JPH0845527A - 燃料電池発電装置の運転方法 - Google Patents
燃料電池発電装置の運転方法Info
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- JPH0845527A JPH0845527A JP6175489A JP17548994A JPH0845527A JP H0845527 A JPH0845527 A JP H0845527A JP 6175489 A JP6175489 A JP 6175489A JP 17548994 A JP17548994 A JP 17548994A JP H0845527 A JPH0845527 A JP H0845527A
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- fuel cell
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- gas
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 プラント緊急停止時における燃料電池のアノ
ード側とカソード側及び格納容器内との間の差圧を許容
値内に保持して燃料電池の安全を図る。 【構成】 燃料電池５のカソードＣaに空気を供給する
空気ブロワ２９を、燃料電池５の通常運転時に低速回転
で常時運転しておき、プラント緊急停止指令３７の発生
時に、前記空気ブロワ２９の回転を所定時間継続させ
て、燃料電池５のカソードＣa側の急速な圧力低下を遅
らせた後、前記空気ブロワ２９の回転を停止することに
より、アノードＡn側とカソードＣa側及び格納容器８内
との間の差圧を許容値内に保持する。
ード側とカソード側及び格納容器内との間の差圧を許容
値内に保持して燃料電池の安全を図る。 【構成】 燃料電池５のカソードＣaに空気を供給する
空気ブロワ２９を、燃料電池５の通常運転時に低速回転
で常時運転しておき、プラント緊急停止指令３７の発生
時に、前記空気ブロワ２９の回転を所定時間継続させ
て、燃料電池５のカソードＣa側の急速な圧力低下を遅
らせた後、前記空気ブロワ２９の回転を停止することに
より、アノードＡn側とカソードＣa側及び格納容器８内
との間の差圧を許容値内に保持する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラントを緊急停止す
る時に燃料電池に異常差圧を生じさせないようにした燃
料電池発電装置の運転方法に関する。
る時に燃料電池に異常差圧を生じさせないようにした燃
料電池発電装置の運転方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型の燃料電池は、高効率で環
境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特徴
を有しており、水力、火力、原子力に続く発電システム
として注目を集め、現在世界各国で鋭意研究が進められ
ている。
境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特徴
を有しており、水力、火力、原子力に続く発電システム
として注目を集め、現在世界各国で鋭意研究が進められ
ている。
【０００３】図４は天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型
の燃料電池発電装置の一例を示す図である。図示するよ
うに、発電設備は、天然ガスと水蒸気とを混合した燃料
ガス１を水素を含むアノードガス２に改質する改質器３
と、酸素を含むカソードガス４と前記アノードガス２と
から発電する燃料電池５とを一般に備えており、改質器
３で作られたアノードガス２は燃料電池５のアノードＡ
nに供給され、燃料電池５内でその大部分を消費してア
ノード排ガス６となり、アノード排ガスライン７により
燃焼用ガスとして改質器３の燃焼室Ｃoに供給される。
なお、燃料電池５は格納容器８に格納され可燃性ガス等
の外部への漏洩を防止して安全性を高めている。
の燃料電池発電装置の一例を示す図である。図示するよ
うに、発電設備は、天然ガスと水蒸気とを混合した燃料
ガス１を水素を含むアノードガス２に改質する改質器３
と、酸素を含むカソードガス４と前記アノードガス２と
から発電する燃料電池５とを一般に備えており、改質器
３で作られたアノードガス２は燃料電池５のアノードＡ
nに供給され、燃料電池５内でその大部分を消費してア
ノード排ガス６となり、アノード排ガスライン７により
燃焼用ガスとして改質器３の燃焼室Ｃoに供給される。
なお、燃料電池５は格納容器８に格納され可燃性ガス等
の外部への漏洩を防止して安全性を高めている。
【０００４】改質器３は燃料電池５を出たアノード排ガ
ス６中の可燃成分（水素、一酸化炭素、メタン等）とカ
ソード排ガス９の一部とで燃焼して高温の燃焼排ガス１
０を生成する燃焼室Ｃoと、内部に改質触媒が充填され
ていて燃焼室Ｃoからの伝熱により燃料ガス１を改質す
る改質室Ｒeとからなっており、改質室Ｒeで改質された
水素を含む高温のアノードガス２は、燃料加熱器１１を
通り冷却されて燃料電池５のアノードＡnに供給され
る。一方放熱により温度の下がった燃焼排ガス１０は排
ガス供給ライン１２を通り空気予熱器１３で冷却され、
凝縮器１４及び気水分離ドラム１５により水分が除去さ
れ、低温ブロワ１６により加圧され、空気１７と混合
し、空気予熱器１３により加熱され、カソード循環ライ
ン１８に入る。また、気水分離ドラム１５の出口には、
燃焼排ガス１０の圧力が高い時に開く安全弁１９及び排
ガス処理装置２０が接続されている。
ス６中の可燃成分（水素、一酸化炭素、メタン等）とカ
ソード排ガス９の一部とで燃焼して高温の燃焼排ガス１
０を生成する燃焼室Ｃoと、内部に改質触媒が充填され
ていて燃焼室Ｃoからの伝熱により燃料ガス１を改質す
る改質室Ｒeとからなっており、改質室Ｒeで改質された
水素を含む高温のアノードガス２は、燃料加熱器１１を
通り冷却されて燃料電池５のアノードＡnに供給され
る。一方放熱により温度の下がった燃焼排ガス１０は排
ガス供給ライン１２を通り空気予熱器１３で冷却され、
凝縮器１４及び気水分離ドラム１５により水分が除去さ
れ、低温ブロワ１６により加圧され、空気１７と混合
し、空気予熱器１３により加熱され、カソード循環ライ
ン１８に入る。また、気水分離ドラム１５の出口には、
燃焼排ガス１０の圧力が高い時に開く安全弁１９及び排
ガス処理装置２０が接続されている。
【０００５】カソードガス４は、燃料電池５のカソード
Ｃaで一部が反応して高温のカソード排ガス９となり、
カソード排ガスライン３４により空気１７を圧縮するタ
ービン圧縮機２１に導かれて動力を回収した後、さらに
排熱回収のため蒸気発生器２２で水蒸気を発生して系外
に排出される。この水蒸気２３は蒸気ライン２４により
燃料ガス供給ライン２５に送られ原料ブロワ２７から送
られてくる原料ガス２６と混合して燃料ガス１となり改
質器３に供給される。
Ｃaで一部が反応して高温のカソード排ガス９となり、
カソード排ガスライン３４により空気１７を圧縮するタ
ービン圧縮機２１に導かれて動力を回収した後、さらに
排熱回収のため蒸気発生器２２で水蒸気を発生して系外
に排出される。この水蒸気２３は蒸気ライン２４により
燃料ガス供給ライン２５に送られ原料ブロワ２７から送
られてくる原料ガス２６と混合して燃料ガス１となり改
質器３に供給される。
【０００６】前記燃料電池５のカソード排ガス９の一部
は、カソード循環ライン１８により前記空気予熱器１３
からの空気と合流して高温ブロワ２８により、カソード
ガス４として燃料電池５のカソードＣaに循環供給され
る。
は、カソード循環ライン１８により前記空気予熱器１３
からの空気と合流して高温ブロワ２８により、カソード
ガス４として燃料電池５のカソードＣaに循環供給され
る。
【０００７】また、タービン圧縮機２１の空気圧縮機Ｃ
で圧縮された空気１７は低温ブロワ１６の出口で燃焼排
ガス１０と合流する。タービン圧縮機２１には空気ブロ
ワ２９を有するバイパスライン３０が設けられており、
タービン圧縮機２１の容量が不足した時のバックアップ
に使用される。
で圧縮された空気１７は低温ブロワ１６の出口で燃焼排
ガス１０と合流する。タービン圧縮機２１には空気ブロ
ワ２９を有するバイパスライン３０が設けられており、
タービン圧縮機２１の容量が不足した時のバックアップ
に使用される。
【０００８】即ち、上記空気ブロワ２９は、図５に示す
ように、燃料電池５の起動時を含む低負荷運転時等のタ
ービン圧縮機２１に送られるカソード排ガス９の流量が
少ない時にも空気１７の要求量を満たすために、空気圧
縮機Ｃの不足分を補うように作動させるものであり、よ
って空気ブロワ２９は起動と停止を繰り返すように運転
されている。従って、前記空気ブロワ２９は、他の低温
ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ２８に指示さ
れている運転指令４２とは別に図示しない運転制御装置
からの低負荷時運転指令４３によって制御されるように
なっている。
ように、燃料電池５の起動時を含む低負荷運転時等のタ
ービン圧縮機２１に送られるカソード排ガス９の流量が
少ない時にも空気１７の要求量を満たすために、空気圧
縮機Ｃの不足分を補うように作動させるものであり、よ
って空気ブロワ２９は起動と停止を繰り返すように運転
されている。従って、前記空気ブロワ２９は、他の低温
ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ２８に指示さ
れている運転指令４２とは別に図示しない運転制御装置
からの低負荷時運転指令４３によって制御されるように
なっている。
【０００９】図４において、原料ブロワ２７の出口には
燃料供給弁３１が設けてあり、該燃料供給弁３１の出口
にはＮ2供給弁３２を備えたＮ2ガスパージライン３３が
接続されている。また、前記格納容器８には、低温ブロ
ワ１６出口の排ガスが排ガス供給ライン３５を介して供
給されており、また格納容器８は戻りライン３６を介し
てカソード循環ライン１８に接続されて、格納容器８内
が所定の圧力に保持されるようになっている。
燃料供給弁３１が設けてあり、該燃料供給弁３１の出口
にはＮ2供給弁３２を備えたＮ2ガスパージライン３３が
接続されている。また、前記格納容器８には、低温ブロ
ワ１６出口の排ガスが排ガス供給ライン３５を介して供
給されており、また格納容器８は戻りライン３６を介し
てカソード循環ライン１８に接続されて、格納容器８内
が所定の圧力に保持されるようになっている。
【００１０】プラント稼動中は燃料供給弁３１は開とな
り、原料ブロワ２７により原料ガス２６が供給され、蒸
気ライン２４から供給される水蒸気２３と混合して燃料
ガス１となって改質器３の改質室Ｒeに供給されてい
る。なお、原料ガス２６としては天然ガスなどが用いら
れる。
り、原料ブロワ２７により原料ガス２６が供給され、蒸
気ライン２４から供給される水蒸気２３と混合して燃料
ガス１となって改質器３の改質室Ｒeに供給されてい
る。なお、原料ガス２６としては天然ガスなどが用いら
れる。
【００１１】燃料電池発電装置では、保護インターロッ
ク作動によるプラントの緊急停止指令が出されると、低
温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ２８、空気
ブロワ２９の全てが直ちに停止されるようになってお
り、そしてプラント緊急停止指令が出されると、燃料供
給弁３１は閉となり、配管及び改質器３の改質室Ｒe内
をＮ2パージするためＮ2供給弁３２が開となりＮ2ガス
がＮ2ガスパージライン３３により供給されるようにな
っている。
ク作動によるプラントの緊急停止指令が出されると、低
温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ２８、空気
ブロワ２９の全てが直ちに停止されるようになってお
り、そしてプラント緊急停止指令が出されると、燃料供
給弁３１は閉となり、配管及び改質器３の改質室Ｒe内
をＮ2パージするためＮ2供給弁３２が開となりＮ2ガス
がＮ2ガスパージライン３３により供給されるようにな
っている。
【００１２】燃料電池発電装置では、差圧によるガスの
漏洩によって高価な燃料電池５が破損する危険があり、
そのために、燃料電池５のアノードＡn側とカソードＣa
側との間の差圧及びアノードＡn側と格納容器８内と間
の差圧を許容値内に制御する必要がある。
漏洩によって高価な燃料電池５が破損する危険があり、
そのために、燃料電池５のアノードＡn側とカソードＣa
側との間の差圧及びアノードＡn側と格納容器８内と間
の差圧を許容値内に制御する必要がある。
【００１３】図６は保護インターロック回路の一例を示
すもので、燃料電池５のアノードＡn側とカソードＣa側
の差圧が許容値より大となった時、或いは格納容器８内
とアノードＡn側との差圧が許容値より大となった時、
及び燃料電池５の出口温度が設定温度より高くなった
時、或いはその他のプラント緊急停止項目の何れかが生
じた時は、プラント緊急停止指令３７が発せられるよう
になっており、且つプラント緊急停止指令３７が発せら
れると、ディレイタイマー３８とワイプアウト３９の組
合わせにより、緊急停止指令４０を一定時間出力し、そ
の後その緊急停止指令４０をクリアーにして、プラント
の起動（ＯＮ作動）が可能な状態に復帰させるようにし
た停止指令回路４１を備えている。該停止指令回路４１
からの緊急停止指令４０は、前記低温ブロワ１６、原料
ブロワ２７、高温ブロワ２８、空気ブロワ２９の夫々に
送られて、それらを同時に停止させるようにしている。
すもので、燃料電池５のアノードＡn側とカソードＣa側
の差圧が許容値より大となった時、或いは格納容器８内
とアノードＡn側との差圧が許容値より大となった時、
及び燃料電池５の出口温度が設定温度より高くなった
時、或いはその他のプラント緊急停止項目の何れかが生
じた時は、プラント緊急停止指令３７が発せられるよう
になっており、且つプラント緊急停止指令３７が発せら
れると、ディレイタイマー３８とワイプアウト３９の組
合わせにより、緊急停止指令４０を一定時間出力し、そ
の後その緊急停止指令４０をクリアーにして、プラント
の起動（ＯＮ作動）が可能な状態に復帰させるようにし
た停止指令回路４１を備えている。該停止指令回路４１
からの緊急停止指令４０は、前記低温ブロワ１６、原料
ブロワ２７、高温ブロワ２８、空気ブロワ２９の夫々に
送られて、それらを同時に停止させるようにしている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】前記溶融炭酸塩型の燃
料電池発電装置では、図４に太い実線で示すように、燃
料電池５のカソードＣaから出たカソード排ガス９が、
タービン圧縮機２１に導かれて圧力を開放されるまでの
カソード排ガスライン３４の長さは比較的短く、しかも
カソード排ガス９の流量が多いためにカソード排ガスラ
イン３４は大径となっている。
料電池発電装置では、図４に太い実線で示すように、燃
料電池５のカソードＣaから出たカソード排ガス９が、
タービン圧縮機２１に導かれて圧力を開放されるまでの
カソード排ガスライン３４の長さは比較的短く、しかも
カソード排ガス９の流量が多いためにカソード排ガスラ
イン３４は大径となっている。
【００１５】このため、緊急停止指令により高温ブロワ
２８が停止されると、大径のカソード排ガスライン３４
によりカソード排ガス９が直ちにタービン圧縮機２１に
開放され、これにより燃料電池５のカソードＣa側の圧
力は直ちに低下する。また、プラント停止時には、低温
ブロワ１６の停止と、カソード排ガス９の圧力低下によ
り、格納容器８内の圧力も直ちに低下することになる。
２８が停止されると、大径のカソード排ガスライン３４
によりカソード排ガス９が直ちにタービン圧縮機２１に
開放され、これにより燃料電池５のカソードＣa側の圧
力は直ちに低下する。また、プラント停止時には、低温
ブロワ１６の停止と、カソード排ガス９の圧力低下によ
り、格納容器８内の圧力も直ちに低下することになる。
【００１６】一方、原料ブロワ２７が停止されて燃料供
給弁３１が閉じられても、燃料ガス供給ライン２５内に
残っている燃料ガス１は改質が行われて、所定の間アノ
ードガス２が燃料電池５に供給され続けることになり、
更に図４に破線で示すように、燃料電池５から出たアノ
ード排ガス６は、アノード排ガスライン７を介して改質
器３に導かれて燃焼により燃焼排ガス１０となり、更に
排ガス供給ライン１２により、空気予熱器１３、凝縮器
１４を介して気水分離ドラム１５に開放されるまでの距
離が長く、しかも前記排ガス供給ライン１２を流れる燃
焼排ガス１０は前記カソード排ガス９と比較して流量が
少ないために小径となっている。
給弁３１が閉じられても、燃料ガス供給ライン２５内に
残っている燃料ガス１は改質が行われて、所定の間アノ
ードガス２が燃料電池５に供給され続けることになり、
更に図４に破線で示すように、燃料電池５から出たアノ
ード排ガス６は、アノード排ガスライン７を介して改質
器３に導かれて燃焼により燃焼排ガス１０となり、更に
排ガス供給ライン１２により、空気予熱器１３、凝縮器
１４を介して気水分離ドラム１５に開放されるまでの距
離が長く、しかも前記排ガス供給ライン１２を流れる燃
焼排ガス１０は前記カソード排ガス９と比較して流量が
少ないために小径となっている。
【００１７】このために、プラント緊急停止指令３７が
出て原料ブロワ２７が停止されても、燃料電池５に供給
されるアノードガス２の流量が減少し、これにより燃料
電池５から改質器３に供給されるアノード排ガス６の流
量が減少し、更に改質器３から出た燃焼排ガス１０が気
水分離ドラム１５に開放されて初めて圧力が低下するよ
うになっているために、前記燃料電池５のアノードＡn
側の圧力が低下するまでに長い時間が掛ってしまう。
出て原料ブロワ２７が停止されても、燃料電池５に供給
されるアノードガス２の流量が減少し、これにより燃料
電池５から改質器３に供給されるアノード排ガス６の流
量が減少し、更に改質器３から出た燃焼排ガス１０が気
水分離ドラム１５に開放されて初めて圧力が低下するよ
うになっているために、前記燃料電池５のアノードＡn
側の圧力が低下するまでに長い時間が掛ってしまう。
【００１８】この様に、プラント緊急停止時に、カソー
ド排ガスライン３４のカソード排ガス９の圧力、及び格
納容器８内の圧力は急速に低下するのに対して、アノー
ド排ガスライン７のアノード排ガス６の圧力はなかなか
低下せず、このために燃料電池５のアノードＡn側とカ
ソードＣa側との間の差圧、及び格納容器８内とアノー
ドＡn側との間の差圧が許容値を超えてしまう危険を有
していた。
ド排ガスライン３４のカソード排ガス９の圧力、及び格
納容器８内の圧力は急速に低下するのに対して、アノー
ド排ガスライン７のアノード排ガス６の圧力はなかなか
低下せず、このために燃料電池５のアノードＡn側とカ
ソードＣa側との間の差圧、及び格納容器８内とアノー
ドＡn側との間の差圧が許容値を超えてしまう危険を有
していた。
【００１９】本発明は上述の問題点に鑑みてなされたも
ので、プラント緊急停止時における燃料電池のアノード
側とカソード側との間及びアノード側と格納容器内との
間の差圧を許容値内に保持することができるようにした
燃料電池発電装置の運転方法を提供することを目的とす
る。
ので、プラント緊急停止時における燃料電池のアノード
側とカソード側との間及びアノード側と格納容器内との
間の差圧を許容値内に保持することができるようにした
燃料電池発電装置の運転方法を提供することを目的とす
る。
【００２０】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためになしたもので、原料ブロワ２７からの原料ガ
ス２６に水蒸気２３を加えた燃料ガス１を改質器３の改
質室Ｒeに導いて改質させ、改質した水素を含むアノー
ドガス２を燃料電池５のアノードＡnに供給すると共
に、カソードガス４を燃料電池５のカソードＣaに供給
することにより発電を行い、前記カソードＣaからのカ
ソード排ガス９をタービン圧縮機２１のタービンＴに導
き、また前記カソード排ガス９の一部を前記アノードＡ
nからのアノード排ガス６と共に改質器３の燃焼室Ｃoに
導いて燃焼させることにより改質の熱源とし、改質器３
からの燃焼排ガス１０を空気予熱器１３、凝縮器１４を
介して気水分離ドラム１５に導き、タービン圧縮機２１
における空気圧縮機Ｃと空気ブロワ２９からの空気１７
を、前記気水分離ドラム１５を経て低温ブロワ１６によ
り昇圧された燃焼排ガス１０及び前記カソード排ガス９
の一部と共に、カソード循環ライン１８を介して高温ブ
ロワ２８によりカソードガス４として燃料電池５のカソ
ードＣaに供給し、更に低温ブロワ１６出口の排ガスの
一部を格納容器８に導いて前記カソード循環ライン１８
に戻すようにしている燃料電池発電装置の運転方法であ
って、燃料電池５の通常運転時に前記空気ブロワ２９を
所定の低速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令
３７の発生時に、前記空気ブロワ２９の回転を所定時間
継続させて、燃料電池５のカソードＣa側の急速な圧力
低下を防止した後、空気ブロワ２９の回転を停止するこ
とを特徴とする燃料電池発電装置の運転方法、に係るも
のである。
するためになしたもので、原料ブロワ２７からの原料ガ
ス２６に水蒸気２３を加えた燃料ガス１を改質器３の改
質室Ｒeに導いて改質させ、改質した水素を含むアノー
ドガス２を燃料電池５のアノードＡnに供給すると共
に、カソードガス４を燃料電池５のカソードＣaに供給
することにより発電を行い、前記カソードＣaからのカ
ソード排ガス９をタービン圧縮機２１のタービンＴに導
き、また前記カソード排ガス９の一部を前記アノードＡ
nからのアノード排ガス６と共に改質器３の燃焼室Ｃoに
導いて燃焼させることにより改質の熱源とし、改質器３
からの燃焼排ガス１０を空気予熱器１３、凝縮器１４を
介して気水分離ドラム１５に導き、タービン圧縮機２１
における空気圧縮機Ｃと空気ブロワ２９からの空気１７
を、前記気水分離ドラム１５を経て低温ブロワ１６によ
り昇圧された燃焼排ガス１０及び前記カソード排ガス９
の一部と共に、カソード循環ライン１８を介して高温ブ
ロワ２８によりカソードガス４として燃料電池５のカソ
ードＣaに供給し、更に低温ブロワ１６出口の排ガスの
一部を格納容器８に導いて前記カソード循環ライン１８
に戻すようにしている燃料電池発電装置の運転方法であ
って、燃料電池５の通常運転時に前記空気ブロワ２９を
所定の低速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令
３７の発生時に、前記空気ブロワ２９の回転を所定時間
継続させて、燃料電池５のカソードＣa側の急速な圧力
低下を防止した後、空気ブロワ２９の回転を停止するこ
とを特徴とする燃料電池発電装置の運転方法、に係るも
のである。
【００２１】
【作用】燃料電池５の通常運転時、空気ブロワ２９を所
定の低速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令３
７の発生時に、低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温
ブロワ２８は直ちに停止させるが、空気ブロワ２９は所
定時間運転を継続させ、燃料電池５のカソードＣa側の
急速な圧力低下を防止し、プラント停止によりゆっくり
圧力が低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブ
ロワ２９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソー
ドＣa側及び格納容器８内との間の差圧が許容値内に保
持できる状態になってから、空気ブロワ２９の回転を停
止して、大きな差圧が発生することにより燃料電池５が
損傷するのを防止する。
定の低速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令３
７の発生時に、低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温
ブロワ２８は直ちに停止させるが、空気ブロワ２９は所
定時間運転を継続させ、燃料電池５のカソードＣa側の
急速な圧力低下を防止し、プラント停止によりゆっくり
圧力が低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブ
ロワ２９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソー
ドＣa側及び格納容器８内との間の差圧が許容値内に保
持できる状態になってから、空気ブロワ２９の回転を停
止して、大きな差圧が発生することにより燃料電池５が
損傷するのを防止する。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
する。
【００２３】図１は本発明を適用する燃料電池発電装置
の一例を示したものであり、図４と同一物には同じ符号
を付して詳細な説明は省略する。
の一例を示したものであり、図４と同一物には同じ符号
を付して詳細な説明は省略する。
【００２４】本発明を適用する燃料電池発電装置は、前
記図１に示すように、原料ブロワ２７からの原料ガス２
６に水蒸気２３を加えた燃料ガス１を改質器３に導いて
改質させ、改質した水素を含むアノードガス２を燃料電
池５のアノードＡnに供給すると共に、カソードガス４
を燃料電池５のカソードＣaに供給することにより発電
を行うようにしている。
記図１に示すように、原料ブロワ２７からの原料ガス２
６に水蒸気２３を加えた燃料ガス１を改質器３に導いて
改質させ、改質した水素を含むアノードガス２を燃料電
池５のアノードＡnに供給すると共に、カソードガス４
を燃料電池５のカソードＣaに供給することにより発電
を行うようにしている。
【００２５】前記カソードＣaからのカソード排ガス９
は、タービン圧縮機２１のタービンＴに導き、また前記
カソード排ガス９の一部は前記アノードＡnからのアノ
ード排ガス６と共に改質器３の燃焼室Ｃoに導いて燃焼
させることにより改質の際の熱源としている。
は、タービン圧縮機２１のタービンＴに導き、また前記
カソード排ガス９の一部は前記アノードＡnからのアノ
ード排ガス６と共に改質器３の燃焼室Ｃoに導いて燃焼
させることにより改質の際の熱源としている。
【００２６】改質器３の燃焼室Ｃoからの燃焼排ガス１
０は、空気予熱器１３、凝縮器１４を介して気水分離ド
ラム１５に導き、タービン圧縮機２１における空気圧縮
機Ｃと空気ブロワ２９からの空気１７を、前記気水分離
ドラム１５からの排ガスと共に、前記カソード排ガス９
の循環を行うカソード循環ライン１８に導き、高温ブロ
ワ２８によりカソードガス４として燃料電池５のカソー
ドＣaに供給するようにしている。
０は、空気予熱器１３、凝縮器１４を介して気水分離ド
ラム１５に導き、タービン圧縮機２１における空気圧縮
機Ｃと空気ブロワ２９からの空気１７を、前記気水分離
ドラム１５からの排ガスと共に、前記カソード排ガス９
の循環を行うカソード循環ライン１８に導き、高温ブロ
ワ２８によりカソードガス４として燃料電池５のカソー
ドＣaに供給するようにしている。
【００２７】上記構成を有した燃料電池発電装置におい
て、前記空気ブロワ２９に、図２に示すように、定常運
転時も所定の低速回転を行って所定の空気量Ｌ（例えば
最大負荷時の全空気要求量の１０〜３０％程度）を供給
し、これにより空気圧縮機Ｃの回転による空気との和に
よって要求量が達成されるように回転を制御する、常時
運転指令４４を入力するようにしている。
て、前記空気ブロワ２９に、図２に示すように、定常運
転時も所定の低速回転を行って所定の空気量Ｌ（例えば
最大負荷時の全空気要求量の１０〜３０％程度）を供給
し、これにより空気圧縮機Ｃの回転による空気との和に
よって要求量が達成されるように回転を制御する、常時
運転指令４４を入力するようにしている。
【００２８】また、図３に示す保護インターロック回路
を設ける。図３の保護インターロック回路は、図６に示
した従来装置と同様に、燃料電池５のアノードＡn側と
カソードＣa側の差圧が許容値より大となった時、或い
は格納容器８内とアノードＡn側との差圧が許容値より
大となった時、及び燃料電池５の出口温度が設定温度よ
り高くなった時、或いはその他のプラント緊急停止項目
の何れかが生じた時は、プラント緊急停止指令３７が発
せられるようになっており、且つプラント緊急停止指令
３７が発せられると、ディレイタイマー３８とワイプア
ウト３９の組合わせにより、緊急停止指令４０を一定時
間出力し、その後その緊急停止指令４０をクリアーにし
て、プラントの起動（ＯＮ作動）が可能な状態に復帰さ
せるようにした停止指令回路４１を備えている。
を設ける。図３の保護インターロック回路は、図６に示
した従来装置と同様に、燃料電池５のアノードＡn側と
カソードＣa側の差圧が許容値より大となった時、或い
は格納容器８内とアノードＡn側との差圧が許容値より
大となった時、及び燃料電池５の出口温度が設定温度よ
り高くなった時、或いはその他のプラント緊急停止項目
の何れかが生じた時は、プラント緊急停止指令３７が発
せられるようになっており、且つプラント緊急停止指令
３７が発せられると、ディレイタイマー３８とワイプア
ウト３９の組合わせにより、緊急停止指令４０を一定時
間出力し、その後その緊急停止指令４０をクリアーにし
て、プラントの起動（ＯＮ作動）が可能な状態に復帰さ
せるようにした停止指令回路４１を備えている。
【００２９】そして図３においては、前記停止指令回路
４１からの緊急停止指令４０は、前記低温ブロワ１６、
原料ブロワ２７、高温ブロワ２８の夫々に送られて、そ
れらを同時に停止させるようになっている。
４１からの緊急停止指令４０は、前記低温ブロワ１６、
原料ブロワ２７、高温ブロワ２８の夫々に送られて、そ
れらを同時に停止させるようになっている。
【００３０】一方、前記プラント緊急停止指令３７をタ
イマー４５に導き、更に該タイマー４５を、ディレイタ
イマー３８とワイプアウト３９を組合わせた前記とは別
の停止指令回路４６に接続し、該停止指令回路４６から
の空気ブロワ停止指令４７を空気ブロワ２９に導くよう
にした停止遅延回路４８を備える。
イマー４５に導き、更に該タイマー４５を、ディレイタ
イマー３８とワイプアウト３９を組合わせた前記とは別
の停止指令回路４６に接続し、該停止指令回路４６から
の空気ブロワ停止指令４７を空気ブロワ２９に導くよう
にした停止遅延回路４８を備える。
【００３１】次に上記実施例の作用を説明する。
【００３２】燃料電池５の通常運転時は、空気ブロワ２
９を常時運転指令４４により常に低速で運転するように
して、図２に示すように空気圧縮機Ｃと空気ブロワ２９
との両者で空気１７の要求量を保持させるようにする。
９を常時運転指令４４により常に低速で運転するように
して、図２に示すように空気圧縮機Ｃと空気ブロワ２９
との両者で空気１７の要求量を保持させるようにする。
【００３３】プラント緊急停止指令３７の発生時には、
図３に示すように停止指令回路４１からの緊急停止指令
４０によって低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブ
ロワ２８は直ちに停止される。
図３に示すように停止指令回路４１からの緊急停止指令
４０によって低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブ
ロワ２８は直ちに停止される。
【００３４】一方、前記プラント緊急停止指令３７は停
止遅延回路４８にも導かれるが、停止遅延回路４８には
タイマー４５が備えられているので、前記プラント緊急
停止指令３７が発せられても所定の時間だけ前記プラン
ト緊急停止指令３７の出力が停止され、これにより空気
ブロワ２９は回転が継続される。前記タイマー４５に設
定された時間経過後に、前記プラント緊急停止指令３７
が停止指令回路４６に出され、これにより空気ブロワ停
止指令４７が空気ブロワ２９に出力されて空気ブロワ２
９の回転が停止される。
止遅延回路４８にも導かれるが、停止遅延回路４８には
タイマー４５が備えられているので、前記プラント緊急
停止指令３７が発せられても所定の時間だけ前記プラン
ト緊急停止指令３７の出力が停止され、これにより空気
ブロワ２９は回転が継続される。前記タイマー４５に設
定された時間経過後に、前記プラント緊急停止指令３７
が停止指令回路４６に出され、これにより空気ブロワ停
止指令４７が空気ブロワ２９に出力されて空気ブロワ２
９の回転が停止される。
【００３５】前記したように、前記プラント緊急停止指
令３７の発生後、空気ブロワ２９の運転を所定時間継続
させることにより、プラント停止時に燃料電池５のカソ
ードＣa側の圧力が急速に低下するのを防止することが
できる。この時、プラント停止によってゆっくり圧力が
低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブロワ２
９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソードＣa側
及び格納容器８内との差圧が許容値内に保持できる状態
になるまでの所要時間を予め求めておき、この時間を前
記タイマー４５に設定しておくことにより、大きな差圧
の発生により燃料電池５が損傷するのを防止することが
できる。
令３７の発生後、空気ブロワ２９の運転を所定時間継続
させることにより、プラント停止時に燃料電池５のカソ
ードＣa側の圧力が急速に低下するのを防止することが
できる。この時、プラント停止によってゆっくり圧力が
低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブロワ２
９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソードＣa側
及び格納容器８内との差圧が許容値内に保持できる状態
になるまでの所要時間を予め求めておき、この時間を前
記タイマー４５に設定しておくことにより、大きな差圧
の発生により燃料電池５が損傷するのを防止することが
できる。
【００３６】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は燃料電池５の通常運転時、空気ブロワ２９を所定の低
速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令３７の発
生時に、低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ
２８は直ちに停止させるが、空気ブロワ２９は所定時間
運転を継続させ、燃料電池５のカソードＣa側の急速な
圧力低下を防止し、プラント停止によりゆっくり圧力が
低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブロワ２
９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソードＣa側
及び格納容器８内との間の差圧が許容値内に保持できる
状態になってから、空気ブロワ２９の回転を停止するよ
うにしているので、プラント緊急停止時に大きな差圧が
発生することによって燃料電池５が損傷する問題を防止
できるという優れた効果を奏し得る。
は燃料電池５の通常運転時、空気ブロワ２９を所定の低
速回転で運転しておき、プラント緊急停止指令３７の発
生時に、低温ブロワ１６、原料ブロワ２７、高温ブロワ
２８は直ちに停止させるが、空気ブロワ２９は所定時間
運転を継続させ、燃料電池５のカソードＣa側の急速な
圧力低下を防止し、プラント停止によりゆっくり圧力が
低下するアノードＡn側の圧力に対して、空気ブロワ２
９の回転を停止しても、アノードＡn側とカソードＣa側
及び格納容器８内との間の差圧が許容値内に保持できる
状態になってから、空気ブロワ２９の回転を停止するよ
うにしているので、プラント緊急停止時に大きな差圧が
発生することによって燃料電池５が損傷する問題を防止
できるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の方法を実施する燃料電池発電装置の全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】本発明における空気ブロワの運転方法を示す線
図である。
図である。
【図３】本発明に用いる保護インターロック回路の一例
を示す回路図である。
を示す回路図である。
【図４】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。
【図５】従来の空気ブロワの運転方法を示す線図であ
る。
る。
【図６】従来の保護インターロック回路の一例を示す回
路図である。
路図である。
１ 燃料ガス ２ アノードガス ３ 改質器 ４ カソードガス ５ 燃料電池 ６ アノード排ガス ８ 格納容器 ９ カソード排ガス １０ 燃焼排ガス １３ 空気予熱器 １４ 凝縮器 １５ 気水分離ドラム １６ 低温ブロワ １７ 空気 １８ カソード循環ライン ２１ タービン圧縮機 ２３ 水蒸気 ２６ 原料ガス ２７ 原料ブロワ ２８ 高温ブロワ ２９ 空気ブロワ ３７ プラント緊急停止指令 Ａn アノード Ｃa カソード Ｒe 改質室 Ｃo 燃焼室 Ｃ 空気圧縮機 Ｔ タービン
Claims (1)
- 【請求項１】 原料ブロワ（２７）からの原料ガス（２
６）に水蒸気（２３）を加えた燃料ガス（１）を改質器
（３）の改質室（Ｒe）に導いて改質させ、改質した水
素を含むアノードガス（２）を燃料電池（５）のアノー
ド（Ａn）に供給すると共に、カソードガス（４）を燃
料電池（５）のカソード（Ｃa）に供給することにより
発電を行い、前記カソード（Ｃa）からのカソード排ガ
ス（９）をタービン圧縮機（２１）のタービン（Ｔ）に
導き、また前記カソード排ガス（９）の一部を前記アノ
ード（Ａn）からのアノード排ガス（６）と共に改質器
（３）の燃焼室（Ｃo）に導いて燃焼させることにより
改質の熱源とし、改質器（３）からの燃焼排ガス（１
０）を空気予熱器（１３）、凝縮器（１４）を介して気
水分離ドラム（１５）に導き、タービン圧縮機（２１）
における空気圧縮機（Ｃ）と空気ブロワ（２９）からの
空気（１７）を、前記気水分離ドラム（１５）を経て低
温ブロワ（１６）により昇圧された燃焼排ガス（１０）
及び前記カソード排ガス（９）の一部と共に、カソード
循環ライン（１８）を介して高温ブロワ（２８）により
カソードガス（４）として燃料電池（５）のカソード
（Ｃa）に供給し、更に低温ブロワ（１６）出口の排ガ
スの一部を格納容器（８）に導いて前記カソード循環ラ
イン（１８）に戻すようにしている燃料電池発電装置の
運転方法であって、燃料電池（５）の通常運転時に前記
空気ブロワ（２９）を所定の低速回転で運転しておき、
プラント緊急停止指令（３７）の発生時に、前記空気ブ
ロワ（２９）の回転を所定時間継続させて、燃料電池
（５）のカソード（Ｃa）側の急速な圧力低下を防止し
た後、空気ブロワ（２９）の回転を停止することを特徴
とする燃料電池発電装置の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17548994A JP3546474B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 溶融炭酸塩型の燃料電池発電装置の運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17548994A JP3546474B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 溶融炭酸塩型の燃料電池発電装置の運転方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0845527A true JPH0845527A (ja) | 1996-02-16 |
| JP3546474B2 JP3546474B2 (ja) | 2004-07-28 |
Family
ID=15996943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17548994A Expired - Fee Related JP3546474B2 (ja) | 1994-07-27 | 1994-07-27 | 溶融炭酸塩型の燃料電池発電装置の運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3546474B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003173807A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置 |
| WO2003061046A3 (en) * | 2002-01-17 | 2004-09-10 | Nissan Motor | Control device for fuel cell |
| JP2005190962A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法 |
| JP2009087862A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池の運転停止方法および燃料電池発電装置 |
| JP2009245693A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池発電装置及び停止時の制御方法並びに制御プログラム |
| US8277990B2 (en) | 2005-05-02 | 2012-10-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
-
1994
- 1994-07-27 JP JP17548994A patent/JP3546474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003173807A (ja) * | 2001-12-05 | 2003-06-20 | Nissan Motor Co Ltd | 燃料電池システムの制御装置 |
| WO2003061046A3 (en) * | 2002-01-17 | 2004-09-10 | Nissan Motor | Control device for fuel cell |
| JP2005190962A (ja) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電設備及び燃料電池発電設備における可燃性ガスのパージ方法 |
| US8277990B2 (en) | 2005-05-02 | 2012-10-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system |
| JP2009087862A (ja) * | 2007-10-02 | 2009-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池の運転停止方法および燃料電池発電装置 |
| JP2009245693A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Mitsubishi Materials Corp | 燃料電池発電装置及び停止時の制御方法並びに制御プログラム |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3546474B2 (ja) | 2004-07-28 |
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Legal Events
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