supply line for supplying the combustion exhaust gas of the reformer to the circulation line. In a fuel cell power generator comprising: a storage container filling gas supply line for supplying a part of the combustion exhaust gas of the exhaust gas supply line into the storage container; and a storage for discharging the gas in the storage container to a reformer or a circulation line. The gas discharge line in the container, the pressure in the containment container and the pressure of the cathode exhaust gas of the fuel cell are detected, and the differential pressure is detected in the containment container filling gas supply line and the containment. Fuel cell power plant is characterized in that a differential pressure control device for adjusting the flow control valve respectively provided vessel within the gas exhaust line.
【請求項2】 前記排ガス供給ラインに設けられたブロ
ワの出側の圧力と、前記循環ラインのカソード入側の圧
力を検出し、ブロワの出側の圧力がカソード入側の圧力
より高くなるようブロワを制御するブロワ制御装置が設
けられていることを特徴とする請求項1記載の燃料電池
発電装置。
2. The pressure on the outlet side of the blower provided in the exhaust gas supply line and the pressure on the cathode inlet side of the circulation line are detected so that the pressure on the outlet side of the blower becomes higher than the pressure on the cathode inlet side. The fuel cell power generator according to claim 1, further comprising a blower control device for controlling the blower.
【請求項3】 前記排ガス供給ラインのブロワの出側と
入側との間にバイパスラインが設けられていることを特
徴とする請求項2記載の燃料電池発電装置。
3. The fuel cell power generator according to claim 2, wherein a bypass line is provided between the outlet side and the inlet side of the blower of the exhaust gas supply line.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114335626A (en) * 2021-12-29 2022-04-12 山东国创燃料电池技术创新中心有限公司 Fuel cell hydrogen circulation system and hydrogen discharge and water discharge method

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