JPH08130026A - Fuel cell power generating plant - Google Patents

Fuel cell power generating plant

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JPH08130026A
JPH08130026A JP6266940A JP26694094A JPH08130026A JP H08130026 A JPH08130026 A JP H08130026A JP 6266940 A JP6266940 A JP 6266940A JP 26694094 A JP26694094 A JP 26694094A JP H08130026 A JPH08130026 A JP H08130026A
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fuel
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oxidant
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Abstract

PURPOSE: To enhance the reliability and operation efficiency of a plant by preventing the generation of excess current deviation even when adequate balance is broken. CONSTITUTION: One string 2 is formed by connecting (n) pieces of fuel cell main bodies 1 in series. A fuel cell main body group is formed by connecting (m) lines of strings in parallel. A string current detector 41 is individually connected to each string 2. A fuel supply individual header 18, an oxidizing agent supply individual header 28, and a temperature control water supply individual header 36 are installed at one end of the fuel cell main body 1. A fuel supply individual damper 42, an oxidizing agent supply individual damper 43, and a temperature control water supply individual damper 44 are installed in each of headers 18, 28, 36 of one fuel cell main body 1 of the string 2. A fuel exhaust individual header 19, an oxidizing agent exhaust individual header 29, and a temperature control water exhaust individual header 37 are installed at the other end of each fuel cell main body 1.

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、電気的に直列または並
列接続された複数の燃料電池本体を備えた燃料電池発電
プラントに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power plant having a plurality of fuel cell bodies electrically connected in series or in parallel.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、燃料電池発電プラントでは、一
台の燃料電池本体の出力に制限がある。そのため、発電
出力を増大させる場合には、複数の燃料電池本体を組み
込むことが必要である。ただし、直列接続だけでは電池
運転電圧が高くなり、直交変換装置などの定格電圧が高
くなるため、直列接続と並列接続を組み合わせることが
一般的である。
2. Description of the Related Art Generally, in a fuel cell power plant, the output of one fuel cell main body is limited. Therefore, when increasing the power generation output, it is necessary to incorporate a plurality of fuel cell main bodies. However, since the battery operating voltage becomes high and the rated voltage of the orthogonal transformation device becomes high only by the series connection, it is common to combine the series connection and the parallel connection.

【0003】このような燃料電池発電プラントでは、各
燃料電池本体の燃料極・酸化剤極に対して燃料・酸化剤
を供給するシステムを備えるとともに、各燃料電池本体
に対して温度調節水を供給するシステムを備えている。
これらのシステムにおいては、プラント全体としての出
力に応じて、各燃料電池本体に対する燃料・酸化剤・温
度調節水の供給量が調節されるが、供給される燃料・酸
化剤・温度調節用水が各燃料電池本体に対して均等に分
配されるように設計されている。
In such a fuel cell power plant, a system for supplying fuel / oxidant to the fuel electrode / oxidant electrode of each fuel cell main body is provided, and temperature control water is supplied to each fuel cell main body. It has a system to
In these systems, the amount of fuel, oxidant, and temperature control water supplied to each fuel cell body is adjusted according to the output of the entire plant. It is designed to be evenly distributed over the fuel cell body.

【0004】図3は、従来の燃料電池発電プラントの一
例を示す構成図である。この図3に示すように、n個の
燃料電池本体1が電気的に直列接続されて、1つのスト
リング(直列接続電池群)2を構成している。このよう
に構成されたm列のストリング2が、電気的に並列接続
され、直交変換装置などからなる電気システム3と電気
的に並列接続されており、この電気システム3から負荷
電流を取り出すようになっている。そして、電気システ
ム3には、この電気システム3からの負荷電流を計測す
る全電流検出器4が電気的に直列接続されている。な
お、各ストリング2の各燃料電池本体1には、燃料電池
本体1の電圧を検出する電圧検出器5が個別に接続され
ている。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional fuel cell power plant. As shown in FIG. 3, n fuel cell main bodies 1 are electrically connected in series to form one string (series-connected cell group) 2. The m columns of strings 2 configured in this manner are electrically connected in parallel, and are electrically connected in parallel with an electrical system 3 including an orthogonal transformation device, and a load current is extracted from the electrical system 3. Has become. The electric system 3 is electrically connected in series with a total current detector 4 that measures a load current from the electric system 3. A voltage detector 5 for detecting the voltage of the fuel cell body 1 is individually connected to each fuel cell body 1 of each string 2.

【0005】また、図中の10と20は、水素などの燃
料と空気などの酸化剤を各燃料電池本体1のアノード
(燃料極)とカソード(酸化剤極)に供給するための燃
料供給システムと酸化剤供給システムである。そしてま
た、図中の30は、燃料電池本体1の温度を調節するた
めの温度調節水を各燃料電池本体1に供給するための温
度調節水供給システムである。以下には、これらのシス
テム10,20,30の詳細について説明する。
Reference numerals 10 and 20 in the figure denote a fuel supply system for supplying a fuel such as hydrogen and an oxidant such as air to the anode (fuel electrode) and cathode (oxidant electrode) of each fuel cell body 1. And the oxidant supply system. Reference numeral 30 in the figure denotes a temperature-controlled water supply system for supplying temperature-controlled water for adjusting the temperature of the fuel cell main body 1 to each fuel cell main body 1. The details of these systems 10, 20, 30 will be described below.

【0006】まず、燃料供給システム10は、水素など
の燃料を処理し、各燃料電池本体1のアノードに供給す
るための燃料処理部11を備えている。この燃料処理部
11には、燃料供給共通配管12が接続されている。そ
して、この燃料供給共通配管12には、燃料処理部11
からの燃料の供給流量を調節する手段として、燃料流量
制御弁13と燃料流量計14が設けられている。
First, the fuel supply system 10 includes a fuel processing section 11 for processing a fuel such as hydrogen and supplying it to the anode of each fuel cell body 1. A fuel supply common pipe 12 is connected to the fuel processing unit 11. Further, the fuel processing unit 11 is connected to the fuel supply common pipe 12.
A fuel flow rate control valve 13 and a fuel flow meter 14 are provided as means for adjusting the supply flow rate of fuel from the.

【0007】一方、各ストリング2の一端には、燃料供
給ヘッダ15が個別に設けられており、各燃料供給ヘッ
ダ15は燃料供給共通配管12にそれぞれ接続されてい
る。また、各ストリング2の他端には燃料排出ヘッダ1
6が個別に設けられており、各燃料排出ヘッダ16は燃
料排出共通配管17にそれぞれ接続されている。
On the other hand, a fuel supply header 15 is individually provided at one end of each string 2, and each fuel supply header 15 is connected to a common fuel supply pipe 12. Further, the fuel discharge header 1 is provided at the other end of each string 2.
6 are provided individually, and each fuel discharge header 16 is connected to a fuel discharge common pipe 17, respectively.

【0008】このようにして、燃料処理部11からの燃
料が燃料供給共通配管12および燃料供給ヘッダ15を
介して各ストリング2の燃料電池本体1のアノードに供
給された後、使用済みの燃料が燃料排出ヘッダ16およ
び燃料排出共通配管17を介して外部に排出される、と
いう流れを有する一連の燃料供給システム10が構成さ
れている。
In this way, after the fuel from the fuel processing section 11 is supplied to the anode of the fuel cell body 1 of each string 2 through the fuel supply common pipe 12 and the fuel supply header 15, the spent fuel is removed. A series of fuel supply systems 10 having a flow of being discharged to the outside via the fuel discharge header 16 and the fuel discharge common pipe 17 are configured.

【0009】次に、酸化剤供給システム20は、空気な
どの酸化剤を処理し、処理した酸化剤を各燃料電池本体
1のカソードに供給するための酸化剤処理部21を備え
ている。この酸化剤処理部21には、酸化剤供給共通配
管22が接続されている。そして、この酸化剤供給共通
配管22には、酸化剤処理部21からの酸化剤の供給流
量を調節する手段として、酸化剤流量制御弁23と酸化
剤流量計24が設けられている。
Next, the oxidant supply system 20 includes an oxidant processing section 21 for processing an oxidant such as air and supplying the processed oxidant to the cathode of each fuel cell body 1. An oxidant supply common pipe 22 is connected to the oxidant processing unit 21. The oxidant supply common pipe 22 is provided with an oxidant flow rate control valve 23 and an oxidant flow meter 24 as means for adjusting the supply flow rate of the oxidant from the oxidant processing section 21.

【0010】一方、各ストリング2の一端には酸化剤供
給ヘッダ25が個別に設けられており、各酸化剤供給ヘ
ッダ25は酸化剤供給共通配管22にそれぞれ接続され
ている。また、各ストリング2の他端には、酸化剤排出
ヘッダ26が個別に設けられており、各酸化剤排出ヘッ
ダ26は酸化剤排出共通配管27にそれぞれ接続されて
いる。
On the other hand, an oxidant supply header 25 is individually provided at one end of each string 2, and each oxidant supply header 25 is connected to an oxidant supply common pipe 22. Further, an oxidant discharge header 26 is individually provided at the other end of each string 2, and each oxidant discharge header 26 is connected to an oxidant discharge common pipe 27.

【0011】このようにして、酸化剤処理部21からの
酸化剤が酸化剤供給共通配管22および酸化剤供給ヘッ
ダ25を介して各ストリング2の燃料電池本体1のカソ
ードに供給された後、使用済みの酸化剤が酸化剤排出ヘ
ッダ26および酸化剤排出共通配管27を介して外部に
排出される、という流れを有する一連の酸化剤供給シス
テム20が構成されている。
In this way, after the oxidant from the oxidant treatment section 21 is supplied to the cathode of the fuel cell main body 1 of each string 2 through the oxidant supply common pipe 22 and the oxidant supply header 25, it is used. A series of oxidant supply system 20 having a flow in which the spent oxidant is discharged to the outside through the oxidant discharge header 26 and the oxidant discharge common pipe 27 is configured.

【0012】さらに、温度調節水供給システム30は、
各燃料電池本体1の温度を調節するための温度調節水を
処理(熱交換処理や高純度化処理)し、処理した温度調
節水を各燃料電池本体1に設けられた温度調節水流路
(図示せず)に対して供給するための温度調節水処理部
31を備えている。この温度調節水処理部31には、温
度調節水供給共通配管32が接続されている。
Further, the temperature controlled water supply system 30 is
The temperature-controlled water for adjusting the temperature of each fuel cell body 1 is processed (heat exchange processing or high-purification processing), and the processed temperature-controlled water flow path is provided in each fuel cell body 1 (Fig. The temperature-controlled water treatment unit 31 is provided for supplying the temperature-adjusted water to (not shown). A temperature control water supply common pipe 32 is connected to the temperature control water treatment unit 31.

【0013】一方、各ストリング2の温度調節水流路の
一端には温度調節水供給ヘッダ33が個別に設けられて
おり、各温度調節水供給ヘッダ33は温度調節水供給共
通配管32にそれぞれ接続されている。また、各ストリ
ング2の温度調節水流路の他端には、温度調節水排出ヘ
ッダ34が個別に設けられており、各温度調節水排出ヘ
ッダ34は温度調節水回収共通配管35にそれぞれ接続
されている。さらに、温度調節水回収共通配管35は、
温度調節水供給部31に接続され、流入した温度調節水
を温度調節水処理部31に戻すように構成されている。
On the other hand, a temperature control water supply header 33 is individually provided at one end of the temperature control water flow path of each string 2, and each temperature control water supply header 33 is connected to a temperature control water supply common pipe 32, respectively. ing. Further, a temperature control water discharge header 34 is individually provided at the other end of the temperature control water flow passage of each string 2, and each temperature control water discharge header 34 is connected to a temperature control water recovery common pipe 35, respectively. There is. Furthermore, the temperature control water recovery common pipe 35 is
It is connected to the temperature-controlled water supply unit 31 and is configured to return the inflowing temperature-controlled water to the temperature-controlled water processing unit 31.

【0014】このようにして、温度調節水処理部31か
らの温度調節水が温度調節水供給共通配管32および温
度調節水供給ヘッダ33を介して各ストリング2の燃料
電池本体1の温度調節水流路に供給された後、使用済み
の温度調節水が温度調節水排出ヘッダ34および温度調
節水回収配管35を介して温度調節水処理部31に戻さ
れる、という流れを有する一連の温度調節水供給システ
ム30が構成されている。
In this way, the temperature-controlled water from the temperature-controlled water treatment section 31 passes through the temperature-controlled water supply common pipe 32 and the temperature-controlled water supply header 33, and the temperature-controlled water flow path of the fuel cell main body 1 of each string 2 is passed. After being supplied to the temperature controlled water, the used temperature controlled water is returned to the temperature controlled water treatment unit 31 via the temperature controlled water discharge header 34 and the temperature controlled water recovery pipe 35. 30 are configured.

【0015】図4は、各ストリング2の各燃料電池本体
1における燃料・酸化剤・温度調節水の供給・排出部の
詳細を示した構成図である。この図4に示すように、各
燃料電池本体1の一端には、燃料供給個別ヘッダ18、
酸化剤供給個別ヘッダ28、および温度調節水供給個別
ヘッダ36が設けられており、燃料供給ヘッダ15、酸
化剤供給ヘッダ25、および温度調節水供給ヘッダ33
にそれぞれ接続されている。また、各燃料電池本体1の
他端には、燃料排出個別ヘッダ19、酸化剤排出個別ヘ
ッダ29、および温度調節水排出個別ヘッダ37が設け
られており、燃料排出ヘッダ16、酸化剤排出ヘッダ2
6、および温度調節水排出ヘッダ34にそれぞれ接続さ
れている。なお、この図4においては、図面の簡略化の
観点から、電圧検出器5は図示していない。
FIG. 4 is a configuration diagram showing details of the fuel / oxidizer / temperature control water supply / discharge section in each fuel cell main body 1 of each string 2. As shown in FIG. 4, one end of each fuel cell body 1 has a fuel supply individual header 18,
An oxidant supply individual header 28 and a temperature control water supply individual header 36 are provided, and the fuel supply header 15, the oxidant supply header 25, and the temperature control water supply header 33 are provided.
Respectively connected to. Further, a fuel discharge individual header 19, an oxidant discharge individual header 29, and a temperature control water discharge individual header 37 are provided at the other end of each fuel cell body 1, and the fuel discharge header 16 and the oxidant discharge header 2 are provided.
6 and the temperature control water discharge header 34, respectively. It should be noted that the voltage detector 5 is not shown in FIG. 4 from the viewpoint of simplification of the drawing.

【0016】そして、以上のように、各燃料電池本体1
における燃料・酸化剤・温度調節水の供給・排出用とし
て設けられた供給個別ヘッダ18,28,36および排
出個別ヘッダ19,29,37により、燃料・酸化剤・
温度調節水は、各燃料電池本体1に対して、次のように
供給・排出されるようになっている。
As described above, each fuel cell body 1
Of the fuel / oxidizer / temperature control water by the supply individual headers 18, 28, 36 and the discharge individual headers 19, 29, 37 in FIG.
The temperature-controlled water is supplied to and discharged from each fuel cell body 1 as follows.

【0017】まず、燃料は、燃料供給ヘッダ15から各
燃料供給個別ヘッダ18を介して各燃料電池本体1のア
ノードに対して個別に供給される。この場合、燃料は、
各燃料電池本体1のアノードに対して均等に分配され
る。そして、各燃料電池本体1のアノードで消費されな
かった残りの燃料は、各燃料排出個別ヘッダ19から排
出され、燃料排出ヘッダ16において合流する。
First, fuel is individually supplied from the fuel supply header 15 to the anode of each fuel cell main body 1 via each fuel supply individual header 18. In this case, the fuel is
It is evenly distributed to the anode of each fuel cell body 1. Then, the remaining fuel not consumed by the anode of each fuel cell body 1 is discharged from each fuel discharge individual header 19 and merges in the fuel discharge header 16.

【0018】また、酸化剤は、酸化剤供給ヘッダ25か
ら各酸化剤供給個別ヘッダ28を介して各燃料電池本体
1のカソードに対して個別に供給される。この場合、酸
化剤は、各燃料電池本体1のカソードに対して均等に分
配される。そして、各燃料電池本体1のカソードで消費
されなかった残りの酸化剤は、各酸化剤排出個別ヘッダ
29から排出され、酸化剤排出ヘッダ26において合流
する。
Further, the oxidant is individually supplied from the oxidant supply header 25 to the cathode of each fuel cell main body 1 via each oxidant supply individual header 28. In this case, the oxidant is evenly distributed to the cathode of each fuel cell body 1. Then, the remaining oxidant that has not been consumed by the cathode of each fuel cell main body 1 is discharged from each oxidant discharge individual header 29 and joins at the oxidant discharge header 26.

【0019】さらに、温度調節水は、温度調節水供給ヘ
ッダ33から各温度調節水供給個別ヘッダ36を介して
各燃料電池本体1の温度調節水流路に対して個別に供給
される。この場合、温度調節水は、各燃料電池本体1の
温度調節水流路に対して均等に分配される。そして、各
燃料電池本体1の温度調節水流路で使用された温度調節
水は、各温度調節水排出個別ヘッダ37から排出され、
温度調節水排出ヘッダ34において合流する。
Further, the temperature control water is individually supplied from the temperature control water supply header 33 to the temperature control water flow passage of each fuel cell main body 1 via each temperature control water supply individual header 36. In this case, the temperature control water is evenly distributed to the temperature control water flow paths of each fuel cell body 1. Then, the temperature control water used in the temperature control water flow path of each fuel cell main body 1 is discharged from each temperature control water discharge individual header 37,
The temperature control water discharge header 34 merges.

【0020】ところで、以上のような構成を有する図
3、4の燃料電池発電プラントにおいて、運転時には、
燃料供給システム10および酸化剤供給システム20に
よって、各ストリング2の燃料電池本体1に燃料と酸化
剤がそれぞれ供給されるが、この場合、燃料と酸化剤の
供給量は、次のようにして制御されている。
By the way, in the fuel cell power plant of FIGS.
The fuel supply system 10 and the oxidant supply system 20 respectively supply the fuel and the oxidant to the fuel cell main body 1 of each string 2. In this case, the supply amounts of the fuel and the oxidant are controlled as follows. Has been done.

【0021】まず、運転時には、燃料処理部11と酸化
剤処理部21から燃料供給共通配管12と酸化剤供給共
通配管22に対して燃料と酸化剤がそれぞれ供給され
る。この場合、これらの共通配管12,22に供給され
る燃料と酸化剤の供給流量は、燃料流量制御弁13と燃
料流量計14、および酸化剤流量制御弁23と酸化剤流
量計24によってそれぞれ調節される。さらに、このよ
うな燃料と酸化剤の供給流量調節は、全電流検出器4の
信号に基づいて行われる。
First, during operation, fuel and oxidant are supplied from the fuel processing unit 11 and the oxidant processing unit 21 to the fuel supply common pipe 12 and the oxidant supply common pipe 22, respectively. In this case, the supply flow rates of the fuel and the oxidant supplied to the common pipes 12 and 22 are adjusted by the fuel flow control valve 13 and the fuel flow meter 14, and the oxidant flow control valve 23 and the oxidant flow meter 24, respectively. To be done. Furthermore, such fuel and oxidant supply flow rate adjustment is performed based on the signal of the total current detector 4.

【0022】次に、このように、燃料流量制御弁13と
燃料流量計14によって調節された燃料と、酸化剤流量
制御弁23と酸化剤流量計24によって調節された酸化
剤は、燃料供給共通配管12と酸化剤供給共通配管22
を介して各ストリング2の燃料供給ヘッダ15と酸化剤
供給ヘッダ25に対して均等に分配される。さらに、各
ストリング2に供給された燃料と酸化剤は、各ストリン
グ2内で各燃料電池本体1に均等に分配される。そし
て、以上のような一連の動作により、各燃料電池本体1
に対して必要な量の燃料・酸化剤がそれぞれ供給され、
燃料・酸化剤利用率とも適切な範囲に維持される。
Next, the fuel adjusted by the fuel flow control valve 13 and the fuel flow meter 14 and the oxidant adjusted by the oxidant flow control valve 23 and the oxidant flow meter 24 are commonly supplied to the fuel supply. Piping 12 and oxidizer supply common piping 22
Are evenly distributed to the fuel supply header 15 and the oxidant supply header 25 of each string 2 via the. Further, the fuel and the oxidant supplied to each string 2 are evenly distributed to each fuel cell body 1 in each string 2. Then, by the series of operations described above, each fuel cell main body 1
The required amount of fuel and oxidant are supplied to
Both the fuel and oxidizer utilization rates are maintained within appropriate ranges.

【0023】なお、各燃料電池本体1において発電に寄
与した後の燃料と酸化剤は、各ストリング2の燃料排出
ヘッダ16と酸化剤排出ヘッダ26を介してそれぞれ集
められ、燃料排出共通配管17と酸化剤排出共通配管2
7によって外部にそれぞれ排出される。
The fuel and the oxidant after contributing to power generation in each fuel cell body 1 are collected via the fuel discharge header 16 and the oxidant discharge header 26 of each string 2 and the fuel discharge common pipe 17 is formed. Common piping for discharging oxidant 2
7 are discharged to the outside.

【0024】[0024]

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な従来の燃料電池発電プラントにおいては、前述したよ
うな、全電流検出器4の信号に基づく燃料流量制御弁1
3と燃料流量計14、および酸化剤流量制御弁23と酸
化剤流量計24の最低限の操作により、各燃料電池本体
1の燃料・酸化剤利用率を適正な範囲に維持することが
可能である。
In the conventional fuel cell power generation plant as described above, the fuel flow control valve 1 based on the signal from the total current detector 4 as described above is used.
3 and the fuel flow meter 14, and the oxidant flow control valve 23 and the oxidant flow meter 24 can be operated at a minimum level to maintain the fuel / oxidant utilization rate of each fuel cell main body 1 within an appropriate range. is there.

【0025】しかしながら、このように、燃料・酸化剤
利用率を適正な範囲に維持するためには、各燃料電池本
体1の特性に大きな差異がなく、個別ストリング電流、
個別電池電圧が等しいことが前提条件であり、実際に
は、燃料電池本体1の特性変化は一様ではない。すなわ
ち、実際には、長期間の発電の後には無視できない特性
変化が生じる場合がある。この特性変化は図3の燃料電
池発電プラントにおいては、ストリング間電流偏差とい
う形となって現れる。これに対して、各燃料電池本体1
には常に均一の燃料・酸化剤を供給しているため、スト
リング間電流偏差が過度に生じた場合には、ストリング
電流が大きいストリング2に含まれる燃料電池本体1で
は、燃料・酸化剤の欠乏現象が起こり、燃料電池本体1
の損傷が生じてしまう可能性がある。また、ストリング
電流が小さいストリング2に含まれる燃料電池本体1で
は、逆に、燃料・酸化剤の利用率が低下してしまい、プ
ラント全体としての運転効率が低下してしまうことにな
る。
However, as described above, in order to maintain the fuel / oxidant utilization ratio within an appropriate range, there is no great difference in the characteristics of the fuel cell bodies 1, and the individual string currents,
The precondition is that the individual cell voltages are equal, and in reality, the characteristic changes of the fuel cell body 1 are not uniform. That is, in reality, a characteristic change that cannot be ignored may occur after long-term power generation. This characteristic change appears in the form of current deviation between strings in the fuel cell power plant of FIG. On the other hand, each fuel cell body 1
Since a uniform fuel / oxidizer is always supplied to the fuel cell, if the current deviation between strings is excessive, the fuel cell body 1 included in the string 2 having a large string current lacks fuel / oxidizer. A phenomenon occurs and the fuel cell body 1
Damage may occur. Further, in the fuel cell main body 1 included in the string 2 having a small string current, conversely, the utilization rate of the fuel and the oxidant decreases, and the operation efficiency of the entire plant decreases.

【0026】一方、ある長期間運転の後に、燃料電池本
体の入れ替え工事を行う場合がある。この場合には、以
上のような電流偏差が過度に生じないように、各燃料電
池本体の特性を詳細に分析し、バランスを厳密に合わせ
るための最適配置を考え、配置変更工事を行う必要があ
り、そのために、長い工事期間と多大な費用を要すると
いう問題がある。
On the other hand, the fuel cell body may be replaced after a long period of operation. In this case, it is necessary to analyze the characteristics of each fuel cell body in detail and consider the optimal arrangement for strictly adjusting the balance so that the above-mentioned current deviation does not occur excessively, and perform the arrangement change work. Therefore, there is a problem that it requires a long construction period and a large cost.

【0027】本発明は、以上のような従来の問題点を解
決するために提案されたものであり、その目的は、適正
なバランス状態が崩れた場合においても、過度の電流偏
差が生じることを防止可能であり、さらに、バランスを
厳密に合わせるための燃料電池本体の配置変更などの必
要性を極力低減して、燃料電池本体の入れ替え工事の工
事期間と費用を極力低減可能な、信頼性および運転効率
の高い燃料電池発電プラントを提供することである。
The present invention has been proposed in order to solve the above conventional problems, and an object thereof is to prevent an excessive current deviation even when the proper balance state is lost. In addition, it is possible to prevent the need to change the layout of the fuel cell body to achieve a precise balance as much as possible, and to reduce the construction period and cost of replacement work of the fuel cell body as much as possible. It is to provide a fuel cell power plant with high operation efficiency.

【0028】より具体的に、請求項1〜3記載の発明の
目的は、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じ
た場合に、各ストリングに対する酸化剤供給量を適切に
調節することにより、過度なストリング間電流偏差の発
生を防止することである。請求項4〜6記載の発明の目
的は、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じた
場合に、各ストリングに対する燃料供給量を適切に調節
することにより、過度なストリング間電流偏差の発生を
防止することである。請求項7〜9記載の発明の目的
は、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じた場
合に、各ストリングに対する温度調節水供給量を適切に
調節することにより、過度なストリング間電流偏差の発
生を防止することである。
More specifically, an object of the inventions of claims 1 to 3 is to appropriately adjust the amount of the oxidant supply to each string when the characteristics of a specific fuel cell main body suddenly change. Is to prevent excessive current deviation between strings from occurring. It is an object of the inventions according to claims 4 to 6 to appropriately adjust the amount of fuel supplied to each string when a characteristic of a specific fuel cell main body changes abruptly so as to prevent an excessive inter-string current deviation. It is to prevent the occurrence. An object of the inventions of claims 7 to 9 is to provide an excessive string-to-string current by appropriately adjusting the amount of temperature-controlled water supplied to each string when the characteristics of a specific fuel cell main body suddenly change. It is to prevent the occurrence of deviation.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】本発明による燃料電池発
電プラントは、まず、燃料極と酸化剤極からなる燃料電
池本体が直列にn(n≧1)個接続されて直列接続電池
群(ストリング)が形成され、この直列接続電池群(ス
トリング)が電気的に並列に複数接続されてなる燃料電
池本体群を有する。そして、この燃料電池本体群の各燃
料電池本体の燃料極に燃料を供給する燃料供給手段と、
燃料電池本体群の各燃料電池本体の酸化剤極に酸化剤を
供給する酸化剤供給手段と、燃料電池本体群の各燃料電
池本体の温度調節水を供給する温度調節水供給手段とを
有する。すなわち、本発明の燃料電池発電プラントは、
以上のような基本的な構成を有する燃料電池発電プラン
トにおいて、酸化剤、燃料、または温度調節水の供給量
を調節するために、次のような電流検出手段と供給量調
節手段とを備えたことを特徴としている。
In a fuel cell power plant according to the present invention, first, n (n ≧ 1) fuel cell bodies each including a fuel electrode and an oxidizer electrode are connected in series to form a series-connected cell group (string). ) Is formed, and a plurality of series-connected cell groups (strings) are electrically connected in parallel to each other, and a fuel cell body group is formed. And fuel supply means for supplying fuel to the fuel electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group,
It has an oxidant supply means for supplying an oxidant to the oxidant electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group, and a temperature control water supply means for supplying temperature control water of each fuel cell body of the fuel cell body group. That is, the fuel cell power plant of the present invention,
In the fuel cell power plant having the basic configuration as described above, the following current detecting means and supply amount adjusting means are provided in order to adjust the supply amount of the oxidant, fuel, or temperature control water. It is characterized by that.

【0030】請求項1記載の燃料電池発電プラントは、
複数の電流検出手段と複数の酸化剤供給量調節手段とを
備えたことを特徴としている。このうち、電流検出手段
は、各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出する手
段である。また、酸化剤供給量調節手段は、各電流検出
手段によって得られた個別の電流検出値に基づき、各直
列接続電池群のp(n≧p≧1)個の燃料電池本体に対
する酸化剤供給量を各直列接続電池群毎に調節する手段
である。
The fuel cell power plant according to claim 1 is
It is characterized in that a plurality of current detecting means and a plurality of oxidant supply amount adjusting means are provided. Of these, the current detection means is means for individually detecting the current flowing in each series-connected battery group. Further, the oxidant supply amount adjusting means is based on the individual current detection value obtained by each current detecting means, and the oxidant supply amount to the p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell main bodies of each series-connected cell group. Is a means for adjusting each series connected battery group.

【0031】請求項2記載の燃料電池発電プラントは、
請求項1記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
酸化剤供給量調節手段が次のように構成されたことを特
徴としている。すなわち、請求項2記載の燃料電池発電
プラントにおいては、電流検出手段によって得られた個
別の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越
えた場合に、電流の大きい直列接続電池群の酸化剤供給
量調節手段が、酸化剤供給量を増加方向に調節するよう
に構成される。
The fuel cell power plant according to claim 2 is:
In the fuel cell power plant according to claim 1, in particular,
It is characterized in that the oxidant supply amount adjusting means is configured as follows. That is, in the fuel cell power generation plant according to claim 2, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The oxidant supply amount adjusting means is configured to adjust the oxidant supply amount in an increasing direction.

【0032】請求項3記載の燃料電池発電プラントは、
請求項1記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
酸化剤供給量調節手段が次のように構成されたことを特
徴としている。すなわち、請求項3記載の燃料電池発電
プラントにおいては、電流検出手段によって得られた個
別の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越
えた場合に、電流の小さい直列接続電池群の酸化剤供給
量調節手段が、酸化剤供給量を減少方向に調節するよう
に構成される。
The fuel cell power plant according to claim 3 is
In the fuel cell power plant according to claim 1, in particular,
It is characterized in that the oxidant supply amount adjusting means is configured as follows. That is, in the fuel cell power generation plant according to claim 3, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The oxidant supply amount adjusting means is configured to adjust the oxidant supply amount in a decreasing direction.

【0033】請求項4記載の燃料電池発電プラントは、
複数の電流検出手段と複数の燃料供給量調節手段とを備
えたことを特徴としている。このうち、電流検出手段
は、各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出する手
段である。また、燃料供給量調節手段は、各電流検出手
段によって得られた個別の電流検出値に基づき、各直列
接続電池群のp(n≧p≧1)個の燃料電池本体に対す
る燃料供給量を各直列接続電池群毎に調節する手段であ
る。
The fuel cell power plant according to claim 4 is
It is characterized in that a plurality of current detecting means and a plurality of fuel supply amount adjusting means are provided. Of these, the current detection means is means for individually detecting the current flowing in each series-connected battery group. Further, the fuel supply amount adjusting means determines the fuel supply amount for p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell main bodies of each series-connected cell group based on the individual current detection values obtained by the respective current detection means. It is a means for adjusting each series-connected battery group.

【0034】請求項5記載の燃料電池発電プラントは、
請求項4記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
燃料供給量調節手段が次のように構成されたことを特徴
としている。すなわち、請求項5記載の燃料電池発電プ
ラントにおいては、電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の大きい直列接続電池群の燃料供給量調
節手段が、燃料供給量を増加方向に調節するように構成
される。
The fuel cell power plant according to claim 5 is:
In the fuel cell power plant according to claim 4, in particular,
It is characterized in that the fuel supply amount adjusting means is configured as follows. That is, in the fuel cell power generation plant according to claim 5, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The fuel supply amount adjusting means is configured to adjust the fuel supply amount in the increasing direction.

【0035】請求項6記載の燃料電池発電プラントは、
請求項4記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
燃料供給量調節手段が次のように構成されたことを特徴
としている。すなわち、請求項6記載の燃料電池発電プ
ラントにおいては、電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の小さい直列接続電池群の燃料供給量調
節手段が、燃料供給量を減少方向に調節するように構成
される。
A fuel cell power plant according to claim 6 is
In the fuel cell power plant according to claim 4, in particular,
It is characterized in that the fuel supply amount adjusting means is configured as follows. That is, in the fuel cell power generation plant according to claim 6, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The fuel supply amount adjusting means is configured to adjust the fuel supply amount in the decreasing direction.

【0036】請求項7記載の燃料電池発電プラントは、
複数の電流検出手段と複数の温度調節水供給量調節手段
とを備えたことを特徴としている。このうち、電流検出
手段は、各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出す
る手段である。また、温度調節水供給量調節手段は、各
電流検出手段によって得られた個別の電流検出値に基づ
き、各直列接続電池群のp(n≧p≧1)個の燃料電池
本体に対する温度調節水供給量を各直列接続電池群毎に
調節する手段である。
The fuel cell power plant according to claim 7 is
It is characterized in that it is provided with a plurality of current detection means and a plurality of temperature control water supply amount control means. Of these, the current detection means is means for individually detecting the current flowing in each series-connected battery group. Further, the temperature control water supply amount control means is based on the individual current detection values obtained by the respective current detection means, and the temperature control water for the p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell main bodies of each series-connected battery group. It is a means for adjusting the supply amount for each series-connected battery group.

【0037】請求項8記載の燃料電池発電プラントは、
請求項7記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
温度調節水供給量調節手段が次のように構成されたこと
を特徴としている。すなわち、請求項8記載の燃料電池
発電プラントにおいては、電流検出手段によって得られ
た個別の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲
を越えた場合に、電流の大きい直列接続電池群の温度調
節水供給量調節手段が、温度調節水供給量を減少方向に
調節するように構成される。
The fuel cell power plant according to claim 8 is
In the fuel cell power plant according to claim 7, in particular,
It is characterized in that the temperature control water supply amount control means is configured as follows. That is, in the fuel cell power plant according to claim 8, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The temperature control water supply amount adjusting means is configured to adjust the temperature control water supply amount in a decreasing direction.

【0038】請求項9記載の燃料電池発電プラントは、
請求項7記載の燃料電池発電プラントにおいて、特に、
温度調節水供給量調節手段が次のように構成されたこと
を特徴としている。すなわち、請求項9記載の燃料電池
発電プラントにおいては、電流検出手段によって得られ
た個別の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲
を越えた場合に、電流の小さい直列接続電池群の前記温
度調節水供給量調節手段が、温度調節水供給量を増加方
向に調節するように構成される。
A fuel cell power plant according to claim 9 is
In the fuel cell power plant according to claim 7, in particular,
It is characterized in that the temperature control water supply amount control means is configured as follows. That is, in the fuel cell power generation plant according to claim 9, when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The temperature control water supply amount adjusting means is configured to adjust the temperature control water supply amount in an increasing direction.

【0039】[0039]

【作用】以上のような構成を有する本発明の燃料電池発
電プラントの作用は次の通りである。すなわち、燃料電
池発電プラントのバランスが適正状態から逸脱し、スト
リング間電流偏差が生じた場合には、電流の大きいスト
リングに含まれる燃料電池本体の燃料・酸化剤利用率が
制御の意図する値以上に上昇する。燃料・酸化剤利用率
が過度に上昇すると、燃料・酸化剤の欠乏現象を引き起
こし、燃料電池本体を損傷してしまうことになる。この
しきい値は特性の悪い燃料電池本体ほど低くなる。ま
た、ストリング電流が小さいストリングに含まれる燃料
電池本体では、逆に、燃料・酸化剤の利用率が低下して
しまい、プラント全体としての運転効率が低下してしま
うことになる。
The operation of the fuel cell power plant of the present invention having the above-mentioned structure is as follows. That is, when the balance of the fuel cell power plant deviates from the proper state and the current deviation between the strings occurs, the fuel / oxidant utilization rate of the fuel cell main body included in the string with a large current is equal to or greater than the control intended value. Rise to. If the fuel / oxidant utilization rate rises excessively, the fuel / oxidant deficiency phenomenon will occur, and the fuel cell body will be damaged. This threshold value becomes lower as the fuel cell body having poorer characteristics. On the contrary, in the fuel cell main body included in the string having a small string current, the utilization rate of the fuel and the oxidant is decreased, and the operation efficiency of the entire plant is decreased.

【0040】これに対して、まず、請求項1〜3記載の
発明においては、以上のようなアンバランス状態を防止
するために、酸化剤供給量調節手段によって燃料電池本
体に対する酸化剤供給量を調節することにより、ストリ
ングの電圧を調節してその電流を適切に調節することが
できる。特に、請求項2記載の発明においては、電流の
大きなストリング、すなわち、特性の急低下した燃料電
池本体を含むストリングの酸化剤供給量調節手段の一部
または全部を増加方向に調節することにより、ストリン
グの電圧を上昇させてその電流を減少させることができ
る。また、請求項3記載の発明においては、電流の小さ
なストリング、すなわち、特性の急低下した燃料電池本
体を含まない他のストリングに存在する酸化剤供給量調
節手段の一部または全部を減少方向に調節することによ
り、ストリングの電圧を低下させてその電流を増加させ
ることができる。なお、請求項1〜3記載の発明におけ
る以上のような調節は全て、酸化剤利用率の許容範囲内
で行う。
On the other hand, first, in the invention described in claims 1 to 3, in order to prevent the above-mentioned unbalanced state, the oxidant supply amount adjusting means adjusts the oxidant supply amount to the fuel cell main body. By adjusting, the voltage of the string can be adjusted to adjust its current appropriately. In particular, in the invention according to claim 2, by adjusting a part or all of the oxidant supply amount adjusting means of a string having a large current, that is, a string including a fuel cell main body having a sharply lowered characteristic, in an increasing direction, The voltage of the string can be increased and its current reduced. Further, in the third aspect of the invention, a part or all of the oxidant supply amount adjusting means existing in a string having a small current, that is, another string not including the fuel cell main body having a sharply deteriorated characteristic is reduced. By adjusting, the voltage of the string can be reduced and its current can be increased. In addition, all the above-mentioned adjustments in the inventions of claims 1 to 3 are performed within the allowable range of the oxidant utilization rate.

【0041】したがって、請求項1〜3記載の発明によ
れば、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じた
場合においても、酸化剤供給量調節手段によって酸化剤
供給量を調節することにより、過度なストリング間電流
偏差の発生を防止することができ、燃料電池発電プラン
トの信頼性を向上することができる。
Therefore, according to the first to third aspects of the present invention, the oxidant supply amount is adjusted by the oxidant supply amount adjusting means even when the characteristic of the specific fuel cell main body changes abruptly. As a result, it is possible to prevent an excessive current deviation between strings from occurring and improve the reliability of the fuel cell power plant.

【0042】次に、請求項4〜6記載の発明において
は、前述のようなアンバランス状態を防止するために、
燃料供給量調節手段によって燃料電池本体に対する燃料
供給量を調節することにより、ストリングの電圧を調節
してその電流を適切に調節することができる。特に、請
求項5記載の発明においては、電流の大きなストリン
グ、すなわち、特性の急低下した燃料電池本体を含むス
トリングの燃料供給量調節手段の一部または全部を増加
方向に調節することにより、ストリングの電圧を上昇さ
せてその電流を減少させることができる。また、請求項
6記載の発明においては、電流の小さなストリング、す
なわち、特性の急低下した燃料電池本体を含まない他の
ストリングに存在する燃料供給量調節手段の一部または
全部を減少方向に調節することにより、ストリングの電
圧を低下させてその電流を増加させることができる。な
お、請求項4〜6記載の発明における以上のような調節
は全て、燃料利用率の許容範囲内で行う。
Next, in order to prevent the above-mentioned unbalanced state, in the inventions according to claims 4 to 6,
By adjusting the fuel supply amount to the fuel cell main body by the fuel supply amount adjusting means, it is possible to adjust the voltage of the string and appropriately adjust the current thereof. In particular, in the invention according to claim 5, a string having a large current, that is, a string including a fuel cell main body having a sharply deteriorated characteristic is adjusted in an increasing direction by adjusting a part or all of the fuel supply amount adjusting means. Can be increased to reduce its current. Further, in the invention according to claim 6, a part or all of the fuel supply amount adjusting means existing in a string having a small current, that is, another string not including the fuel cell main body having a sharply deteriorated characteristic is adjusted in a decreasing direction. By doing so, the voltage of the string can be reduced and its current can be increased. It should be noted that all of the above adjustments in the inventions according to claims 4 to 6 are performed within the allowable range of the fuel utilization rate.

【0043】したがって、請求項4〜6記載の発明によ
れば、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じた
場合においても、燃料供給量調節手段によって燃料供給
量を調節することにより、過度なストリング間電流偏差
の発生を防止することができ、燃料電池発電プラントの
信頼性を向上することができる。
Therefore, according to the invention described in claims 4 to 6, even when the characteristic of the specific fuel cell main body changes abruptly, the fuel supply amount is adjusted by the fuel supply amount adjusting means. It is possible to prevent an excessive current deviation between strings from occurring and improve the reliability of the fuel cell power plant.

【0044】さらに、請求項7〜9記載の発明において
は、前述のようなアンバランス状態を防止するために、
温度調節水供給量調節手段によって燃料電池本体に対す
る温度調節水供給量を調節することにより、ストリング
の電圧を調節してその電流を適切に調節することができ
る。特に、請求項8記載の発明においては、電流の大き
なストリング、すなわち、特性の急低下した燃料電池本
体を含むストリングの温度調節水供給量調節手段の一部
または全部を減少方向に調節することにより、ストリン
グの電圧を上昇させてその電流を減少させることができ
る。また、請求項9記載の発明においては、電流の小さ
なストリング、すなわち、特性の急低下した燃料電池本
体を含まない他のストリングに存在する温度調節水供給
量調節手段の一部または全部を増加方向に調節すること
により、ストリングの電圧を低下させてその電流を増加
させることができる。なお、請求項7〜9記載の発明に
おける以上のような調節は全て、温度調節水の流量の許
容範囲内で行う。
Further, in the invention described in claims 7 to 9, in order to prevent the above-mentioned unbalanced state,
By adjusting the temperature control water supply amount to the fuel cell main body by the temperature control water supply amount adjusting means, it is possible to adjust the voltage of the string and appropriately adjust the current thereof. In particular, in the invention according to claim 8, by adjusting a part or all of the temperature control water supply amount adjusting means of the string having a large current, that is, the string including the fuel cell main body whose characteristics are sharply decreased, , It is possible to raise the voltage of the string and reduce its current. Further, in the invention according to claim 9, a part or all of the temperature control water supply amount adjusting means existing in a string having a small current, that is, another string not including the fuel cell main body having a sharply lowered characteristic is increased. Adjusting to allows the string voltage to be reduced and its current to be increased. It should be noted that all the above-mentioned adjustments in the invention described in claims 7 to 9 are performed within the allowable range of the flow rate of the temperature-controlled water.

【0045】したがって、請求項7〜9記載の発明によ
れば、特定の燃料電池本体の特性に急激な変化が生じた
場合においても、温度調節水供給量調節手段によって温
度調節水供給量を調節することにより、過度なストリン
グ間電流偏差の発生を防止することができ、燃料電池発
電プラントの信頼性を向上することができる。
Therefore, according to the invention described in claims 7 to 9, the temperature control water supply amount is adjusted by the temperature control water supply amount adjusting means even when the characteristic of the specific fuel cell main body changes abruptly. By doing so, it is possible to prevent the occurrence of an excessive current deviation between strings and improve the reliability of the fuel cell power generation plant.

【0046】[0046]

【実施例】【Example】

[1]実施例の構成 以下には、本発明による燃料電池発電プラントの一実施
例について、図1および図2を参照して説明する。この
実施例は、特に、請求項1〜9記載の全ての発明を適用
した燃料電池発電プラントの典型的な一例を示してい
る。
[1] Configuration of Embodiment An embodiment of the fuel cell power plant according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2. This example shows a typical example of a fuel cell power plant to which all the inventions according to claims 1 to 9 are applied.

【0047】[1−1]プラント全体の構成…図1 図1は、本発明による燃料電池発電プラントの一実施例
を示す構成図である。この図1において、図3に示す従
来例との共通部分については同一符号を付し、その部分
の説明は省略する。本実施例は、基本的に図3の従来例
と同様の構成を備えている。
[1-1] Overall Plant Configuration ... FIG. 1 FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a fuel cell power generation plant according to the present invention. In FIG. 1, parts common to those of the conventional example shown in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. This embodiment basically has the same configuration as the conventional example of FIG.

【0048】すなわち、図1に示すように、n個の燃料
電池本体1が電気的に直列接続されて、1つのストリン
グ(直列接続電池群)2を構成している。このように構
成されたm列のストリング2が、電気的に並列接続さ
れ、直交変換装置などからなる電気システム3と電気的
に並列接続されており、この電気システム3から負荷電
流を取り出すようになっている。そして、電気システム
3には、この電気システム3からの負荷電流を計測する
全電流検出器4が電気的に直列接続されている。なお、
各ストリング2の各燃料電池本体1には、燃料電池本体
1の電圧を検出する電圧検出器5が個別に接続されてい
る。
That is, as shown in FIG. 1, n fuel cell bodies 1 are electrically connected in series to form one string (series-connected cell group) 2. The m columns of strings 2 configured in this manner are electrically connected in parallel, and are electrically connected in parallel with an electrical system 3 including an orthogonal transformation device, and a load current is extracted from the electrical system 3. Has become. The electric system 3 is electrically connected in series with a total current detector 4 that measures a load current from the electric system 3. In addition,
A voltage detector 5 for detecting the voltage of the fuel cell body 1 is individually connected to each fuel cell body 1 of each string 2.

【0049】また、水素などの燃料と空気などの酸化剤
を各燃料電池本体1のアノード(燃料極)とカソード
(酸化剤極)にそれぞれ供給するための燃料供給システ
ム(燃料供給手段)10と酸化剤供給システム(酸化剤
供給手段)20、および、燃料電池本体1の温度を調節
するための温度調節水を各燃料電池本体1に供給するた
めの温度調節水供給システム(温度調節水供給手段)3
0は、基本的に図3の従来例の対応するシステムと同様
の構成を備えている。
Further, a fuel supply system (fuel supply means) 10 for supplying a fuel such as hydrogen and an oxidant such as air to the anode (fuel electrode) and the cathode (oxidant electrode) of each fuel cell body 1, respectively. Oxidant supply system (oxidant supply means) 20, and temperature control water supply system (temperature control water supply means) for supplying temperature control water for controlling the temperature of the fuel cell body 1 to each fuel cell body 1. ) 3
0 basically has the same configuration as the corresponding system of the conventional example of FIG.

【0050】まず、燃料供給システム10は、燃料処理
部11、燃料供給共通配管12、燃料流量制御弁13、
燃料流量計14、燃料供給ヘッダ15、燃料排出ヘッダ
16、および燃料排出共通配管17を備えている。そし
て、燃料が、燃料処理部11から燃料供給共通配管12
および燃料供給ヘッダ15を介して各ストリング2の燃
料電池本体1のアノードに供給された後、使用済みの燃
料が燃料排出ヘッダ16および燃料排出共通配管17を
介して外部に排出されるように構成されている。
First, the fuel supply system 10 includes a fuel processing unit 11, a fuel supply common pipe 12, a fuel flow rate control valve 13,
A fuel flow meter 14, a fuel supply header 15, a fuel discharge header 16, and a fuel discharge common pipe 17 are provided. The fuel is supplied from the fuel processing unit 11 to the fuel supply common pipe 12
After being supplied to the anode of the fuel cell main body 1 of each string 2 via the fuel supply header 15 and the spent fuel, the spent fuel is discharged to the outside via the fuel discharge header 16 and the fuel discharge common pipe 17. Has been done.

【0051】また、酸化剤供給システム20は、酸化剤
処理部21、酸化剤供給共通配管22、酸化剤流量制御
弁23、酸化剤流量計24、酸化剤供給ヘッダ25、酸
化剤排出ヘッダ26、および酸化剤排出共通配管27を
備えている。そして、酸化剤が、酸化剤処理部21から
酸化剤供給共通配管22および酸化剤供給ヘッダ25を
介して各ストリング2の燃料電池本体1のカソードに供
給された後、使用済みの酸化剤が酸化剤排出ヘッダ26
および酸化剤排出共通配管27を介して外部に排出され
るように構成されている。
Further, the oxidant supply system 20 includes an oxidant processing section 21, an oxidant supply common pipe 22, an oxidant flow control valve 23, an oxidant flow meter 24, an oxidant supply header 25, an oxidant discharge header 26, And an oxidant discharge common pipe 27. Then, after the oxidant is supplied from the oxidant processing unit 21 to the cathode of the fuel cell body 1 of each string 2 via the oxidant supply common pipe 22 and the oxidant supply header 25, the used oxidant is oxidized. Agent discharge header 26
And is discharged to the outside through the oxidant discharge common pipe 27.

【0052】さらに、温度調節水供給システム30は、
温度調節水処理部31、温度調節水供給共通配管32、
温度調節水供給ヘッダ33、温度調節水排出ヘッダ3
4、および温度調節水回収共通配管35を備えている。
そして、温度調節水が、温度調節水処理部31から温度
調節水供給共通配管32および温度調節水供給ヘッダ3
3を介して各ストリング2の燃料電池本体1の温度調節
水流路に供給された後、使用済みの温度調節水が温度調
節水排出ヘッダ34および温度調節水回収共通配管35
を介して温度調節水処理部31に戻されるように構成さ
れている。
Further, the temperature controlled water supply system 30 is
Temperature control water treatment unit 31, temperature control water supply common pipe 32,
Temperature control water supply header 33, temperature control water discharge header 3
4 and the temperature control water recovery common pipe 35.
Then, the temperature-controlled water is supplied from the temperature-controlled water processing unit 31 to the temperature-controlled water supply common pipe 32 and the temperature-controlled water supply header 3
After being supplied to the temperature control water flow path of the fuel cell body 1 of each string 2 via 3, the used temperature control water is discharged into the temperature control water discharge header 34 and the temperature control water recovery common pipe 35.
It is configured to be returned to the temperature control water treatment unit 31 via.

【0053】[1−2]各ストリングの詳細な構成 そして、以上のような構成に加えて、本実施例において
は、各ストリング2に、ストリング電流を検出するスト
リング電流検出器41が個別に接続されている。さら
に、図2に示すように、各燃料電池本体1における燃料
・酸化剤・温度調節水の供給部の構成にも特徴を有す
る。すなわち、図2に示すように、各燃料電池本体1の
一端には、燃料供給個別ヘッダ18、酸化剤供給個別ヘ
ッダ28、および温度調節水供給個別ヘッダ36が設け
られており、この構成は、図4に示す従来例と同様であ
る。さらに、本実施例においては、ストリング2の最も
上流に位置する1台の燃料電池本体1の燃料供給個別ヘ
ッダ18、酸化剤供給個別ヘッダ28、および温度調節
水供給個別ヘッダ36に、燃料供給個別ダンパ42、酸
化剤供給個別ダンパ43、および温度調節水供給個別ダ
ンパ44がそれぞれ設けられている。また、各燃料電池
本体1の他端には、従来例と同様に、燃料排出個別ヘッ
ダ19、酸化剤排出個別ヘッダ29、および温度調節水
排出個別ヘッダ37が設けられている。
[1-2] Detailed Structure of Each String In addition to the above structure, in the present embodiment, each string 2 is individually connected with the string current detector 41 for detecting the string current. Has been done. Further, as shown in FIG. 2, the structure of the fuel / oxidizer / temperature control water supply section of each fuel cell body 1 is also characterized. That is, as shown in FIG. 2, a fuel supply individual header 18, an oxidant supply individual header 28, and a temperature control water supply individual header 36 are provided at one end of each fuel cell main body 1. This is similar to the conventional example shown in FIG. Further, in this embodiment, the fuel supply individual header 18, the oxidant supply individual header 28, and the temperature control water supply individual header 36 of the one fuel cell main body 1 located at the most upstream side of the string 2 are individually supplied with fuel. A damper 42, an oxidant supply individual damper 43, and a temperature control water supply individual damper 44 are provided, respectively. At the other end of each fuel cell body 1, a fuel discharge individual header 19, an oxidant discharge individual header 29, and a temperature control water discharge individual header 37 are provided, as in the conventional example.

【0054】この場合、ストリング電流検出器41は、
各ストリング2に流れるストリング電流を個別に検出す
る手段であり、請求項1〜3に記載の電流検出手段に相
当する。また、酸化剤供給個別ダンパ43は、各ストリ
ング電流検出器41によって得られた個別のストリング
電流検出値に基づいてその開度を調節することにより、
燃料電池本体1に対する酸化剤供給量を調節する手段で
あり、請求項1に記載の酸化剤供給量調節手段に相当す
る。
In this case, the string current detector 41 is
It is a means for individually detecting the string current flowing through each string 2, and corresponds to the current detecting means according to claims 1 to 3. Further, the oxidant supply individual damper 43 adjusts its opening degree based on the individual string current detection value obtained by each string current detector 41,
It is a means for adjusting the supply amount of the oxidant to the fuel cell main body 1, and corresponds to the oxidant supply amount adjusting means according to claim 1.

【0055】そしてまた、燃料供給個別ダンパ42は、
各ストリング電流検出器41によって得られた個別のス
トリング電流検出値に基づいてその開度を調節すること
により、燃料電池本体1に対する燃料供給量を調節する
手段であり、請求項2に記載の燃料供給量調節手段に相
当する。さらに、温度調節水供給個別ダンパ44は、各
ストリング電流検出器41によって得られた個別のスト
リング電流検出値に基づいてその開度を調節することに
より、燃料電池本体1に対する温度調節水供給量を調節
する手段であり、請求項3に記載の温度調節水供給量調
節手段に相当する。なお、この図2においては、図面の
簡略化の観点から、電圧検出器5は図示していない。
Further, the fuel supply individual damper 42 is
The means for adjusting the fuel supply amount to the fuel cell main body 1 by adjusting the opening degree based on the individual string current detection value obtained by each string current detector 41, and the fuel according to claim 2. It corresponds to the supply amount adjusting means. Furthermore, the temperature-controlled water supply individual damper 44 adjusts the opening degree based on the individual string current detection values obtained by the respective string current detectors 41 to adjust the temperature-controlled water supply amount to the fuel cell main body 1. It is a means for adjusting and corresponds to the temperature adjusting water supply amount adjusting means according to claim 3. Note that, in FIG. 2, the voltage detector 5 is not shown from the viewpoint of simplification of the drawing.

【0056】[1−3]ダンパの制御・設計条件 各ダンパ42〜44は、基本的に、次に示す条件〜
に基づいて制御されるように設定されるとともに、条件
、を満足するように設計されている。
[1-3] Damper Control / Design Conditions The dampers 42 to 44 basically have the following conditions.
It is set to be controlled based on and is designed to satisfy the condition.

【0057】[1−3−1]基本的な制御・設計条件 燃料電池発電プラントの運転状態において、ストリン
グ間電流偏差が各ストリング電流値の10%(基準値:
所定の許容範囲の上限値)以内であれば、ダンパ42〜
44は動作しない。
[1-3-1] Basic Control / Design Conditions In the operating state of the fuel cell power plant, the current deviation between strings is 10% of each string current value (reference value:
If it is within the predetermined upper limit value), the damper 42 to
44 does not work.

【0058】特定の電池が劣化するなどして、電流偏
差が条件の基準値を越えた場合には、ストリング電流
の大きさに比例した量だけ、燃料供給個別ダンパ42と
酸化剤供給個別ダンパ43が閉方向に動作し、温度調節
水供給個別ダンパ44が開方向に動作するように制御す
る。
When the current deviation exceeds the reference value of the condition due to deterioration of a particular battery, the fuel supply individual damper 42 and the oxidant supply individual damper 43 are provided in an amount proportional to the magnitude of the string current. Is operated in the closing direction, and the individual damper 44 for supplying temperature-controlled water is controlled to operate in the opening direction.

【0059】ダンパ42〜44の制御によって再び電
流偏差が基準値以内となった場合には、ダンパ42〜4
4をその状態で固定する。
When the current deviation is again within the reference value by the control of the dampers 42 to 44, the dampers 42 to 4 are
Fix 4 in that state.

【0060】ダンパ42〜44には開度範囲があり、
開度限界を越えて動作することはない。
The dampers 42 to 44 have an opening range,
It does not operate beyond the opening limit.

【0061】プラント建設直後の初期運転状態におい
て、ダンパ42〜44は中間開度となるように設計され
る。
The dampers 42 to 44 are designed to have intermediate openings in the initial operating state immediately after the construction of the plant.

【0062】 [1−3−2]燃料供給個別ダンパの具体的な制御条件 m列の各ストリング電流検出値をI1 、I2 、I3
…、Im とし、各ストリングの燃料供給個別ダンパ42
の開度をR1 、R2 、R3 、…、Rn とした場合に、燃
料供給個別ダンパ42の開度を、次の式(1)で計算さ
れる開度Rn となるように制御する。
[1-3-2] Specific Control Condition of Individual Fuel Supply Damper Each string current detection value in the m-th row is set to I 1 , I 2 , I 3 ,
..., I m, and the fuel supply individual damper 42 of each string
The opening R 1, R 2, R 3 , ..., when the R n, the degree of opening of the fuel supply individual damper 42, so that the opening R n which is calculated by the following equation (1) Control.

【数1】Rn =50+Kr×(I−In ) ただし、RMIN <Rn <RMAX… 式(1) ここで、I=ΣIm 、Krは正の制御定数、RMIN 、R
MAX は、それぞれ、燃料利用率72%、60%となる開
度である。
## EQU1 ## R n = 50 + Kr × (I−I n ) where R MIN <R n <R MAX (1) where I = ΣI m and Kr are positive control constants, R MIN and R
MAX is the opening at which the fuel utilization rates are 72% and 60%, respectively.

【0063】[1−3−3]酸化剤供給個別ダンパの具
体的な制御条件m列の各ストリング電流検出値をI1
2 、I3 、…、Im とし、各ストリングの酸化剤供給
個別ダンパ43の開度をP1 、P2 、P3 、…、Pn
した場合に、酸化剤供給個別ダンパ43の開度を、次の
式(2)で計算される開度Pnとなるように制御する。
[1-3-3] Concrete control conditions for the individual oxidant supply damper: Each string current detection value in column m is I 1 ,
I 2, I 3, ..., and I m, P 1 the opening of the oxidant supply separate damper 43 of each string, P 2, P 3, ... , when the P n, oxidant supply individual damper 43 The opening degree is controlled so as to be the opening degree P n calculated by the following equation (2).

【数2】Pn =50+Kp×(I−In ) ただし、PMIN <Pn <PMAX… 式(2) ここで、I=ΣIm 、Kpは正の制御定数、PMIN 、P
MAX は、それぞれ、酸化剤利用率75%、60%となる
開度である。
[Number 2] P n = 50 + Kp × ( I-I n) However, in P MIN <P n <P MAX ... Equation (2) where, I = ΣI m, Kp is a positive control constants, P MIN, P
MAX is the opening at which the oxidant utilization ratios are 75% and 60%, respectively.

【0064】[1−3−4]温度調節水供給個別ダンパ
の具体的な制御条件m列の各ストリング電流検出値をI
1 、I2 、I3 、…、Im とし、各ストリングの温度調
節水供給個別ダンパ44の開度をQ1 、Q2 、Q3
…、Qn とした場合に、温度調節水供給個別ダンパ44
の開度を、次の式(3)で計算される開度Qn となるよ
うに制御する。
[1-3-4] Concrete control condition of individual damper for supplying temperature-controlled water.
1 , I 2 , I 3 , ..., I m, and the opening degree of each temperature-controlled water supply individual damper 44 of each string is Q 1 , Q 2 , Q 3 ,
..., in case of a Q n, the temperature regulating water supply separate damper 44
The opening is controlled to be the opening Q n calculated by the following equation (3).

【数3】Qn =50−Kq×(I−In ) ただし、50%<Qn <QMAX… 式(3) ここで、I=ΣIm 、Kqは正の制御定数、QMAX は、
温度調節水供給量が50%時の1.5倍となる開度であ
る。
Equation 3] Q n = 50-Kq × ( I-I n) , however, where 50% <Q n <Q MAX ... Equation (3), I = ΣI m , Kq is a positive control constants, Q MAX is ,
The opening is 1.5 times as large as that when the temperature-controlled water supply amount is 50%.

【0065】[2]実施例の作用と効果 以上のような構成を有する本実施例の燃料電池発電プラ
ントにおいては、次のような作用が得られる。まず、プ
ラント建設直後などの、個々の燃料電池本体1の特性に
差異がない場合には、同じ負荷電流に対して全ての燃料
電池本体1はほぼ同じ電圧を示すので、各ストリング2
を流れるストリング電流値もほぼ同じである。そのた
め、全ての燃料電池本体1に対して燃料・酸化剤・温度
調節水を均等に供給すれば良い。なお、このような初期
の運転状態では、各ダンパ42〜44が中間開度となっ
ている。
[2] Actions and Effects of the Embodiment In the fuel cell power plant of this embodiment having the above-mentioned structure, the following actions are obtained. First, when there is no difference in the characteristics of the individual fuel cell bodies 1 immediately after the plant construction, all the fuel cell bodies 1 show substantially the same voltage for the same load current.
The string current value flowing through the same is almost the same. Therefore, it suffices to uniformly supply the fuel, the oxidizer, and the temperature control water to all the fuel cell bodies 1. In addition, in such an initial operating state, each of the dampers 42 to 44 has an intermediate opening degree.

【0066】しかしながら、ある程度の運転期間の後に
は、必ず燃料電池本体1の特性にばらつきが生じ、同じ
負荷電流に対して燃料電池本体1の示す電圧に差が生じ
ることになる。この場合、各ストリング2は並列接続さ
れているため、各ストリング2の電圧は全て等しくな
り、以上のような燃料電池本体1の特性の差はストリン
グ電流の差として現れてくる。
However, after a certain period of operation, the characteristics of the fuel cell body 1 will inevitably vary, and the voltage indicated by the fuel cell body 1 will differ for the same load current. In this case, since the strings 2 are connected in parallel, the voltages of the strings 2 are all equal, and the difference in the characteristics of the fuel cell body 1 as described above appears as a difference in the string current.

【0067】これに対して、本実施例においては、各ス
トリング2のストリング電流の差が増大すると、これら
のストリング電流の差は、まず、各ストリング電流検出
器41からの個別のストリング電流検出値の差として得
られることになる。この差が前述したダンパの制御条件
の基準値以上に増大した場合には、この検出された個
別ストリング間電流の平均値と各個別ストリング電流の
偏差に比例した量だけ、各ダンパ42〜44を動作させ
ることにより、過度のストリング間電流偏差が生じるこ
とを防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, when the difference between the string currents of the respective strings 2 increases, the difference between these string currents is first detected by the individual string current detection values from the respective string current detectors 41. It will be obtained as the difference of. When this difference increases above the reference value of the damper control condition described above, the dampers 42 to 44 are controlled by an amount proportional to the average value of the detected individual string currents and the deviation of the individual string currents. By operating, it is possible to prevent excessive current deviation between strings from occurring.

【0068】すなわち、前述したダンパの制御条件に
基づき、特性が急低下した燃料電池本体1を含む、スト
リング電流が大きいストリング2については、燃料供給
個別ダンパ42と酸化剤供給個別ダンパ43が閉方向に
動作し、温度調節水供給個別ダンパ44が開方向に動作
するように制御する。このような操作を行うことによ
り、このストリング2の燃料電池本体1に対する燃料供
給量および酸化剤供給量が増加するとともに、温度調節
水供給量が減少する。その結果、このストリング2の電
圧が上昇するためストリング電流が減少する。
That is, based on the above-mentioned damper control conditions, for the string 2 having a large string current, including the fuel cell main body 1 whose characteristics have sharply dropped, the fuel supply individual damper 42 and the oxidant supply individual damper 43 are closed. The temperature control water supply individual damper 44 is controlled to operate in the opening direction. By performing such an operation, the fuel supply amount and the oxidant supply amount of the string 2 to the fuel cell main body 1 are increased and the temperature control water supply amount is decreased. As a result, the voltage of the string 2 increases and the string current decreases.

【0069】逆に、その他のストリング電流が小さいス
トリング2については、燃料供給個別ダンパ42と酸化
剤供給個別ダンパ43が開方向に動作し、温度調節水供
給個別ダンパ44が閉方向に動作するように制御する。
このような操作を行うことにより、このストリング2の
燃料電池本体1に対する燃料供給量および酸化剤供給量
が減少するとともに、温度調節水供給量が増加する。そ
の結果、このストリング2の電圧が低下するためストリ
ング電流が増加する。
On the contrary, for other strings 2 having a small string current, the fuel supply individual damper 42 and the oxidant supply individual damper 43 operate in the opening direction, and the temperature control water supply individual damper 44 operates in the closing direction. To control.
By performing such an operation, the fuel supply amount and the oxidant supply amount of the string 2 to the fuel cell main body 1 are reduced, and the temperature control water supply amount is increased. As a result, the voltage of the string 2 decreases, and the string current increases.

【0070】また、前述したように、ある長期間運転の
後に、燃料電池本体1の入れ替え工事を行う場合に、従
来では、過度の電流偏差の発生を防止するためにバラン
スを厳密に合わせて配置変更工事を行う必要があり、そ
のために、長い工事期間と多大な費用を要するという問
題があった。これに対して、本実施例においては、以上
のようなダンパ42〜44の制御により、過度の電流偏
差の発生を防止することができるため、特殊な場合を除
いては、バランスを厳密に合わせるための配置変更工事
を行う必要がなくなることになる。
Further, as described above, when the fuel cell main body 1 is replaced after a certain long-term operation, conventionally, the balance is strictly adjusted to prevent excessive current deviation. There is a problem that it is necessary to carry out a change construction, which requires a long construction period and a large cost. On the other hand, in the present embodiment, by controlling the dampers 42 to 44 as described above, it is possible to prevent the occurrence of an excessive current deviation. Therefore, except for a special case, the balance is strictly adjusted. There is no need to change the layout.

【0071】したがって、本実施例によれば、ストリン
グ間において適正なバランス状態が崩れた場合におい
て、過度の電流偏差が生じることを防止して、燃料電池
発電プラントの信頼性および運転効率を向上することが
できる。また、燃料電池本体の入れ替え工事を行う場合
には、燃料電池本体の配置変更が不要となるため、従来
に比べて、工事期間と費用を大幅に低減することができ
る。特に、本実施例においては、燃料・酸化剤・温度調
節水の全ての供給量を調節するように構成しているた
め、これらの調節の相乗効果により、ストリング電流を
効率よく増加・減少させることができ、過度のストリン
グ間電流偏差が生じることをより確実に防止することが
できる。
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to prevent the excessive current deviation from occurring when the proper balance state between the strings is broken, and improve the reliability and operation efficiency of the fuel cell power plant. be able to. Further, when replacing the fuel cell body, it is not necessary to change the layout of the fuel cell body, so that the construction period and cost can be significantly reduced as compared with the conventional case. Particularly, in the present embodiment, since the supply amount of all of the fuel, the oxidant, and the temperature control water is adjusted, the string current can be efficiently increased / decreased by the synergistic effect of these adjustments. Therefore, it is possible to more reliably prevent an excessive current deviation between strings from occurring.

【0072】[3]他の実施例 本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、他に
も多種多様な変形例を実施することが可能である。例え
ば、各ストリングを構成する燃料電池本体の数や、燃料
電池本体群を構成するストリングの数は適宜選択可能で
ある。また、各ストリングにおいて、ダンパ42〜44
を設ける燃料電池本体の数は適宜選択可能である。さら
に、燃料供給量調節手段、酸化剤供給量調節手段、およ
び温度調節水供給量調節手段の具体的な構成は適宜選択
可能である。
[3] Other Embodiments The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various other modified examples can be implemented. For example, the number of fuel cell bodies forming each string or the number of strings forming the fuel cell body group can be appropriately selected. Also, in each string, the dampers 42-44
The number of fuel cell main bodies provided with can be appropriately selected. Further, specific configurations of the fuel supply amount adjusting means, the oxidant supply amount adjusting means, and the temperature adjusting water supply amount adjusting means can be appropriately selected.

【0073】一方、前記実施例においては、これらの3
種類の調節手段によって、特性の急低下した燃料電池本
体を含むストリングとその他のストリングの両方につい
て、互いに逆の調節を行う構成を示したが、これ以外の
構成も可能である。すなわち、特性の急低下した燃料電
池本体を含む電流の大きいストリングのみについて調節
を行う構成、あるいはそれ以外の電流の小さいストリン
グのみについて調整を行う構成も可能であり、その場合
にも十分な作用と効果が得られるものである。そしてま
た、前記実施例においては、これらの3種類の調節手段
の全てを設けた構成を示したが、いずれか1つまたは2
つの調節手段のみを設けた場合にも、十分な作用と効果
が得られることは明らかである。
On the other hand, in the above embodiment, these 3
Although a configuration in which the strings including the fuel cell main body whose characteristics have sharply deteriorated and the other strings are adjusted in reverse to each other by the type of adjusting means is shown, other configurations are also possible. That is, it is possible to adjust only the string having a large current including the fuel cell main body whose characteristics are sharply reduced, or to adjust only the string having a small current other than that, and even in that case, a sufficient operation and The effect can be obtained. Further, in the above-described embodiment, the configuration in which all of these three types of adjusting means are provided is shown, but any one or two
It is obvious that sufficient action and effect can be obtained even when only one adjusting means is provided.

【0074】[0074]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
適正なバランス状態が崩れた場合においても、過度の電
流偏差が生じることを防止可能であり、さらに、バラン
スを厳密に合わせるための燃料電池本体の配置変更など
の必要性を極力低減して、燃料電池本体の入れ替え工事
の工事期間と費用を極力低減可能な、信頼性および運転
効率の高い燃料電池発電プラントを提供することができ
る。
As described above, according to the present invention,
Even if the proper balance state is lost, it is possible to prevent excessive current deviation, and further reduce the necessity of changing the layout of the fuel cell main body to strictly balance the fuel consumption as much as possible. It is possible to provide a highly reliable and highly efficient fuel cell power generation plant capable of reducing the construction period and cost of the replacement work of the battery main body as much as possible.

【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プラントの一実施例
を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of a fuel cell power plant according to the present invention.

【図2】図1の燃料電池発電プラントの各ストリングの
詳細を示す構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram showing details of each string of the fuel cell power plant of FIG.

【図3】従来の燃料電池発電プラントの一例を示す構成
図。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an example of a conventional fuel cell power generation plant.

【図4】図3の燃料電池発電プラントの各ストリングの
詳細を示す構成図。
4 is a configuration diagram showing details of each string of the fuel cell power plant of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…燃料電池本体 2…ストリング 3…電気システム 4…全電流検出器 5…電圧検出器 10…燃料供給システム 11…燃料処理部 12…燃料供給共通配管 13…燃料流量制御弁 14…燃料流量系 15…燃料供給ヘッダ 16…燃料排出ヘッダ 17…燃料排出共通配管 18…燃料供給個別ヘッダ 19…燃料排出個別ヘッダ 20…酸化剤供給システム 21…酸化剤処理部 22…酸化剤供給共通配管 23…酸化剤流量制御弁 24…酸化剤流量系 25…酸化剤供給ヘッダ 26…酸化剤排出ヘッダ 27…酸化剤排出共通配管 28…酸化剤供給個別ヘッダ 29…酸化剤排出個別ヘッダ 30…温度調節水供給システム 31…温度調節水処理部 32…温度調節水供給共通配管 33…温度調節水供給ヘッダ 34…温度調節水排出ヘッダ 35…温度調節水回収共通配管 36…温度調節水供給個別ヘッダ 37…温度調節水排出個別ヘッダ 41…ストリング電流検出器 42…燃料供給個別ダンパ 43…酸化剤供給個別ダンパ 44…温度調節水供給個別ダンパ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Fuel cell main body 2 ... String 3 ... Electric system 4 ... Total current detector 5 ... Voltage detector 10 ... Fuel supply system 11 ... Fuel processing unit 12 ... Fuel supply common piping 13 ... Fuel flow control valve 14 ... Fuel flow system 15 ... Fuel supply header 16 ... Fuel discharge header 17 ... Fuel discharge common pipe 18 ... Fuel supply individual header 19 ... Fuel discharge individual header 20 ... Oxidizing agent supply system 21 ... Oxidizing agent processing section 22 ... Oxidizing agent supply common pipe 23 ... Oxidation Agent flow control valve 24 ... Oxidizing agent flow system 25 ... Oxidizing agent supply header 26 ... Oxidizing agent discharge header 27 ... Oxidizing agent discharge common pipe 28 ... Oxidizing agent supply individual header 29 ... Oxidizing agent discharge individual header 30 ... Temperature control water supply system 31 ... Temperature control water treatment unit 32 ... Temperature control water supply common pipe 33 ... Temperature control water supply header 34 ... Temperature control water discharge header 35 ... Temperature Adjusting water recovery common pipe 36 ... temperature adjusting water supply individual header 37 ... temperature control water discharge individual header 41 ... string current detector 42 ... Fuel supply separate damper 43 ... oxidizing agent supply separate damper 44 ... temperature adjusting water supplied individually damper

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃料極と酸化剤極からなる燃料電池本体
が直列にn(n≧1)個接続されて直列接続電池群が形
成され、この直列接続電池群が電気的に並列に複数接続
されてなる燃料電池本体群と、この燃料電池本体群の各
燃料電池本体の燃料極に燃料を供給する燃料供給手段
と、前記燃料電池本体群の各燃料電池本体の酸化剤極に
酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記燃料電池本体
群の各燃料電池本体の温度調節水を供給する温度調節水
供給手段とを有する燃料電池発電プラントにおいて、 前記各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出する複
数の電流検出手段と、 前記各電流検出手段によって得られた個別の電流検出値
に基づき、前記各直列接続電池群のp(n≧p≧1)個
の燃料電池本体に対する酸化剤供給量を各直列接続電池
群毎に個別に調節する複数の酸化剤供給量調節手段とを
備えたことを特徴とする燃料電池発電プラント。
1. A series-connected battery group is formed by connecting n (n ≧ 1) fuel cell bodies each including a fuel electrode and an oxidizer electrode in series, and a plurality of the series-connected battery groups are electrically connected in parallel. And a fuel supply means for supplying fuel to the fuel electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group, and an oxidizer to the oxidizer electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group. In a fuel cell power plant having an oxidant supply means for supplying and a temperature control water supply means for supplying temperature control water of each fuel cell body of the fuel cell body group, the current flowing through each of the series-connected cell groups is individually Based on the individual current detection values obtained by each of the current detection means, and an oxidizer for p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell main bodies of each of the series-connected cell groups. Supply amount of each series connected battery Fuel cell power plant is characterized in that a plurality of oxidizing agent supply amount adjusting means for adjusting individually for each.
【請求項2】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の大きい直列接続電池群の前記酸化剤供
給量調節手段が、酸化剤供給量を増加方向に調節するよ
うに構成されたことを特徴とする請求項1記載の燃料電
池発電プラント。
2. When the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, the oxidant supply amount adjusting means of the series-connected battery group having a large current flows. The fuel cell power plant according to claim 1, wherein the fuel cell power plant is configured to adjust the supply amount of the oxidant in an increasing direction.
【請求項3】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の小さい直列接続電池群の前記酸化剤供
給量調節手段が、酸化剤供給量を減少方向に調節するよ
うに構成されたことを特徴とする請求項1記載の燃料電
池発電プラント。
3. When the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, the oxidant supply amount adjusting means of the series-connected battery group having a small current flows. The fuel cell power plant according to claim 1, wherein the fuel cell power plant is configured to adjust the supply amount of the oxidant in a decreasing direction.
【請求項4】 燃料極と酸化剤極からなる燃料電池本体
が直列にn(n≧1)個接続されて直列接続電池群が形
成され、この直列接続電池群が電気的に並列に複数接続
されてなる燃料電池本体群と、この燃料電池本体群の各
燃料電池本体の燃料極に燃料を供給する燃料供給手段
と、前記燃料電池本体群の各燃料電池本体の酸化剤極に
酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記燃料電池本体
群の各燃料電池本体の温度調節水を供給する温度調節水
供給手段とを有する燃料電池発電プラントにおいて、 前記各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出する複
数の電流検出手段と、 前記各電流検出手段によって得られた個別の電流検出値
に基づき、前記各直列接続電池群のp(n≧p≧1)個
の燃料電池本体に対する燃料供給量を各直列接続電池群
毎に個別に調節する燃料供給量調節手段とを備えたこと
を特徴とする燃料電池発電プラント。
4. A series-connected cell group is formed by connecting n (n ≧ 1) pieces of a fuel cell body composed of a fuel electrode and an oxidizer electrode in series, and a plurality of the series-connected cell groups are electrically connected in parallel. And a fuel supply means for supplying fuel to the fuel electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group, and an oxidizer to the oxidizer electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group. In a fuel cell power plant having an oxidant supply means for supplying and a temperature control water supply means for supplying temperature control water of each fuel cell body of the fuel cell body group, the current flowing through each of the series-connected cell groups is individually Fuel supply to p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell bodies of each series-connected cell group based on a plurality of current detection means that are detected in step S1 and each individual current detection value obtained by each current detection means. The amount of each series-connected battery group Fuel cell power plant is characterized in that a fuel supply amount adjusting means for adjusting individually.
【請求項5】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の大きい直列接続電池群の前記燃料供給
量調節手段が、燃料供給量を増加方向に調節するように
構成されたことを特徴とする請求項4記載の燃料電池発
電プラント。
5. When the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, the fuel supply amount adjusting means of the series-connected battery group having a large current, The fuel cell power plant according to claim 4, wherein the fuel cell power plant is configured to adjust the fuel supply amount in an increasing direction.
【請求項6】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の小さい直列接続電池群の前記燃料供給
量調節手段が、燃料供給量を減少方向に調節するように
構成されたことを特徴とする請求項4記載の燃料電池発
電プラント。
6. The fuel supply amount adjusting means of the series-connected battery group having a small current when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range, The fuel cell power plant according to claim 4, wherein the fuel cell power plant is configured to adjust a fuel supply amount in a decreasing direction.
【請求項7】 燃料極と酸化剤極からなる燃料電池本体
が直列にn(n≧1)個接続されて直列接続電池群が形
成され、この直列接続電池群が電気的に並列に複数接続
されてなる燃料電池本体群と、この燃料電池本体群の各
燃料電池本体の燃料極に燃料を供給する燃料供給手段
と、前記燃料電池本体群の各燃料電池本体の酸化剤極に
酸化剤を供給する酸化剤供給手段と、前記燃料電池本体
群の各燃料電池本体の温度調節水を供給する温度調節水
供給手段とを有する燃料電池発電プラントにおいて、 前記各直列接続電池群に流れる電流を個別に検出する複
数の電流検出手段と、 前記各電流検出手段によって得られた個別の電流検出値
に基づき、前記各直列接続電池群のp(n≧p≧1)個
の燃料電池本体に対する温度調節水供給量を各直列接続
電池群毎に個別に調節する温度調節水供給量調節手段と
を備えたことを特徴とする燃料電池発電プラント。
7. A series-connected battery group is formed by connecting n (n ≧ 1) pieces of a fuel cell main body composed of a fuel electrode and an oxidizer electrode in series, and a plurality of the series-connected battery groups are electrically connected in parallel. And a fuel supply means for supplying fuel to the fuel electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group, and an oxidizer to the oxidizer electrode of each fuel cell body of the fuel cell body group. In a fuel cell power plant having an oxidant supply means for supplying and a temperature control water supply means for supplying temperature control water of each fuel cell body of the fuel cell body group, the current flowing through each of the series-connected cell groups is individually Temperature control for p (n ≧ p ≧ 1) fuel cell main bodies of each of the series-connected battery groups based on the plurality of current detection units that detect the current and the individual current detection values obtained by each of the current detection units. Connect water supply in series Fuel cell power plant is characterized in that a temperature regulating water supply amount adjusting means for adjusting individually for each pond group.
【請求項8】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の大きい直列接続電池群の前記温度調節
水供給量調節手段が、温度調節水供給量を減少方向に調
節するように構成されたことを特徴とする請求項7記載
の燃料電池発電プラント。
8. The temperature control water supply amount adjusting means for a series-connected battery group having a large current when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range. The fuel cell power plant according to claim 7, wherein the temperature control water supply amount is adjusted to decrease.
【請求項9】 前記電流検出手段によって得られた個別
の直列接続電池群間の電流偏差が所定の許容範囲を越え
た場合に、電流の小さい直列接続電池群の前記温度調節
水供給量調節手段が、温度調節水供給量を増加方向に調
節するように構成されたことを特徴とする請求項7記載
の燃料電池発電プラント。
9. The temperature control water supply amount adjusting means for a series-connected battery group having a small current when the current deviation between the individual series-connected battery groups obtained by the current detection means exceeds a predetermined allowable range. The fuel cell power plant according to claim 7, wherein the temperature control water supply amount is adjusted to increase.
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WO2006045893A1 (en) * 2004-10-28 2006-05-04 Wärtsilä Finland Oy Flow arrangement for fuel cell stacks
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JP2008535191A (en) * 2005-04-06 2008-08-28 フォルシュングスツェントルム・ユーリッヒ・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツング Low temperature fuel cell stack and its operation method

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