JPH08255622A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
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- JPH08255622A JPH08255622A JP7058589A JP5858995A JPH08255622A JP H08255622 A JPH08255622 A JP H08255622A JP 7058589 A JP7058589 A JP 7058589A JP 5858995 A JP5858995 A JP 5858995A JP H08255622 A JPH08255622 A JP H08255622A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】発電効率の向上を著しく図ることができ、また
システムの余剰熱を高い熱効率で利用すること。 【構成】水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空
気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料
電池を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料
電池による発熱によって蒸気を発生する蒸気発生器と、
発電機が結合され、蒸気発生器により発生した蒸気によ
って駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧
蒸気を加圧するスチームインジェクターとを備えて成
る。
システムの余剰熱を高い熱効率で利用すること。 【構成】水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空
気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化
学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料
電池を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料
電池による発熱によって蒸気を発生する蒸気発生器と、
発電機が結合され、蒸気発生器により発生した蒸気によ
って駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧
蒸気を加圧するスチームインジェクターとを備えて成
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電システム
に係り、特に高い発電効率が得られるようにした燃料電
池発電システムに関するものである。
に係り、特に高い発電効率が得られるようにした燃料電
池発電システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、燃料の有している化学的エネ
ルギーを直接電気的エネルギーに変換するものとして、
燃料電池が知られてきている。この燃料電池は、通常、
電解質層を挟んで燃料極（以下、アノード極と称する）
および酸化剤極（以下、カソード極と称する）の一対の
多孔質電極を配置すると共に、アノード極の背面に水素
等の燃料ガスを導入し、またカソード極の背面に空気等
の酸化剤ガスを導入し、この時に起こる電気化学的反応
を利用して、上記各電極間から電気出力を取り出すよう
にしたものであり、上記燃料ガスと酸化剤ガスが供給さ
れている限り、高い変換効率で電気出力を取り出すこと
ができる。
ルギーを直接電気的エネルギーに変換するものとして、
燃料電池が知られてきている。この燃料電池は、通常、
電解質層を挟んで燃料極（以下、アノード極と称する）
および酸化剤極（以下、カソード極と称する）の一対の
多孔質電極を配置すると共に、アノード極の背面に水素
等の燃料ガスを導入し、またカソード極の背面に空気等
の酸化剤ガスを導入し、この時に起こる電気化学的反応
を利用して、上記各電極間から電気出力を取り出すよう
にしたものであり、上記燃料ガスと酸化剤ガスが供給さ
れている限り、高い変換効率で電気出力を取り出すこと
ができる。
【０００３】そして、最近では、この燃料電池として
は、原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸
気改質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改
質器を備え、この改質器からの改質ガスを高温および低
温の一酸化炭素変成器を介し、燃料ガスとして燃料電池
のアノード極に導入するようにして、燃料電池発電シス
テム全体を構成していることが多い。
は、原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸
気改質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改
質器を備え、この改質器からの改質ガスを高温および低
温の一酸化炭素変成器を介し、燃料ガスとして燃料電池
のアノード極に導入するようにして、燃料電池発電シス
テム全体を構成していることが多い。
【０００４】ところで、この種の燃料電池発電システム
では、運転に際して、システム外に余剰熱として、改質
蒸気の発生熱以外の電池発熱、高温の改質ガス、改質器
燃焼排ガス、そしてカソード極を出た排気熱を排出して
いる。一般に、熱を利用して発電を行なうためには、蒸
気を発生させて蒸気タービンを駆動し、この蒸気タービ
ンに結合された発電機によって発電を行なうようにして
いる。
では、運転に際して、システム外に余剰熱として、改質
蒸気の発生熱以外の電池発熱、高温の改質ガス、改質器
燃焼排ガス、そしてカソード極を出た排気熱を排出して
いる。一般に、熱を利用して発電を行なうためには、蒸
気を発生させて蒸気タービンを駆動し、この蒸気タービ
ンに結合された発電機によって発電を行なうようにして
いる。
【０００５】そして、この場合、上記のシステム外に排
出していた熱によって、蒸気を発生させて発電を行なう
ようにすれば、システム運転に影響を与えることなく、
発電効率を向上させることが可能となる。
出していた熱によって、蒸気を発生させて発電を行なう
ようにすれば、システム運転に影響を与えることなく、
発電効率を向上させることが可能となる。
【０００６】しかしながら、従来の蒸気タービンを用い
た発電方法では、蒸気タービンを出た低圧の蒸気は、加
圧するために凝縮器によって凝縮させ、凝縮水をポンプ
によって加圧している。そのため、このような方法で
は、利用しようとする熱の内から、凝縮器によって多く
の熱をシステム外に排出することになる。
た発電方法では、蒸気タービンを出た低圧の蒸気は、加
圧するために凝縮器によって凝縮させ、凝縮水をポンプ
によって加圧している。そのため、このような方法で
は、利用しようとする熱の内から、凝縮器によって多く
の熱をシステム外に排出することになる。
【０００７】以下、かかる点について図面を用いて詳細
に説明する。図６は従来の燃料電池発電システムの構成
例を示すブロック図であり、また図７は従来の蒸気ター
ビンによって発電を行なうためのシステムの構成例を示
すブロック図である。
に説明する。図６は従来の燃料電池発電システムの構成
例を示すブロック図であり、また図７は従来の蒸気ター
ビンによって発電を行なうためのシステムの構成例を示
すブロック図である。
【０００８】図６において、燃料電池１は、水素等の燃
料ガスをアノード極２に導入すると共に、空気等の酸化
剤ガスをカソード極３に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行ない、電気出力を発生する。また、
この燃料電池１は、反応による発熱を、冷却板４によっ
てシステム外に排出する。
料ガスをアノード極２に導入すると共に、空気等の酸化
剤ガスをカソード極３に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行ない、電気出力を発生する。また、
この燃料電池１は、反応による発熱を、冷却板４によっ
てシステム外に排出する。
【０００９】一方、改質器５は、内部に改質反応触媒層
が設けられた改質反応管の内側に、原料ガスおよび水蒸
気の混合ガスを導入し、かつ改質反応管の外側に、燃焼
ガスおよび燃焼用空気を燃焼室のバーナにより燃焼して
得られた高温加熱ガスを通過させることにより、混合ガ
スから改質ガスを生成する。そして、この改質器５で生
成された改質ガスは、改質ガス熱交換器６を介して余剰
熱をシステム外に排出し、燃料電池１のアノード極２に
燃料ガスとして導入する。
が設けられた改質反応管の内側に、原料ガスおよび水蒸
気の混合ガスを導入し、かつ改質反応管の外側に、燃焼
ガスおよび燃焼用空気を燃焼室のバーナにより燃焼して
得られた高温加熱ガスを通過させることにより、混合ガ
スから改質ガスを生成する。そして、この改質器５で生
成された改質ガスは、改質ガス熱交換器６を介して余剰
熱をシステム外に排出し、燃料電池１のアノード極２に
燃料ガスとして導入する。
【００１０】また、冷却板４で回収した電池発熱のう
ち、余剰分を電池冷却熱交換器７によってシステム外に
排出する。さらに、燃料電池１のカソード極３を出たカ
ソード排気は、カソード排気熱交換器８を介して余剰熱
をシステム外に排出する。
ち、余剰分を電池冷却熱交換器７によってシステム外に
排出する。さらに、燃料電池１のカソード極３を出たカ
ソード排気は、カソード排気熱交換器８を介して余剰熱
をシステム外に排出する。
【００１１】一方、図７において、蒸気発生器９によっ
て蒸気を発生させる。また、蒸気タービン１０は、発生
した蒸気によって駆動し、蒸気タービン１０に直結した
発電機１１によって発電を行なう。さらに、蒸気タービ
ン１０を出た低圧蒸気を、凝縮器１２で凝縮させ、ポン
プ１３で加圧する。
て蒸気を発生させる。また、蒸気タービン１０は、発生
した蒸気によって駆動し、蒸気タービン１０に直結した
発電機１１によって発電を行なう。さらに、蒸気タービ
ン１０を出た低圧蒸気を、凝縮器１２で凝縮させ、ポン
プ１３で加圧する。
【００１２】しかしながら、上述したような燃料電池発
電システムでは、システムの発生余剰熱を発電に利用す
ることなく、単にシステム外に排出している。また、発
電効率向上のために、システム外に排出していた熱を用
いて蒸気を発生させ、蒸気タービン１０で発電を行なっ
たとしても、従来の蒸気タービン１０と凝縮器１２を用
いた蒸気発電サイクルでは、回収した熱を凝縮器１２か
らシステム外に排出しているため、回収した熱の利用率
が低い。
電システムでは、システムの発生余剰熱を発電に利用す
ることなく、単にシステム外に排出している。また、発
電効率向上のために、システム外に排出していた熱を用
いて蒸気を発生させ、蒸気タービン１０で発電を行なっ
たとしても、従来の蒸気タービン１０と凝縮器１２を用
いた蒸気発電サイクルでは、回収した熱を凝縮器１２か
らシステム外に排出しているため、回収した熱の利用率
が低い。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
燃料電池発電システムにおいては、システムの発生余剰
熱をシステム外に排出していることから、発電効率が低
く、またシステム外に排出していた熱を用いた蒸気発電
サイクルを構成したとしても、回収した熱の利用率が低
いという問題があった。
燃料電池発電システムにおいては、システムの発生余剰
熱をシステム外に排出していることから、発電効率が低
く、またシステム外に排出していた熱を用いた蒸気発電
サイクルを構成したとしても、回収した熱の利用率が低
いという問題があった。
【００１４】本発明の目的は、発電効率の向上を著しく
図ることができ、またシステムの余剰熱を高い熱効率で
利用することが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。
図ることができ、またシステムの余剰熱を高い熱効率で
利用することが可能な燃料電池発電システムを提供する
ことにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、まず、請求項１に対応する発明では、水素等の燃
料ガスを燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを
酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発
電を行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃
料電池発電システムにおいて、燃料電池による発熱によ
って蒸気を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、
蒸気発生器により発生した蒸気によって駆動される蒸気
タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するス
チームインジェクターとを備えて成る。
めに、まず、請求項１に対応する発明では、水素等の燃
料ガスを燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを
酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発
電を行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃
料電池発電システムにおいて、燃料電池による発熱によ
って蒸気を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、
蒸気発生器により発生した蒸気によって駆動される蒸気
タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するス
チームインジェクターとを備えて成る。
【００１６】また、請求項２に対応する発明では、原燃
料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改質反
応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器と、
この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスとして
燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極
に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を行な
い電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電池発
電システムにおいて、改質器により生成された改質ガス
からの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電
機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によっ
て駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクターと、スチームイン
ジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離す
る蒸気分離器とを備えて成る。
料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改質反
応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器と、
この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスとして
燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極
に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を行な
い電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電池発
電システムにおいて、改質器により生成された改質ガス
からの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電
機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によっ
て駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクターと、スチームイン
ジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離す
る蒸気分離器とを備えて成る。
【００１７】さらに、請求項３に対応する発明では、原
燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改質
反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器
と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスと
して燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化
剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を
行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電
池発電システムにおいて、改質器を出た燃焼排ガスから
の発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電機が
結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によって駆
動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクターと、スチームインジェ
クターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離する蒸
気分離器とを備えて成る。
燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改質
反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器
と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスと
して燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化
剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を
行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電
池発電システムにおいて、改質器を出た燃焼排ガスから
の発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電機が
結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によって駆
動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクターと、スチームインジェ
クターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離する蒸
気分離器とを備えて成る。
【００１８】さらにまた、請求項４に対応する発明で
は、水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空気等
の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学的
に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電池
を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料電池
の酸化剤極を出た酸化剤排ガスからの発熱によって蒸気
を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、蒸気発生
器により発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン
と、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターとを備えて成る。
は、水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空気等
の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学的
に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電池
を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料電池
の酸化剤極を出た酸化剤排ガスからの発熱によって蒸気
を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、蒸気発生
器により発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン
と、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターとを備えて成る。
【００１９】ここで、特に上記スチームインジェクター
により加圧された蒸気を、蒸気発生器へ導入するように
することが望ましい。また、上記蒸気分離器により分離
された蒸気を、蒸気過熱器への蒸気として導入するよう
にすることが望ましい。
により加圧された蒸気を、蒸気発生器へ導入するように
することが望ましい。また、上記蒸気分離器により分離
された蒸気を、蒸気過熱器への蒸気として導入するよう
にすることが望ましい。
【００２０】
【作用】従って、請求項１に対応する発明の燃料電池発
電システムにおいては、燃料電池による発熱を用いて蒸
気を発生し、発生した蒸気によって蒸気タービンを駆動
し、蒸気タービンに結合した発電機にて発電を行なうこ
とにより、発電効率を向上させることができる。
電システムにおいては、燃料電池による発熱を用いて蒸
気を発生し、発生した蒸気によって蒸気タービンを駆動
し、蒸気タービンに結合した発電機にて発電を行なうこ
とにより、発電効率を向上させることができる。
【００２１】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、余剰電池発熱を高
い熱効率で利用することができる。
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、余剰電池発熱を高
い熱効率で利用することができる。
【００２２】一方、請求項２に対応する発明の燃料電池
発電システムにおいては、改質器にで生成された改質ガ
スからの発熱を用いて蒸気を過熱し、過熱した蒸気によ
って蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発
電機にて発電を行なうことにより、発電効率を向上させ
ることができる。
発電システムにおいては、改質器にで生成された改質ガ
スからの発熱を用いて蒸気を過熱し、過熱した蒸気によ
って蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発
電機にて発電を行なうことにより、発電効率を向上させ
ることができる。
【００２３】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、改質ガス余剰熱を
高い熱効率で利用することができる。
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、改質ガス余剰熱を
高い熱効率で利用することができる。
【００２４】一方、請求項３に対応する発明の燃料電池
発電システムにおいては、改質器を出た燃焼排ガスから
の発熱を用いて蒸気を過熱し、過熱した蒸気によって蒸
気タービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発電機に
て発電を行なうことにより、発電効率を向上させること
ができる。
発電システムにおいては、改質器を出た燃焼排ガスから
の発熱を用いて蒸気を過熱し、過熱した蒸気によって蒸
気タービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発電機に
て発電を行なうことにより、発電効率を向上させること
ができる。
【００２５】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、改質器燃焼排ガス
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、改質器燃焼排ガス
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
【００２６】一方、請求項４に対応する発明の燃料電池
発電システムにおいては、燃料電池の酸化剤極を出た酸
化剤排ガスからの発熱を用いて蒸気を発生し、発生した
蒸気によって蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに結
合した発電機にて発電を行なうことにより、発電効率を
向上させることができる。
発電システムにおいては、燃料電池の酸化剤極を出た酸
化剤排ガスからの発熱を用いて蒸気を発生し、発生した
蒸気によって蒸気タービンを駆動し、蒸気タービンに結
合した発電機にて発電を行なうことにより、発電効率を
向上させることができる。
【００２７】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、酸化剤極排気余剰
熱を高い熱効率で利用することができる。
ビンを出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のような凝
縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法では
なく、スチームインジェクターによって加圧することに
より、従来では凝縮器からシステム外に排出していた熱
も利用して発電を行なうことにより、酸化剤極排気余剰
熱を高い熱効率で利用することができる。
【００２８】
【実施例】本発明は、前述した燃料電池発電システムに
おいて、システムの余剰熱を回収し、その熱を用いて蒸
気を発生・過熱し、発生・過熱した蒸気によって蒸気タ
ービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発電機にて発
電を行なうようにし、また発生・過熱した蒸気を用いた
蒸気発電サイクルでは、蒸気タービンを出た低圧の蒸気
を加圧する際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝
縮させポンプで加圧する方法ではなく、スチームインジ
ェクターを用いて蒸気を加圧するようにするものであ
る。
おいて、システムの余剰熱を回収し、その熱を用いて蒸
気を発生・過熱し、発生・過熱した蒸気によって蒸気タ
ービンを駆動し、蒸気タービンに結合した発電機にて発
電を行なうようにし、また発生・過熱した蒸気を用いた
蒸気発電サイクルでは、蒸気タービンを出た低圧の蒸気
を加圧する際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝
縮させポンプで加圧する方法ではなく、スチームインジ
ェクターを用いて蒸気を加圧するようにするものであ
る。
【００２９】この場合、特に蒸気の発生・過熱用の熱と
して、電池発熱、または改質器で生成した高温の改質ガ
スの余剰熱、あるいは改質器を出た燃焼排ガスの余剰
熱、もしくは酸化剤極を出た酸化剤排ガスの余剰熱を用
いて、蒸気を発生・過熱させるようにする。
して、電池発熱、または改質器で生成した高温の改質ガ
スの余剰熱、あるいは改質器を出た燃焼排ガスの余剰
熱、もしくは酸化剤極を出た酸化剤排ガスの余剰熱を用
いて、蒸気を発生・過熱させるようにする。
【００３０】以下、上記のような考え方に基づく本発明
の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本実施例による燃料電池発電
システムの構成例を示すブロック図であり、図６および
図７と同一要素には同一符号を付して示し、さらに重複
する部分についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。 （第１の実施例）図１は、本実施例による燃料電池発電
システムの構成例を示すブロック図であり、図６および
図７と同一要素には同一符号を付して示し、さらに重複
する部分についてはその説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
【００３１】すなわち、本実施例の燃料電池発電システ
ムは、図１に示すように、燃料電池１における余剰の電
池発熱を除去し、その熱によって蒸気を発生する蒸気発
生器１４と、蒸気発生器１４により発生した蒸気によっ
て駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直
結した発電機１１とを設ける。
ムは、図１に示すように、燃料電池１における余剰の電
池発熱を除去し、その熱によって蒸気を発生する蒸気発
生器１４と、蒸気発生器１４により発生した蒸気によっ
て駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直
結した発電機１１とを設ける。
【００３２】また、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクター１５を設ける。次に、
以上のように構成した本実施例の燃料電池発電システム
においては、従来ではシステム外に排出していた燃料電
池１の余剰電池発熱を用いて、蒸気発生器１４で蒸気を
発生し、発生した蒸気によって蒸気タービン１０を駆動
し、蒸気タービン１０に結合した発電機１１にて発電を
行なう。これにより、発電効率を向上させることができ
る。
加圧するスチームインジェクター１５を設ける。次に、
以上のように構成した本実施例の燃料電池発電システム
においては、従来ではシステム外に排出していた燃料電
池１の余剰電池発熱を用いて、蒸気発生器１４で蒸気を
発生し、発生した蒸気によって蒸気タービン１０を駆動
し、蒸気タービン１０に結合した発電機１１にて発電を
行なう。これにより、発電効率を向上させることができ
る。
【００３３】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
【００３４】なお、図２は、代表的なスチームインジェ
クター１５の流体の状態を示す図である。すなわち、ス
チームインジェクター１５に流入した蒸気は、流入した
高圧の水によって冷却され、その一部が水となる。そし
て、この時の凝縮エネルギーによって、流入した高圧の
水より高い圧力にまで昇圧する。
クター１５の流体の状態を示す図である。すなわち、ス
チームインジェクター１５に流入した蒸気は、流入した
高圧の水によって冷却され、その一部が水となる。そし
て、この時の凝縮エネルギーによって、流入した高圧の
水より高い圧力にまで昇圧する。
【００３５】上述したように、本実施例の燃料電池発電
システムでは、燃料電池１における余剰の電池発熱を除
去し、その熱によって蒸気を発生する蒸気発生器１４
と、蒸気発生器１４により発生した蒸気によって駆動す
る蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直結した発
電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を加圧す
るスチームインジェクター１５とを設けるようにしたも
のである。
システムでは、燃料電池１における余剰の電池発熱を除
去し、その熱によって蒸気を発生する蒸気発生器１４
と、蒸気発生器１４により発生した蒸気によって駆動す
る蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直結した発
電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を加圧す
るスチームインジェクター１５とを設けるようにしたも
のである。
【００３６】従って、従来ではシステム外に排出してい
た、燃料電池１の余剰電池発熱を用いて蒸気を発生し、
その蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気ター
ビン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システ
ム外に排出していた電池余剰発熱を利用して発電をする
ことができるため、燃料電池発電システム本体側には影
響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
た、燃料電池１の余剰電池発熱を用いて蒸気を発生し、
その蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気ター
ビン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システ
ム外に排出していた電池余剰発熱を利用して発電をする
ことができるため、燃料電池発電システム本体側には影
響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
【００３７】また、前述の蒸気を用いた発電サイクルに
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
【００３８】（第２の実施例）図３は、本実施例による
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３９】すなわち、本実施例の燃料電池発電システ
ムは、図３に示すように、改質器５により生成された改
質ガスから余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過
熱する蒸気過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱し
た蒸気によって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気ター
ビン１０に直結した発電機１１とを設ける。
ムは、図３に示すように、改質器５により生成された改
質ガスから余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過
熱する蒸気過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱し
た蒸気によって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気ター
ビン１０に直結した発電機１１とを設ける。
【００４０】また、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクター１５と、スチームイン
ジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離
器１７とを設ける。
加圧するスチームインジェクター１５と、スチームイン
ジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離
器１７とを設ける。
【００４１】次に、以上のように構成した本実施例の燃
料電池発電システムにおいては、従来ではシステム外に
排出していた改質器５にで生成された改質ガスの余剰熱
を用いて、蒸気過熱器１６で蒸気を過熱し、過熱した蒸
気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービン１
０に結合した発電機１１にて発電を行なう。これによ
り、発電効率を向上させることができる。
料電池発電システムにおいては、従来ではシステム外に
排出していた改質器５にで生成された改質ガスの余剰熱
を用いて、蒸気過熱器１６で蒸気を過熱し、過熱した蒸
気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービン１
０に結合した発電機１１にて発電を行なう。これによ
り、発電効率を向上させることができる。
【００４２】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
改質ガス余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
改質ガス余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
【００４３】上述したように、本実施例の燃料電池発電
システムでは、改質器５により生成された改質ガスから
余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸気
過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気によ
って駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に
直結した発電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクター１５と、スチーム
インジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気
を分離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気
分離器１７とを設けるようにしたものである。
システムでは、改質器５により生成された改質ガスから
余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸気
過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気によ
って駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に
直結した発電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクター１５と、スチーム
インジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気
を分離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気
分離器１７とを設けるようにしたものである。
【００４４】従って、改質器５によって生成した高温の
改質ガスを燃料電池１のアノード２に導入する前に余剰
の熱を取り去る必要があり、従来ではシステム外に排出
していた、この改質ガス余剰熱を用いて蒸気を過熱し、
その蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気ター
ビン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システ
ム外に排出していた改質ガス余剰熱を利用して発電をす
ることができるため、燃料電池発電システム本体側には
影響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
改質ガスを燃料電池１のアノード２に導入する前に余剰
の熱を取り去る必要があり、従来ではシステム外に排出
していた、この改質ガス余剰熱を用いて蒸気を過熱し、
その蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気ター
ビン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システ
ム外に排出していた改質ガス余剰熱を利用して発電をす
ることができるため、燃料電池発電システム本体側には
影響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
【００４５】また、前述の蒸気を用いた発電サイクルに
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
【００４６】（第３の実施例）図４は、本実施例による
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００４７】すなわち、本実施例の燃料電池発電システ
ムは、図４に示すように、改質器５を出た燃焼排ガスか
ら余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸
気過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気に
よって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０
に直結した発電機１１とを設ける。
ムは、図４に示すように、改質器５を出た燃焼排ガスか
ら余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸
気過熱器１６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気に
よって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０
に直結した発電機１１とを設ける。
【００４８】また、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクター１５と、スチームイン
ジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離
器１７とを設ける。
加圧するスチームインジェクター１５と、スチームイン
ジェクター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離
器１７とを設ける。
【００４９】次に、以上のように構成した本実施例の燃
料電池発電システムにおいては、従来ではシステム外に
排出していた改質器５を出た燃焼排ガスからの余剰熱を
用いて、蒸気過熱器１６で蒸気を過熱し、過熱した蒸気
によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービン１０
に結合した発電機１１にて発電を行なう。これにより、
発電効率を向上させることができる。
料電池発電システムにおいては、従来ではシステム外に
排出していた改質器５を出た燃焼排ガスからの余剰熱を
用いて、蒸気過熱器１６で蒸気を過熱し、過熱した蒸気
によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービン１０
に結合した発電機１１にて発電を行なう。これにより、
発電効率を向上させることができる。
【００５０】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
改質ガス余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
改質ガス余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
【００５１】上述したように、本実施例の燃料電池発電
システムでは、改質器５を出た燃焼排ガスから余剰の熱
を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器１
６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気によって駆動
する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直結した
発電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を加圧
するスチームインジェクター１５と、スチームインジェ
クター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離
し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離器
１７とを設けるようにしたものである。
システムでは、改質器５を出た燃焼排ガスから余剰の熱
を回収し、その熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器１
６と、蒸気発生器１６により過熱した蒸気によって駆動
する蒸気タービン１０と、蒸気タービン１０に直結した
発電機１１と、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を加圧
するスチームインジェクター１５と、スチームインジェ
クター１５を出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離
し、蒸気過熱器１６への蒸気として導入する蒸気分離器
１７とを設けるようにしたものである。
【００５２】従って、従来ではシステム外に排出してい
た、改質器燃焼排ガス余剰熱を用いて蒸気を過熱し、そ
の蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービ
ン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システム
外に排出していた改質ガス余剰熱を利用して発電をする
ことができるため、燃料電池発電システム本体側には影
響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
た、改質器燃焼排ガス余剰熱を用いて蒸気を過熱し、そ
の蒸気によって蒸気タービン１０を駆動し、蒸気タービ
ン１０に結合した発電機で発電を行なうので、システム
外に排出していた改質ガス余剰熱を利用して発電をする
ことができるため、燃料電池発電システム本体側には影
響を与えずに、発電効率の向上を図ることが可能とな
る。
【００５３】また、前述の蒸気を用いた発電サイクルに
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
【００５４】（第４の実施例）図５は、本実施例による
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
燃料電池発電システムの構成例を示すブロック図であ
り、図６および図７と同一要素には同一符号を付して示
し、さらに重複する部分についてはその説明を省略し、
ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００５５】すなわち、本実施例の燃料電池発電システ
ムは、図５に示すように、燃料電池１のカソード極３を
出た酸化剤排ガスから余剰の熱を回収し、その熱によっ
て蒸気を発生する蒸気発生器１４と、蒸気発生器１４に
より発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン１０
と、蒸気タービン１０に直結した発電機１１とを設け
る。
ムは、図５に示すように、燃料電池１のカソード極３を
出た酸化剤排ガスから余剰の熱を回収し、その熱によっ
て蒸気を発生する蒸気発生器１４と、蒸気発生器１４に
より発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン１０
と、蒸気タービン１０に直結した発電機１１とを設け
る。
【００５６】また、蒸気タービン１０を出た低圧蒸気を
加圧するスチームインジェクター１５を設ける。次に、
以上のように構成した本実施例の燃料電池発電システム
においては、従来ではシステム外に排出していた燃料電
池１のカソード極３排ガスからの余剰熱を用いて、蒸気
発生器１４で蒸気を発生し、発生した蒸気によって蒸気
タービン１０を駆動し、蒸気タービン１０に結合した発
電機１１にて発電を行なう。これにより、発電効率を向
上させることができる。
加圧するスチームインジェクター１５を設ける。次に、
以上のように構成した本実施例の燃料電池発電システム
においては、従来ではシステム外に排出していた燃料電
池１のカソード極３排ガスからの余剰熱を用いて、蒸気
発生器１４で蒸気を発生し、発生した蒸気によって蒸気
タービン１０を駆動し、蒸気タービン１０に結合した発
電機１１にて発電を行なう。これにより、発電効率を向
上させることができる。
【００５７】また、蒸気発電サイクルにおいて蒸気ター
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
ビン１０を出た低圧の蒸気を加圧する際に、従来のよう
な凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポンプで加圧する方法
ではなく、スチームインジェクター１５によって蒸気を
加圧することにより、従来では凝縮器からシステム外に
排出していた熱も利用して発電を行なう。これにより、
余剰熱を高い熱効率で利用することができる。
【００５８】上述したように、本実施例の燃料電池発電
システムでは、燃料電池１のカソード極３を出た酸化剤
排ガスから余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を発
生する蒸気発生器１４と、蒸気発生器１４により発生し
た蒸気によって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気ター
ビン１０に直結した発電機１１と、蒸気タービン１０を
出た低圧蒸気を加圧するスチームインジェクター１５と
を設けるようにしたものである。
システムでは、燃料電池１のカソード極３を出た酸化剤
排ガスから余剰の熱を回収し、その熱によって蒸気を発
生する蒸気発生器１４と、蒸気発生器１４により発生し
た蒸気によって駆動する蒸気タービン１０と、蒸気ター
ビン１０に直結した発電機１１と、蒸気タービン１０を
出た低圧蒸気を加圧するスチームインジェクター１５と
を設けるようにしたものである。
【００５９】従って、従来ではシステム外に排出してい
た、燃料電池１のカソード極３排ガスからの余剰熱を用
いて蒸気を発生し、その蒸気によって蒸気タービン１０
を駆動し、蒸気タービン１０に結合した発電機で発電を
行なうので、システム外に排出していた電池余剰発熱を
利用して発電をすることができるため、燃料電池発電シ
ステム本体側には影響を与えずに、発電効率の向上を図
ることが可能となる。
た、燃料電池１のカソード極３排ガスからの余剰熱を用
いて蒸気を発生し、その蒸気によって蒸気タービン１０
を駆動し、蒸気タービン１０に結合した発電機で発電を
行なうので、システム外に排出していた電池余剰発熱を
利用して発電をすることができるため、燃料電池発電シ
ステム本体側には影響を与えずに、発電効率の向上を図
ることが可能となる。
【００６０】また、前述の蒸気を用いた発電サイクルに
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
おいて、蒸気タービン１０を出た低圧の蒸気を加圧する
際に、従来のような凝縮器を用いて蒸気を凝縮させポン
プで加圧する方法ではなく、スチームインジェクター１
５によって加圧するので、従来では凝縮器からシステム
外に排出していた熱も利用して発電を行なうこと我で切
るため、余剰電池発熱を高い熱効率で利用することが可
能となる。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に対応す
る発明によれば、水素等の燃料ガスを燃料極に導入する
と共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生
する燃料電池を備えて成る燃料電池発電システムにおい
て、燃料電池による発熱によって蒸気を発生する蒸気発
生器と、発電機が結合され、蒸気発生器により発生した
蒸気によって駆動される蒸気タービンと、蒸気タービン
を出た低圧蒸気を加圧するスチームインジェクターとを
備えるようにしたので、発電効率の向上を著しく図るこ
とができ、またシステムの余剰電池発熱を高い熱効率で
利用することが可能な燃料電池発電システムが提供でき
る。
る発明によれば、水素等の燃料ガスを燃料極に導入する
と共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これら
を電気化学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生
する燃料電池を備えて成る燃料電池発電システムにおい
て、燃料電池による発熱によって蒸気を発生する蒸気発
生器と、発電機が結合され、蒸気発生器により発生した
蒸気によって駆動される蒸気タービンと、蒸気タービン
を出た低圧蒸気を加圧するスチームインジェクターとを
備えるようにしたので、発電効率の向上を著しく図るこ
とができ、またシステムの余剰電池発熱を高い熱効率で
利用することが可能な燃料電池発電システムが提供でき
る。
【００６２】また、請求項２に対応する発明によれば、
原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改
質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器
と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスと
して燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化
剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を
行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電
池発電システムにおいて、改質器により生成された改質
ガスからの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、
発電機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気に
よって駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低
圧蒸気を加圧するスチームインジェクターと、スチーム
インジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離する蒸気分離器とを備えるようにしたので、発電効率
の向上を著しく図ることができ、またシステムの改質ガ
ス余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料電池
発電システムが提供できる。
原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸気改
質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改質器
と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガスと
して燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを酸化
剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発電を
行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃料電
池発電システムにおいて、改質器により生成された改質
ガスからの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、
発電機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気に
よって駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低
圧蒸気を加圧するスチームインジェクターと、スチーム
インジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分
離する蒸気分離器とを備えるようにしたので、発電効率
の向上を著しく図ることができ、またシステムの改質ガ
ス余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料電池
発電システムが提供できる。
【００６３】さらに、請求項３に対応する発明によれ
ば、原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸
気改質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改
質器と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガ
スとして燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを
酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発
電を行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃
料電池発電システムにおいて、改質器を出た燃焼排ガス
からの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電
機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によっ
て駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクターと、スチームイン
ジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離す
る蒸気分離器とを備えるようにしたので、発電効率の向
上を著しく図ることができ、またシステムの改質器燃焼
排ガス余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料
電池発電システムが提供できる。
ば、原燃料および水蒸気の混合ガスを導入し、かつ水蒸
気改質反応によって混合ガスから改質ガスを生成する改
質器と、この改質器により生成された改質ガスを燃料ガ
スとして燃料極に導入すると共に空気等の酸化剤ガスを
酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に反応させて発
電を行ない電気出力を発生する燃料電池を備えて成る燃
料電池発電システムにおいて、改質器を出た燃焼排ガス
からの発熱によって蒸気を過熱する蒸気過熱器と、発電
機が結合され、蒸気過熱器により過熱された蒸気によっ
て駆動する蒸気タービンと、蒸気タービンを出た低圧蒸
気を加圧するスチームインジェクターと、スチームイン
ジェクターを出た蒸気と水の２相流体から蒸気を分離す
る蒸気分離器とを備えるようにしたので、発電効率の向
上を著しく図ることができ、またシステムの改質器燃焼
排ガス余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料
電池発電システムが提供できる。
【００６４】さらにまた、請求項４に対応する発明によ
れば、水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空気
等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学
的に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電
池を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料電
池の酸化剤極を出た酸化剤排ガスからの発熱によって蒸
気を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、蒸気発
生器により発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン
と、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターとを備えるようにしたので、発電効率の向
上を著しく図ることができ、またシステムの酸化剤極排
気余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料電池
発電システムが提供できる。
れば、水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると共に空気
等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学
的に反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電
池を備えて成る燃料電池発電システムにおいて、燃料電
池の酸化剤極を出た酸化剤排ガスからの発熱によって蒸
気を発生する蒸気発生器と、発電機が結合され、蒸気発
生器により発生した蒸気によって駆動する蒸気タービン
と、蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターとを備えるようにしたので、発電効率の向
上を著しく図ることができ、またシステムの酸化剤極排
気余剰熱を高い熱効率で利用することが可能な燃料電池
発電システムが提供できる。
【図１】本発明による燃料電池発電システムの第１の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図２】同実施例におけるスチームインジェクターの流
体状態を示す図。
体状態を示す図。
【図３】本発明による燃料電池発電システムの第２の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図４】本発明による燃料電池発電システムの第３の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図５】本発明による燃料電池発電システムの第４の実
施例を示すブロック図。
施例を示すブロック図。
【図６】従来の燃料電池発電システムの構成例を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図７】蒸気タービンによって発電を行なうシステムの
構成例を示すブロック図。
構成例を示すブロック図。
１…燃料電池、 ２…アノード極、 ３…カソード極、 ４…冷却板、 ５…改質器、 ６…改質ガス熱交換器、 ７…電池冷却熱交換器、 ８…カソード排気熱交換器、 ９…蒸気発生器、 １０…蒸気タービン、 １１…発電機、 １２…凝縮器、 １３…ポンプ、 １４…蒸気発生器、 １５…スチームインジェクター、 １６…蒸気過熱器、 １７…蒸気分離器。
Claims (6)
- 【請求項１】 水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると
共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生す
る燃料電池を備えて成る燃料電池発電システムにおい
て、 前記燃料電池による発熱によって蒸気を発生する蒸気発
生器と、 発電機が結合され、前記蒸気発生器により発生した蒸気
によって駆動される蒸気タービンと、 前記蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターと、 を備えて成ることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 【請求項２】 原燃料および水蒸気の混合ガスを導入
し、かつ水蒸気改質反応によって混合ガスから改質ガス
を生成する改質器と、この改質器により生成された改質
ガスを燃料ガスとして燃料極に導入すると共に空気等の
酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電池を
備えて成る燃料電池発電システムにおいて、 前記改質器により生成された改質ガスからの発熱によっ
て蒸気を過熱する蒸気過熱器と、 発電機が結合され、前記蒸気過熱器により過熱された蒸
気によって駆動する蒸気タービンと、 前記蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターと、 前記スチームインジェクターを出た蒸気と水の２相流体
から蒸気を分離する蒸気分離器と、 を備えて成ることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 【請求項３】 原燃料および水蒸気の混合ガスを導入
し、かつ水蒸気改質反応によって混合ガスから改質ガス
を生成する改質器と、この改質器により生成された改質
ガスを燃料ガスとして燃料極に導入すると共に空気等の
酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを電気化学的に
反応させて発電を行ない電気出力を発生する燃料電池を
備えて成る燃料電池発電システムにおいて、 前記改質器を出た燃焼排ガスからの発熱によって蒸気を
過熱する蒸気過熱器と、 発電機が結合され、前記蒸気過熱器により過熱された蒸
気によって駆動する蒸気タービンと、 前記蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターと、 前記スチームインジェクターを出た蒸気と水の２相流体
から蒸気を分離する蒸気分離器と、 を備えて成ることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 【請求項４】 水素等の燃料ガスを燃料極に導入すると
共に空気等の酸化剤ガスを酸化剤極に導入し、これらを
電気化学的に反応させて発電を行ない電気出力を発生す
る燃料電池を備えて成る燃料電池発電システムにおい
て、 前記燃料電池の酸化剤極を出た酸化剤排ガスからの発熱
によって蒸気を発生する蒸気発生器と、 発電機が結合され、前記蒸気発生器により発生した蒸気
によって駆動する蒸気タービンと、 前記蒸気タービンを出た低圧蒸気を加圧するスチームイ
ンジェクターと、 を備えて成ることを特徴とする燃料電池発電システム。 - 【請求項５】 前記請求項１または請求項４に記載の燃
料電池発電システムにおいて、 前記スチームインジェクターにより加圧された蒸気を、
前記蒸気発生器へ導入するようにしたことを特徴とする
燃料電池発電システム。 - 【請求項６】 前記請求項２または請求項３に記載の燃
料電池発電システムにおいて、 前記蒸気分離器により分離された蒸気を、前記蒸気過熱
器への蒸気として導入するようにしたことを特徴とする
燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058589A JPH08255622A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7058589A JPH08255622A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08255622A true JPH08255622A (ja) | 1996-10-01 |
Family
ID=13088677
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7058589A Pending JPH08255622A (ja) | 1995-03-17 | 1995-03-17 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08255622A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189298A1 (de) * | 2000-09-19 | 2002-03-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Anlage und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie |
| KR100802800B1 (ko) * | 2006-06-01 | 2008-02-12 | 엘에스전선 주식회사 | 연료전지 발전시스템 및 방법 |
| KR100802801B1 (ko) * | 2006-06-01 | 2008-02-12 | 엘에스전선 주식회사 | 연료전지를 이용한 열병합 발전 시스템 및 열병합 발전방법 |
| JP2014511012A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-05-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｃｏ２捕捉を用いて燃料電池からの収量を増加するための再循環施設 |
-
1995
- 1995-03-17 JP JP7058589A patent/JPH08255622A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1189298A1 (de) * | 2000-09-19 | 2002-03-20 | Siemens Aktiengesellschaft | Anlage und Verfahren zum Erzeugen elektrischer Energie |
| KR100802800B1 (ko) * | 2006-06-01 | 2008-02-12 | 엘에스전선 주식회사 | 연료전지 발전시스템 및 방법 |
| KR100802801B1 (ko) * | 2006-06-01 | 2008-02-12 | 엘에스전선 주식회사 | 연료전지를 이용한 열병합 발전 시스템 및 열병합 발전방법 |
| JP2014511012A (ja) * | 2011-03-31 | 2014-05-01 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | Ｃｏ２捕捉を用いて燃料電池からの収量を増加するための再循環施設 |
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