JPH0888016A - 燃料電池発電設備 - Google Patents
燃料電池発電設備Info
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- JPH0888016A JPH0888016A JP6222786A JP22278694A JPH0888016A JP H0888016 A JPH0888016 A JP H0888016A JP 6222786 A JP6222786 A JP 6222786A JP 22278694 A JP22278694 A JP 22278694A JP H0888016 A JPH0888016 A JP H0888016A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低温ブロアと空気ブロアを単一のブロアで兼
用し、発電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シン
プル化が可能となる燃料電池発電設備を提供する。 【構成】 空気を加圧するタービン圧縮機１２と並列に
設置された循環ブロア２２と、水分を除去した燃焼排ガ
ス５を循環ブロアの吸気側に導く循環ライン２３と、循
環ラインに設けられた循環ガス流量制御弁２４と、制御
装置２５とを備える。制御装置は、流量制御弁２４を閉
じて発電を停止し、起動時に循環ブロアにより熱風発生
炉に空気を供給し、次いで流量制御弁２４を開いてカソ
ード側に空気を供給する
用し、発電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シン
プル化が可能となる燃料電池発電設備を提供する。 【構成】 空気を加圧するタービン圧縮機１２と並列に
設置された循環ブロア２２と、水分を除去した燃焼排ガ
ス５を循環ブロアの吸気側に導く循環ライン２３と、循
環ラインに設けられた循環ガス流量制御弁２４と、制御
装置２５とを備える。制御装置は、流量制御弁２４を閉
じて発電を停止し、起動時に循環ブロアにより熱風発生
炉に空気を供給し、次いで流量制御弁２４を開いてカソ
ード側に空気を供給する
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、溶融炭酸塩型燃料電池
を用いた燃料電池発電設備に関する。
を用いた燃料電池発電設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
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開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図２に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガス２と酸素を含むカソード
ガス３とから発電する燃料電池１１とを備えており、改
質器で作られたアノードガス２は燃料電池に供給され、
燃料電池内でその大部分（例えば８０％）を消費した
後、アノード排ガス４として改質器の燃焼室Ｃｏに供給
される。改質器１０ではアノード排ガス中の可燃成分
（水素、一酸化炭素、メタン等）が燃焼室Ｃｏで燃焼
し、高温の燃焼ガスにより改質室Ｒｅを加熱し改質室の
燃料を改質する。改質室を出た燃焼排ガス５は空気予熱
器１３ｂ、凝縮器１６ａ、気水分離器１５を通って水分
を除去され、低温ブロア１７ｃで加圧され、タービン圧
縮機１２から供給される加圧空気６と合流してカソード
ガス３となり、燃料電池のカソード側に必要な二酸化炭
素を供給する。燃料電池内でその一部が反応したカソー
ドガス（カソード排ガス７）は、高温ブロア１７ｂによ
り燃料電池の上流側に一部が循環され、残りはタービン
圧縮機１２で圧力を回収されて系外に排出される。な
お、図２において、１３ａは燃料予熱器、１４は脱硫
器、１６ｂは加熱器、１７ｄは空気ブロア、２１は熱風
発生炉である。
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開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図２に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガス２と酸素を含むカソード
ガス３とから発電する燃料電池１１とを備えており、改
質器で作られたアノードガス２は燃料電池に供給され、
燃料電池内でその大部分（例えば８０％）を消費した
後、アノード排ガス４として改質器の燃焼室Ｃｏに供給
される。改質器１０ではアノード排ガス中の可燃成分
（水素、一酸化炭素、メタン等）が燃焼室Ｃｏで燃焼
し、高温の燃焼ガスにより改質室Ｒｅを加熱し改質室の
燃料を改質する。改質室を出た燃焼排ガス５は空気予熱
器１３ｂ、凝縮器１６ａ、気水分離器１５を通って水分
を除去され、低温ブロア１７ｃで加圧され、タービン圧
縮機１２から供給される加圧空気６と合流してカソード
ガス３となり、燃料電池のカソード側に必要な二酸化炭
素を供給する。燃料電池内でその一部が反応したカソー
ドガス（カソード排ガス７）は、高温ブロア１７ｂによ
り燃料電池の上流側に一部が循環され、残りはタービン
圧縮機１２で圧力を回収されて系外に排出される。な
お、図２において、１３ａは燃料予熱器、１４は脱硫
器、１６ｂは加熱器、１７ｄは空気ブロア、２１は熱風
発生炉である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる従来の燃料電池
発電設備では、低温ブロア１７ｃが凝縮後の燃焼排ガス
５を加圧循環させるために設けられ、空気ブロア１７ｄ
が空気を加圧するために別個に設けられている。しか
し、空気ブロア１７ｄは起動時のみに運転され、タービ
ン圧縮機１２が自立運転状態に入ると停止するため、発
電設備の使用期間のほとんどにわたって使用されず、発
電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプル化に
反する要因となっていた。
発電設備では、低温ブロア１７ｃが凝縮後の燃焼排ガス
５を加圧循環させるために設けられ、空気ブロア１７ｄ
が空気を加圧するために別個に設けられている。しか
し、空気ブロア１７ｄは起動時のみに運転され、タービ
ン圧縮機１２が自立運転状態に入ると停止するため、発
電設備の使用期間のほとんどにわたって使用されず、発
電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプル化に
反する要因となっていた。
【０００４】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、低温
ブロア１７ｃと空気ブロア１７ｄを単一ブロアで兼用
し、発電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプ
ル化が可能となる燃料電池発電設備を提供することにあ
る。
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、低温
ブロア１７ｃと空気ブロア１７ｄを単一ブロアで兼用
し、発電設備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプ
ル化が可能となる燃料電池発電設備を提供することにあ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、空気を
加圧するタービン圧縮機と並列に設置された循環ブロア
と、水分を除去した燃焼排ガスを前記循環ブロアの吸気
側に導く循環ラインと、該循環ラインに設けられた循環
ガス流量制御弁と、を備えたことを特徴とする燃料電池
発電設備が提供される。
加圧するタービン圧縮機と並列に設置された循環ブロア
と、水分を除去した燃焼排ガスを前記循環ブロアの吸気
側に導く循環ラインと、該循環ラインに設けられた循環
ガス流量制御弁と、を備えたことを特徴とする燃料電池
発電設備が提供される。
【０００６】本発明の好ましい実施例によれば、前記循
環ガス流量制御弁を閉じて発電を停止し、起動時に循環
ブロアにより熱風発生炉に空気を供給し、次いで循環ガ
ス流量制御弁を開いてカソード側に空気を供給する制御
装置を更に備えている。
環ガス流量制御弁を閉じて発電を停止し、起動時に循環
ブロアにより熱風発生炉に空気を供給し、次いで循環ガ
ス流量制御弁を開いてカソード側に空気を供給する制御
装置を更に備えている。
【０００７】
【作用】上記本発明の構成によれば、従来の空気ブロア
１７ｄの代わりにタービン圧縮機と並列に循環ブロアが
設置され、かつ水分を除去した燃焼排ガスを循環ブロア
の吸気側に導く循環ラインに循環ガス流量制御弁が設置
されるので、従来の低温ブロアと空気ブロアを単一の循
環ブロアで兼用することができ、発電設備全体のコスト
低減、コンパクト化、シンプル化が可能となる。
１７ｄの代わりにタービン圧縮機と並列に循環ブロアが
設置され、かつ水分を除去した燃焼排ガスを循環ブロア
の吸気側に導く循環ラインに循環ガス流量制御弁が設置
されるので、従来の低温ブロアと空気ブロアを単一の循
環ブロアで兼用することができ、発電設備全体のコスト
低減、コンパクト化、シンプル化が可能となる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による燃料
電池発電設備の全体構成図である。この図において、本
発明の燃料電池発電設備は、空気６を加圧するタービン
圧縮機１２と並列に設置された循環ブロア２２と、水分
を除去した燃焼排ガス５を循環ブロア２２の吸気側に導
く循環ライン２３と、循環ライン２３に設けられた循環
ガス流量制御弁２４とを備えている。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付して使用する。図１は、本発明による燃料
電池発電設備の全体構成図である。この図において、本
発明の燃料電池発電設備は、空気６を加圧するタービン
圧縮機１２と並列に設置された循環ブロア２２と、水分
を除去した燃焼排ガス５を循環ブロア２２の吸気側に導
く循環ライン２３と、循環ライン２３に設けられた循環
ガス流量制御弁２４とを備えている。
【０００９】すなわち、循環ブロア２２は、図２の従来
の設備の空気ブロア１７ｄの位置に配置される。この循
環ブロア２２は、従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア
１７ｄの機能を併せもっており、同一ガス（燃焼排ガス
５と空気６）を同一圧力及び同一流量で流せるようにな
っている。また、従来の低温ブロア用流量制御弁１９ｂ
の代わりに、新たに設けられた循環ライン２３に循環ガ
ス流量制御弁２４が設けられている。流量制御弁２４と
流量制御弁１９ｂとは、同一ガス（燃焼排ガス５）を流
す実質的に同一の弁である。その他の構成機器は、後述
する制御装置を除き、図２と同様である。
の設備の空気ブロア１７ｄの位置に配置される。この循
環ブロア２２は、従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア
１７ｄの機能を併せもっており、同一ガス（燃焼排ガス
５と空気６）を同一圧力及び同一流量で流せるようにな
っている。また、従来の低温ブロア用流量制御弁１９ｂ
の代わりに、新たに設けられた循環ライン２３に循環ガ
ス流量制御弁２４が設けられている。流量制御弁２４と
流量制御弁１９ｂとは、同一ガス（燃焼排ガス５）を流
す実質的に同一の弁である。その他の構成機器は、後述
する制御装置を除き、図２と同様である。
【００１０】上述した構成により、図１の燃料電池発電
設備では、図２の従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア
１７ｄを単一の循環ブロア２２で兼用するため、発電設
備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプル化が可能
となる。
設備では、図２の従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア
１７ｄを単一の循環ブロア２２で兼用するため、発電設
備全体のコスト低減、コンパクト化、シンプル化が可能
となる。
【００１１】図１において、本発明の燃料電池発電設備
は、更に、循環ガス流量制御弁２４を閉じて発電を停止
し、起動時に循環ブロア２２により熱風発生炉２１に空
気６を供給し、次いで循環ガス流量制御弁２４を開いて
カソード側に空気６を供給する制御装置２５を備えてい
る。この制御装置２５は、全体設備全体の出力指令を受
け、循環ガス流量制御弁２４以外の流量制御弁１９ａ、
１９ｃ、１９ｄ及び遮断弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃをも
制御するようになっている。この制御装置２５により、
図１の発電設備は、以下の順序で起動される。
は、更に、循環ガス流量制御弁２４を閉じて発電を停止
し、起動時に循環ブロア２２により熱風発生炉２１に空
気６を供給し、次いで循環ガス流量制御弁２４を開いて
カソード側に空気６を供給する制御装置２５を備えてい
る。この制御装置２５は、全体設備全体の出力指令を受
け、循環ガス流量制御弁２４以外の流量制御弁１９ａ、
１９ｃ、１９ｄ及び遮断弁１８ａ、１８ｂ、１８ｃをも
制御するようになっている。この制御装置２５により、
図１の発電設備は、以下の順序で起動される。
【００１２】１．発電停止中は、遮断弁１８ａ、１８
ｂ、１８ｃ及び循環ガス流量制御弁２４を閉じ、流量制
御弁１９ａを開いて、不活性ガス９（例えば窒素ガス）
を遮断弁１８ａの下流側と高温ブロア１７ｂの上流側に
供給する。遮断弁１８ａの下流側に入った不活性ガス９
は、改質器１０の改質室Ｒｅ、燃料電池１１のアノード
Ａ、改質器１０の燃焼室Ｃｏ、凝縮器１６ａ、気水分離
器１５を通って流量制御弁１９ａから放出され、アノー
ド側のラインを不活性に保持している。同様に、高温ブ
ロア１７ｂの上流側に入った不活性ガス９は、燃料電池
１１のカソードＣを通って改質器１０の燃焼室Ｃｏとタ
ービン圧縮機１２のタービンＴを通って、最終的には外
部に放出され、カソード側のラインを不活性に保持して
いる。
ｂ、１８ｃ及び循環ガス流量制御弁２４を閉じ、流量制
御弁１９ａを開いて、不活性ガス９（例えば窒素ガス）
を遮断弁１８ａの下流側と高温ブロア１７ｂの上流側に
供給する。遮断弁１８ａの下流側に入った不活性ガス９
は、改質器１０の改質室Ｒｅ、燃料電池１１のアノード
Ａ、改質器１０の燃焼室Ｃｏ、凝縮器１６ａ、気水分離
器１５を通って流量制御弁１９ａから放出され、アノー
ド側のラインを不活性に保持している。同様に、高温ブ
ロア１７ｂの上流側に入った不活性ガス９は、燃料電池
１１のカソードＣを通って改質器１０の燃焼室Ｃｏとタ
ービン圧縮機１２のタービンＴを通って、最終的には外
部に放出され、カソード側のラインを不活性に保持して
いる。
【００１３】２．起動時には、先ず、循環ブロア２２を
運転して空気６を熱風発生炉２１に供給し、熱風発生炉
２１で発生した高温ガスを加熱器１６ｂに送り、加熱器
１６ｂでカソード側を循環している不活性ガス９を加熱
し、燃料電池１１を加熱する。 ３．燃料電池１１が所定の温度（例えば５８０℃以上）
に達したら、不活性ガス９の供給を停止し、流量制御弁
１９ａを閉じ、遮断弁１８ｂ、１８ｃ、流量制御弁１９
ｄ、２４を開いて、カソード側に空気６を供給すると同
時に改質器１０の燃焼室Ｃｏからの排気を循環ブロア２
２で吸引して、燃焼室Ｃｏでの燃焼を開始する。
運転して空気６を熱風発生炉２１に供給し、熱風発生炉
２１で発生した高温ガスを加熱器１６ｂに送り、加熱器
１６ｂでカソード側を循環している不活性ガス９を加熱
し、燃料電池１１を加熱する。 ３．燃料電池１１が所定の温度（例えば５８０℃以上）
に達したら、不活性ガス９の供給を停止し、流量制御弁
１９ａを閉じ、遮断弁１８ｂ、１８ｃ、流量制御弁１９
ｄ、２４を開いて、カソード側に空気６を供給すると同
時に改質器１０の燃焼室Ｃｏからの排気を循環ブロア２
２で吸引して、燃焼室Ｃｏでの燃焼を開始する。
【００１４】４．次いで、改質器１０が所定の温度（例
えば７７０℃以上）に達したら、遮断弁１８ａを開き、
発電を開始する。また、流量制御弁１９ｃ、２４は、発
電設備の出力指令に応じてその開度を自動制御する。
えば７７０℃以上）に達したら、遮断弁１８ａを開き、
発電を開始する。また、流量制御弁１９ｃ、２４は、発
電設備の出力指令に応じてその開度を自動制御する。
【００１５】上述した起動順序により、本発明の燃料電
池発電設備は、従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア１
７ｄを単一の循環ブロア２２で兼用するにも係わらず、
従来と同様の安全で円滑な起動を行うことができる。な
お、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論であ
る。
池発電設備は、従来の低温ブロア１７ｃと空気ブロア１
７ｄを単一の循環ブロア２２で兼用するにも係わらず、
従来と同様の安全で円滑な起動を行うことができる。な
お、本発明は上述した実施例に限定されず、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論であ
る。
【００１６】
【発明の効果】上述したように、本発明の燃料電池発電
設備は、低温ブロアと空気ブロアを単一ブロアで兼用す
ることができ、発電設備全体のコスト低減、コンパクト
化、シンプル化が一層可能となる、等の優れ効果を有す
る。
設備は、低温ブロアと空気ブロアを単一ブロアで兼用す
ることができ、発電設備全体のコスト低減、コンパクト
化、シンプル化が一層可能となる、等の優れ効果を有す
る。
【図１】本発明による燃料電池発電設備の全体構成図で
ある。
ある。
【図２】従来の燃料電池発電設備の全体構成図である。
１ 燃料ガス ２ アノードガス ３ カソードガス ４ アノード排ガス ５ 燃焼排ガス ６ 空気 ７ カソード排ガス ８ 蒸気 ９ 不活性ガス（窒素ガス） １０ 改質器 １１ 燃料電池 １２ タービン圧縮機 １３ａ 燃料予熱器 １３ｂ 空気予熱器 １４ 脱硫器 １５ 気水分離器 １６ａ 凝縮器 １６ｂ 加熱器 １７ａ 燃料ブロア １７ｂ 高温ブロア １７ｃ 低温ブロア １７ｄ 空気ブロア １８ａ、１８ｂ、１８ｃ 遮断弁 １９ａ、１９ｂ、１９ｃ、１９ｄ 流量制御弁 ２０ａ、２０ｂ 逆止弁 ２１ 熱風発生炉 ２２ 循環ブロア ２３ 循環ライン ２４ 循環ガス流量制御弁
Claims (2)
- 【請求項１】 空気を加圧するタービン圧縮機と並列に
設置された循環ブロアと、水分を除去した燃焼排ガスを
前記循環ブロアの吸気側に導く循環ラインと、該循環ラ
インに設けられた循環ガス流量制御弁と、を備えたこと
を特徴とする燃料電池発電設備。 - 【請求項２】 前記循環ガス流量制御弁を閉じて発電を
停止し、起動時に循環ブロアにより熱風発生炉に空気を
供給し、次いで循環ガス流量制御弁を開いてカソード側
に空気を供給する制御装置を更に備える、ことを特徴と
する請求項１に記載の燃料電池発電設備。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22278694A JP3331576B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 燃料電池発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22278694A JP3331576B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 燃料電池発電設備 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0888016A true JPH0888016A (ja) | 1996-04-02 |
| JP3331576B2 JP3331576B2 (ja) | 2002-10-07 |
Family
ID=16787880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22278694A Expired - Fee Related JP3331576B2 (ja) | 1994-09-19 | 1994-09-19 | 燃料電池発電設備 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3331576B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874183A (en) * | 1996-03-25 | 1999-02-23 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Molten carbonate fuel cell and power generation system including the same |
| US8409750B2 (en) | 2010-02-01 | 2013-04-02 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
| WO2014069408A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法並びに運転方法 |
| JP2014089930A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法 |
| US9236629B2 (en) | 2010-02-01 | 2016-01-12 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
| US9343773B2 (en) | 2010-02-01 | 2016-05-17 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
-
1994
- 1994-09-19 JP JP22278694A patent/JP3331576B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5874183A (en) * | 1996-03-25 | 1999-02-23 | Ishikawajima-Harima Heavy Industries Co., Ltd. | Molten carbonate fuel cell and power generation system including the same |
| US8409750B2 (en) | 2010-02-01 | 2013-04-02 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
| US9236629B2 (en) | 2010-02-01 | 2016-01-12 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
| US9343773B2 (en) | 2010-02-01 | 2016-05-17 | Lg Chem, Ltd. | Cable-type secondary battery |
| WO2014069408A1 (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-08 | 三菱重工業株式会社 | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法並びに運転方法 |
| JP2014089930A (ja) * | 2012-10-31 | 2014-05-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 発電システム及び発電システムにおける燃料電池の起動方法 |
| US9806358B2 (en) | 2012-10-31 | 2017-10-31 | Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd. | Power generation system, and methods for starting and operating fuel cell in power generation system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3331576B2 (ja) | 2002-10-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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