JPH10223236A - 燃料電池発電装置 - Google Patents
燃料電池発電装置Info
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- JPH10223236A JPH10223236A JP9022354A JP2235497A JPH10223236A JP H10223236 A JPH10223236 A JP H10223236A JP 9022354 A JP9022354 A JP 9022354A JP 2235497 A JP2235497 A JP 2235497A JP H10223236 A JPH10223236 A JP H10223236A
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 緊急停止時における改質器の燃焼室でのアノ
ード排ガスの燃焼を十分に行い、排ガス処理部の容量を
小さくし、さらにはこれを廃止できるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池２０と、アノードから排出されるアノード排ガス
とカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼し、そ
の熱で水蒸気を含む燃料ガスを改質しアノードガスとし
てアノードに供給する改質器２２と、アノード排ガスを
改質器に供給するアノード排ガスライン４と、カソード
排ガスを改質器に供給するカソード排ガスライン５と、
カソード排ガスを供給されカソード排ガスのエネルギを
再利用する排熱利用ライン６と、を備え、排熱利用ライ
ン６には遮断弁ＡまたはＢが設けられ、緊急停止時燃料
ガスの供給が遮断されると遮断弁ＡまたはＢを閉とし排
熱利用ライン６へ送られるカソード排ガスを改質器２２
に送るようにする。
ード排ガスの燃焼を十分に行い、排ガス処理部の容量を
小さくし、さらにはこれを廃止できるようにすることを
目的とする。 【解決手段】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池２０と、アノードから排出されるアノード排ガス
とカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼し、そ
の熱で水蒸気を含む燃料ガスを改質しアノードガスとし
てアノードに供給する改質器２２と、アノード排ガスを
改質器に供給するアノード排ガスライン４と、カソード
排ガスを改質器に供給するカソード排ガスライン５と、
カソード排ガスを供給されカソード排ガスのエネルギを
再利用する排熱利用ライン６と、を備え、排熱利用ライ
ン６には遮断弁ＡまたはＢが設けられ、緊急停止時燃料
ガスの供給が遮断されると遮断弁ＡまたはＢを閉とし排
熱利用ライン６へ送られるカソード排ガスを改質器２２
に送るようにする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、緊急停止時に発生
する未燃焼アノード排ガスを減少させる燃料電池発電装
置に関する。
する未燃焼アノード排ガスを減少させる燃料電池発電装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率で環境
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
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、現在鋭意研究が進められている。
への影響が少ないなど、従来の発電装置にない特徴を有
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、現在鋭意研究が進められている。
【０００３】図３は都市ガスを燃料とする溶融炭酸塩型
燃料電池を用いた発電設備の一例を示す図である。同図
において、発電設備は、蒸気と混合した燃料ガス（都市
ガス）を水素を含むアノードガスに改質する改質器２２
と、酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガス
とから発電する燃料電池２０とを備えており、改質器２
２で作られるアノードガスはアノードガスライン２によ
り燃料電池２０に供給され、燃料電池２０の中でその大
部分を消費してアノード排ガスとなり、アノード排ガス
ライン４により燃焼用ガスとして改質器２２の燃焼室へ
供給される。
燃料電池を用いた発電設備の一例を示す図である。同図
において、発電設備は、蒸気と混合した燃料ガス（都市
ガス）を水素を含むアノードガスに改質する改質器２２
と、酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガス
とから発電する燃料電池２０とを備えており、改質器２
２で作られるアノードガスはアノードガスライン２によ
り燃料電池２０に供給され、燃料電池２０の中でその大
部分を消費してアノード排ガスとなり、アノード排ガス
ライン４により燃焼用ガスとして改質器２２の燃焼室へ
供給される。
【０００４】改質器２２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）を燃焼室で燃焼して
高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスにより改質室を
加熱し、改質室で改質触媒により燃料ガスを改質してア
ノードガスとする。アノードガスは燃料予熱器２４によ
って燃料ガスライン１を流れる蒸気と混合した燃料ガス
と熱交換し、冷却された後燃料電池２０のアノードに供
給される。また燃焼室を出た燃焼排ガスは燃焼排ガスラ
イン７で空気予熱器２６により冷却された後、凝縮器４
４、気水分離器４６を通り水分を除去され、低温ブロワ
３４で加圧され、空気ライン８からの空気と合流して空
気予熱器２６で加熱されカソードガスとなる。
分（水素、一酸化炭素、メタン等）を燃焼室で燃焼して
高温の燃焼ガスを生成し、この燃焼ガスにより改質室を
加熱し、改質室で改質触媒により燃料ガスを改質してア
ノードガスとする。アノードガスは燃料予熱器２４によ
って燃料ガスライン１を流れる蒸気と混合した燃料ガス
と熱交換し、冷却された後燃料電池２０のアノードに供
給される。また燃焼室を出た燃焼排ガスは燃焼排ガスラ
イン７で空気予熱器２６により冷却された後、凝縮器４
４、気水分離器４６を通り水分を除去され、低温ブロワ
３４で加圧され、空気ライン８からの空気と合流して空
気予熱器２６で加熱されカソードガスとなる。
【０００５】このカソードガスはカソードを循環する循
環ライン３に入り燃料電池２０内で反応して高温のカソ
ード排ガスとなり、一部は循環ライン３に戻って循環
し、他の一部はカソード排ガスライン５により改質器２
２の燃焼室へ供給され、残部は排熱利用ライン６で空気
を圧縮するタービン圧縮機２８で動力を回収した後、さ
らに排熱回収蒸気発生装置３０で熱エネルギを回収して
系外に排出される。カソード排ガスライン５には高温用
の逆止弁Ｄが設けられ、燃焼室からアノード排ガスがカ
ソードに逆流するのを防止している。なお、この排熱回
収蒸気発生装置３０で発生した蒸気が蒸気ライン９によ
り燃料ガスライン１に入り、燃料ガスと混合して改質器
２２に送られる。
環ライン３に入り燃料電池２０内で反応して高温のカソ
ード排ガスとなり、一部は循環ライン３に戻って循環
し、他の一部はカソード排ガスライン５により改質器２
２の燃焼室へ供給され、残部は排熱利用ライン６で空気
を圧縮するタービン圧縮機２８で動力を回収した後、さ
らに排熱回収蒸気発生装置３０で熱エネルギを回収して
系外に排出される。カソード排ガスライン５には高温用
の逆止弁Ｄが設けられ、燃焼室からアノード排ガスがカ
ソードに逆流するのを防止している。なお、この排熱回
収蒸気発生装置３０で発生した蒸気が蒸気ライン９によ
り燃料ガスライン１に入り、燃料ガスと混合して改質器
２２に送られる。
【０００６】燃料電池発電装置停止時、機器や配管内に
窒素ガスを充填する窒素ライン１０が燃料ガスライン１
に接続されている。また燃焼排ガスライン７の低温ブロ
ワ３４入側には排ガス処理ライン１１が接続され、燃料
電池発電装置停止時、燃焼室から排出される未燃焼排ガ
スを排ガス処理部５０で完全に燃焼させた後、大気に放
出している。
窒素ガスを充填する窒素ライン１０が燃料ガスライン１
に接続されている。また燃焼排ガスライン７の低温ブロ
ワ３４入側には排ガス処理ライン１１が接続され、燃料
電池発電装置停止時、燃焼室から排出される未燃焼排ガ
スを排ガス処理部５０で完全に燃焼させた後、大気に放
出している。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】緊急停止時、燃料ブロ
ワ３２が停止し、燃料ライン１の遮断弁Ｅが閉となり、
窒素ライン１０の遮断弁Ｆが開、排ガス処理ライン１１
の遮断弁Ｃを開とする。カソード排ガスはカソード排ガ
スライン５と排熱利用ライン６から引き続き排出されて
いる。アノードガスは窒素ライン１０からの窒素パージ
により改質器２２、アノード、燃焼室を通り、燃焼排ガ
スライン７の低温ブロワ３４の入側より排ガス処理ライ
ン１１に入り排ガス処理部５０へ送られる。緊急停止時
カソード側の圧力がアノード側に先行して低下するた
め、改質器２２の燃焼室に酸素を含むカソード排ガスが
十分供給されず、燃焼室に供給されたアノード排ガスは
十分燃焼されない状態で排ガス処理部５０に送られる。
このため排ガス処理部５０の容量が大きくなり設備費や
運転費が嵩むという問題があった。
ワ３２が停止し、燃料ライン１の遮断弁Ｅが閉となり、
窒素ライン１０の遮断弁Ｆが開、排ガス処理ライン１１
の遮断弁Ｃを開とする。カソード排ガスはカソード排ガ
スライン５と排熱利用ライン６から引き続き排出されて
いる。アノードガスは窒素ライン１０からの窒素パージ
により改質器２２、アノード、燃焼室を通り、燃焼排ガ
スライン７の低温ブロワ３４の入側より排ガス処理ライ
ン１１に入り排ガス処理部５０へ送られる。緊急停止時
カソード側の圧力がアノード側に先行して低下するた
め、改質器２２の燃焼室に酸素を含むカソード排ガスが
十分供給されず、燃焼室に供給されたアノード排ガスは
十分燃焼されない状態で排ガス処理部５０に送られる。
このため排ガス処理部５０の容量が大きくなり設備費や
運転費が嵩むという問題があった。
【０００８】本発明は上述の問題に鑑みてなされたもの
で、緊急停止時における改質器の燃焼室でのアノード排
ガスの燃焼を十分に行い、排ガス処理部の容量を小さく
し、さらにはこれを廃止できるようにすることを目的と
する。
で、緊急停止時における改質器の燃焼室でのアノード排
ガスの燃焼を十分に行い、排ガス処理部の容量を小さく
し、さらにはこれを廃止できるようにすることを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、カソードとアノードからなり
酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガスから
発電する燃料電池と、アノードから排出されるアノード
排ガスとカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼
し、その熱で水蒸気を含む燃料ガスを改質しアノードガ
スとしてアノードに供給する改質器と、アノード排ガス
を改質器に供給するアノード排ガスラインと、カソード
排ガスを改質器に供給するカソード排ガスラインと、カ
ソード排ガスを供給されカソード排ガスのエネルギを再
利用する排熱利用ラインと、を備え、前記排熱利用ライ
ンには遮断弁が設けられ、緊急停止時燃料ガスの供給が
遮断されると前記遮断弁を閉とし排熱利用ラインへ送ら
れるカソード排ガスを改質器に送るようにしたものであ
る。
め、請求項１の発明では、カソードとアノードからなり
酸素を含むカソードガスと水素を含むアノードガスから
発電する燃料電池と、アノードから排出されるアノード
排ガスとカソードから排出されるカソード排ガスを燃焼
し、その熱で水蒸気を含む燃料ガスを改質しアノードガ
スとしてアノードに供給する改質器と、アノード排ガス
を改質器に供給するアノード排ガスラインと、カソード
排ガスを改質器に供給するカソード排ガスラインと、カ
ソード排ガスを供給されカソード排ガスのエネルギを再
利用する排熱利用ラインと、を備え、前記排熱利用ライ
ンには遮断弁が設けられ、緊急停止時燃料ガスの供給が
遮断されると前記遮断弁を閉とし排熱利用ラインへ送ら
れるカソード排ガスを改質器に送るようにしたものであ
る。
【００１０】緊急停止されると燃料ガスが遮断され、窒
素ガスが注入されるが配管や改質器内のアノードガスは
アノードでアノード排ガスとなり、アノード排ガスライ
ン内のアノード排ガスとともに改質器の燃焼室に送られ
てくる。これらはカソード排ガス中の酸素により燃焼す
るが、緊急停止するとカソード側の圧力がアノード側に
先行して低下するため、燃焼室へのカソード排ガスの供
給が低下しアノード排ガスの未燃焼ガスが発生する。そ
こで緊急停止時に排熱利用ラインの遮断弁を閉とするこ
とにより燃焼室に燃焼に十分なカソード排ガスを送るこ
とができる。アノード排ガスを完全に燃焼できればこの
燃焼ガスを大気に放出することができるので、排ガス処
理部の容量を少なくでき、さらに排ガス処理部を廃止す
ることも可能となる。
素ガスが注入されるが配管や改質器内のアノードガスは
アノードでアノード排ガスとなり、アノード排ガスライ
ン内のアノード排ガスとともに改質器の燃焼室に送られ
てくる。これらはカソード排ガス中の酸素により燃焼す
るが、緊急停止するとカソード側の圧力がアノード側に
先行して低下するため、燃焼室へのカソード排ガスの供
給が低下しアノード排ガスの未燃焼ガスが発生する。そ
こで緊急停止時に排熱利用ラインの遮断弁を閉とするこ
とにより燃焼室に燃焼に十分なカソード排ガスを送るこ
とができる。アノード排ガスを完全に燃焼できればこの
燃焼ガスを大気に放出することができるので、排ガス処
理部の容量を少なくでき、さらに排ガス処理部を廃止す
ることも可能となる。
【００１１】請求項２の発明では、前記排熱利用ライン
には、空気圧縮機を駆動するタービンが設けられ、前記
遮断弁はタービン入側に設けられている。
には、空気圧縮機を駆動するタービンが設けられ、前記
遮断弁はタービン入側に設けられている。
【００１２】遮断弁をタービン入側に設けることにより
排熱利用ラインへのカソード排ガスの流入は阻止され燃
焼室へ流入するようになる。
排熱利用ラインへのカソード排ガスの流入は阻止され燃
焼室へ流入するようになる。
【００１３】請求項３の発明では、前記排熱利用ライン
には、空気圧縮機を駆動するタービンと、このタービン
の出側にタービン排ガスにより蒸気を発生する蒸気発生
器とが接続され、前記遮断弁は蒸気発生器の排ガス放出
部に設けられている。
には、空気圧縮機を駆動するタービンと、このタービン
の出側にタービン排ガスにより蒸気を発生する蒸気発生
器とが接続され、前記遮断弁は蒸気発生器の排ガス放出
部に設けられている。
【００１４】遮断弁を蒸気発生器の排ガス放出部に設け
ても排ガス利用ラインへのカソード排ガスの流入を遮断
することができる。タービン入側のカソード排ガス温度
は高温なので、遮断弁も高温仕様とする必要があるが、
蒸気発生器の排ガス放出部の排ガスの温度は低下してい
るので低温仕様の遮断弁でよく経済的である。
ても排ガス利用ラインへのカソード排ガスの流入を遮断
することができる。タービン入側のカソード排ガス温度
は高温なので、遮断弁も高温仕様とする必要があるが、
蒸気発生器の排ガス放出部の排ガスの温度は低下してい
るので低温仕様の遮断弁でよく経済的である。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の燃料電
池発電装置の全体構成図である。本図において図３と同
一機能を有するものは同一符号で表す。燃料電池発電装
置は、蒸気を含む燃料ガスを水素を含むアノードガスに
改質する改質器２２と、アノードガスと酸素および二酸
化炭素を含むカソードガスとから発電する燃料電池２０
とを備え、燃料電池２０から排出されるアノード排ガス
は、アノード排ガスライン４により改質器２２の燃焼室
に供給され、カソード排ガスの一部と共に燃焼し、その
燃焼排ガスが燃焼排ガスライン７と循環ライン３を経て
燃料電池２０のカソードへ二酸化炭素と酸素を含むカソ
ードガスとして供給される。
図面を参照して説明する。図１は第１実施形態の燃料電
池発電装置の全体構成図である。本図において図３と同
一機能を有するものは同一符号で表す。燃料電池発電装
置は、蒸気を含む燃料ガスを水素を含むアノードガスに
改質する改質器２２と、アノードガスと酸素および二酸
化炭素を含むカソードガスとから発電する燃料電池２０
とを備え、燃料電池２０から排出されるアノード排ガス
は、アノード排ガスライン４により改質器２２の燃焼室
に供給され、カソード排ガスの一部と共に燃焼し、その
燃焼排ガスが燃焼排ガスライン７と循環ライン３を経て
燃料電池２０のカソードへ二酸化炭素と酸素を含むカソ
ードガスとして供給される。
【００１６】天然ガスを成分とする都市ガスは燃料ガス
ライン１の燃料ブロワ３２で加圧され、脱硫器４０で脱
硫され遮断弁Ｅを通り蒸気ライン９からの蒸気と混合
し、燃料予熱器２４で予熱されて改質器２２の改質室に
入る。発電停止時装置内部を窒素ガスで置換する窒素ラ
イン１０が遮断弁Ｆを介して燃料ガスライン１の遮断弁
Ｅの出側に接続されている。改質器２２は、燃料電池２
０から排出されるアノード排ガスとカソード排ガスを燃
焼する燃焼室と、燃焼室からの伝熱により蒸気を含む燃
料ガスを改質しアノードガスを発生する改質室とからな
る。燃焼室には十分な燃焼が行われるよう燃焼触媒が充
填され、改質室には燃料ガスを水素を主体とするアノー
ドガスに改質するための改質触媒が充填されている。
ライン１の燃料ブロワ３２で加圧され、脱硫器４０で脱
硫され遮断弁Ｅを通り蒸気ライン９からの蒸気と混合
し、燃料予熱器２４で予熱されて改質器２２の改質室に
入る。発電停止時装置内部を窒素ガスで置換する窒素ラ
イン１０が遮断弁Ｆを介して燃料ガスライン１の遮断弁
Ｅの出側に接続されている。改質器２２は、燃料電池２
０から排出されるアノード排ガスとカソード排ガスを燃
焼する燃焼室と、燃焼室からの伝熱により蒸気を含む燃
料ガスを改質しアノードガスを発生する改質室とからな
る。燃焼室には十分な燃焼が行われるよう燃焼触媒が充
填され、改質室には燃料ガスを水素を主体とするアノー
ドガスに改質するための改質触媒が充填されている。
【００１７】改質室より生成されたアノードガスはアノ
ードガスライン２により燃料予熱器２４で燃料ガスを加
熱した後、燃料電池２０のアノードに供給される。燃料
電池２０のカソードには循環ライン３が接続され酸素と
二酸化炭素を含むカソードガスを供給する。燃料電池２
０はアノードガスとカソードガスを供給され発電を行
う。アノードでの反応により蒸気と未燃焼成分を含むア
ノード排ガスが排出され、アノード排ガスライン４によ
り燃焼室に供給される。カソードでの反応により生成さ
たカソード排ガスは、一部は循環ライン３に戻って循環
し、他の一部はカソード排ガスライン５により燃焼室に
供給され、残部は排熱利用ライン６に供給される。
ードガスライン２により燃料予熱器２４で燃料ガスを加
熱した後、燃料電池２０のアノードに供給される。燃料
電池２０のカソードには循環ライン３が接続され酸素と
二酸化炭素を含むカソードガスを供給する。燃料電池２
０はアノードガスとカソードガスを供給され発電を行
う。アノードでの反応により蒸気と未燃焼成分を含むア
ノード排ガスが排出され、アノード排ガスライン４によ
り燃焼室に供給される。カソードでの反応により生成さ
たカソード排ガスは、一部は循環ライン３に戻って循環
し、他の一部はカソード排ガスライン５により燃焼室に
供給され、残部は排熱利用ライン６に供給される。
【００１８】循環ライン３にはカソードガスを循環させ
る高温ブロワ３６と、燃料電池起動時カソードガスを加
熱する起動用加熱器４２が設けられ、起動用加熱器４２
は熱風発生炉５２から発生する熱風により加熱される。
アノード排ガスライン４にはオリフィス４８が設けられ
カソードとアノード間の差圧を調整している。
る高温ブロワ３６と、燃料電池起動時カソードガスを加
熱する起動用加熱器４２が設けられ、起動用加熱器４２
は熱風発生炉５２から発生する熱風により加熱される。
アノード排ガスライン４にはオリフィス４８が設けられ
カソードとアノード間の差圧を調整している。
【００１９】改質器２２の燃焼室には燃料電池２０のア
ノード排ガスとカソード排ガスが供給される。燃料電池
の燃料利用率は８０％程度なので、アノード排ガスには
２０％程度の燃料成分が含まれている。カソード排ガス
には燃焼に必要な酸素が含まれている。燃焼室からの燃
焼排ガスには炭酸ガスが含まれ、これはカソードでの電
池反応に必要なので、燃焼排ガスライン７と循環ライン
３を経てカソードへ供給される。
ノード排ガスとカソード排ガスが供給される。燃料電池
の燃料利用率は８０％程度なので、アノード排ガスには
２０％程度の燃料成分が含まれている。カソード排ガス
には燃焼に必要な酸素が含まれている。燃焼室からの燃
焼排ガスには炭酸ガスが含まれ、これはカソードでの電
池反応に必要なので、燃焼排ガスライン７と循環ライン
３を経てカソードへ供給される。
【００２０】改質器２２の燃焼室からは燃焼排ガスが燃
焼排ガスライン７に排出される。燃焼排ガスライン７に
入った燃焼排ガスは空気予熱器２６で冷却され、凝縮器
４４と気水分離器４６で水分を除去され低温ブロワ３４
により加圧され、空気ライン８と合流して空気を供給さ
れ、空気予熱器２６で加熱されて循環ライン３にカソー
ドガスとして供給される。
焼排ガスライン７に排出される。燃焼排ガスライン７に
入った燃焼排ガスは空気予熱器２６で冷却され、凝縮器
４４と気水分離器４６で水分を除去され低温ブロワ３４
により加圧され、空気ライン８と合流して空気を供給さ
れ、空気予熱器２６で加熱されて循環ライン３にカソー
ドガスとして供給される。
【００２１】カソード排ガスの一部は排熱利用ライン６
へ供給され、タービン圧縮機２８のタービンを駆動した
後、排熱回収蒸気発生装置３０へ供給される。排熱回収
蒸気発生装置３０では給水をタービン圧縮機２８のター
ビンを駆動したカソード排ガスにより蒸気とし、蒸気ラ
イン９により燃料ガスライン１に供給する。排熱回収蒸
気発生装置３０の排ガスは大気放出される。排熱利用ラ
イン６のタービン入側に遮断弁Ａが設けられている。遮
断弁Ａはタービン入側なので高温となり高温仕様の弁と
する必要がある。タービン圧縮機２８で圧縮された空気
は空気ライン８で空気ブロワ３８で加圧されて低温ブロ
ワ３４の出側へ流入する。
へ供給され、タービン圧縮機２８のタービンを駆動した
後、排熱回収蒸気発生装置３０へ供給される。排熱回収
蒸気発生装置３０では給水をタービン圧縮機２８のター
ビンを駆動したカソード排ガスにより蒸気とし、蒸気ラ
イン９により燃料ガスライン１に供給する。排熱回収蒸
気発生装置３０の排ガスは大気放出される。排熱利用ラ
イン６のタービン入側に遮断弁Ａが設けられている。遮
断弁Ａはタービン入側なので高温となり高温仕様の弁と
する必要がある。タービン圧縮機２８で圧縮された空気
は空気ライン８で空気ブロワ３８で加圧されて低温ブロ
ワ３４の出側へ流入する。
【００２２】低温ブロワ３４の入側には排ガス処理ライ
ン１１が接続され、遮断弁Ｃを介して排ガス処理部５０
に接続されている。本発明の装置では緊急停止時、改質
器２２の燃焼室からはほぼ完全に燃焼した燃焼排ガスが
排出されるので、排ガス処理部５０の容量は小さくても
よく、排ガス処理ライン１１と排ガス処理部５０の廃止
も可能である。
ン１１が接続され、遮断弁Ｃを介して排ガス処理部５０
に接続されている。本発明の装置では緊急停止時、改質
器２２の燃焼室からはほぼ完全に燃焼した燃焼排ガスが
排出されるので、排ガス処理部５０の容量は小さくても
よく、排ガス処理ライン１１と排ガス処理部５０の廃止
も可能である。
【００２３】次に緊急停止時の動作について説明する。
緊急停止指令が出されると燃料ガスライン１の遮断弁Ｅ
を閉とし、窒素ライン１０の遮断弁Ｆを開として窒素ガ
スの注入が開始される。それとともに排熱利用ライン６
の遮断弁Ａを閉とし、排ガス処理ライン１１の遮断弁Ｃ
を開とする。これにより燃料ガスライン１と改質室内に
残存する燃料ガスはアノードガスになり、アノードガス
ライン２内とアノード内のアードガスとともにアノード
でアノード排ガスとなってアノード排ガスライン４によ
り燃焼室に送り込まれる。
緊急停止指令が出されると燃料ガスライン１の遮断弁Ｅ
を閉とし、窒素ライン１０の遮断弁Ｆを開として窒素ガ
スの注入が開始される。それとともに排熱利用ライン６
の遮断弁Ａを閉とし、排ガス処理ライン１１の遮断弁Ｃ
を開とする。これにより燃料ガスライン１と改質室内に
残存する燃料ガスはアノードガスになり、アノードガス
ライン２内とアノード内のアードガスとともにアノード
でアノード排ガスとなってアノード排ガスライン４によ
り燃焼室に送り込まれる。
【００２４】緊急停止時はカソード側の圧力はアノード
側の圧力に先行して低下するが、排熱利用ライン６への
カソード排ガスの供給が遮断され、カソード排ガスライ
ン５に供給されるため、アノード排ガスを燃焼させるの
に十分な量のアノード排ガスが供給されるので、装置内
に残存するアノード排ガスは完全に燃焼して燃焼排ガス
ライン７より排ガス処理ライン１１へ送られる。これに
より排ガス処理部５０ではほとんど燃焼処理を行うこと
なく大気に排出できるので、排ガス処理能力を小さくす
ることができる。また、カソード排ガスは排熱利用ライ
ン６へ供給される分までカソード排ガスライン５を通っ
て供給されるので、燃焼室からカソードへのアノード排
ガスの逆流は発生しなくなり、図３に示すようにカソー
ド排ガスライン５に設置していた逆止弁Ｄを削除するこ
とができる。
側の圧力に先行して低下するが、排熱利用ライン６への
カソード排ガスの供給が遮断され、カソード排ガスライ
ン５に供給されるため、アノード排ガスを燃焼させるの
に十分な量のアノード排ガスが供給されるので、装置内
に残存するアノード排ガスは完全に燃焼して燃焼排ガス
ライン７より排ガス処理ライン１１へ送られる。これに
より排ガス処理部５０ではほとんど燃焼処理を行うこと
なく大気に排出できるので、排ガス処理能力を小さくす
ることができる。また、カソード排ガスは排熱利用ライ
ン６へ供給される分までカソード排ガスライン５を通っ
て供給されるので、燃焼室からカソードへのアノード排
ガスの逆流は発生しなくなり、図３に示すようにカソー
ド排ガスライン５に設置していた逆止弁Ｄを削除するこ
とができる。
【００２５】次に第２実施形態を説明する。図２は第２
実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態
は、第１実施形態が排熱利用ラインのタービン入側に遮
断弁Ａを設けたのに対し、排熱回収蒸気発生装置３０の
排ガス出側に遮断弁Ｂを設けた点が相違し、他は同じで
ある。緊急停止時には遮断弁Ｂを閉とすることにより第
１実施形態と同様の作用をする。なお、遮断弁Ｂは排熱
回収蒸気発生装置３０の出側にあるので排ガスは低温で
あり、低温仕様の弁でよいので経済的には遮断弁Ａを設
けるよりも遮断弁Ｂを設ける方がよい。
実施形態の構成を示すブロック図である。本実施形態
は、第１実施形態が排熱利用ラインのタービン入側に遮
断弁Ａを設けたのに対し、排熱回収蒸気発生装置３０の
排ガス出側に遮断弁Ｂを設けた点が相違し、他は同じで
ある。緊急停止時には遮断弁Ｂを閉とすることにより第
１実施形態と同様の作用をする。なお、遮断弁Ｂは排熱
回収蒸気発生装置３０の出側にあるので排ガスは低温で
あり、低温仕様の弁でよいので経済的には遮断弁Ａを設
けるよりも遮断弁Ｂを設ける方がよい。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は、排熱利用ラインに遮断弁を設け、緊急停止時排熱利
用ラインに流れるカソード排ガスを燃焼室に流すように
したので、アノード排ガスをほぼ完全に燃焼させること
ができるため、排ガス処理部の容量を小さくすることが
できる。またカソード排ガスラインの高温仕様の逆止弁
を廃止することができる。またアノードとカソード間の
差圧調整が容易になり、アノード排ガスラインに設けた
オリフィス４８の設計が容易になる。
は、排熱利用ラインに遮断弁を設け、緊急停止時排熱利
用ラインに流れるカソード排ガスを燃焼室に流すように
したので、アノード排ガスをほぼ完全に燃焼させること
ができるため、排ガス処理部の容量を小さくすることが
できる。またカソード排ガスラインの高温仕様の逆止弁
を廃止することができる。またアノードとカソード間の
差圧調整が容易になり、アノード排ガスラインに設けた
オリフィス４８の設計が容易になる。
【図１】本発明の第１実施形態の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】本発明の第２実施形態の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３】従来の燃料電池発電装置の全体構成図である。
１ 燃料ガスライン ２ アノードガスライン ３ 循環ライン ４ アノード排ガスライン ５ カソード排ガスライン ６ 排熱利用ライン ７ 燃焼排ガスライン ８ 空気ライン ９ 蒸気ライン １０ 窒素ライン １１ 排ガス処理ライン ２０ 燃料電池 ２２ 改質器 ２４ 燃料予熱器 ２６ 空気予熱器 ２８ タービン圧縮機 ３０ 排熱回収蒸気発生装置 ３２ 燃料ブロワ ３４ 低温ブロワ ３６ 高温ブロワ ３８ 空気ブロワ ４０ 脱硫器 ４２ 起動用加熱器 ４４ 凝縮器 ４６ 気水分離器 ４８ オリフィス ５０ 排ガス処理部 ５２ 熱風発生炉 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｅ，Ｆ 遮断弁 Ｄ 逆止弁
Claims (3)
- 【請求項１】 カソードとアノードからなり酸素を含む
カソードガスと水素を含むアノードガスから発電する燃
料電池と、アノードから排出されるアノード排ガスとカ
ソードから排出されるカソード排ガスを燃焼し、その熱
で水蒸気を含む燃料ガスを改質しアノードガスとしてア
ノードに供給する改質器と、アノード排ガスを改質器に
供給するアノード排ガスラインと、カソード排ガスを改
質器に供給するカソード排ガスラインと、カソード排ガ
スを供給されカソード排ガスのエネルギを再利用する排
熱利用ラインと、を備え、前記排熱利用ラインには遮断
弁が設けられ、緊急停止時燃料ガスの供給が遮断される
と前記遮断弁を閉とし排熱利用ラインへ送られるカソー
ド排ガスを改質器へ送るようにしたことを特徴とする燃
料電池発電装置。 - 【請求項２】 前記排熱利用ラインには、空気圧縮機を
駆動するタービンが設けられ、前記遮断弁はタービン入
側に設けられていることを特徴とする請求項１記載の燃
料電池発電装置。 - 【請求項３】 前記排熱利用ラインには、空気圧縮機を
駆動するタービンと、このタービンの出側にタービン排
ガスにより蒸気を発生する蒸気発生器とが接続され、前
記遮断弁は蒸気発生器の排ガス放出部に設けられている
ことを特徴とする請求項１記載の燃料電池発電装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235497A JP3573239B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2235497A JP3573239B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 燃料電池発電装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223236A true JPH10223236A (ja) | 1998-08-21 |
| JP3573239B2 JP3573239B2 (ja) | 2004-10-06 |
Family
ID=12080320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2235497A Expired - Fee Related JP3573239B2 (ja) | 1997-02-05 | 1997-02-05 | 燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3573239B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003109640A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| KR100674622B1 (ko) * | 2005-11-04 | 2007-01-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연료전지 발전시스템 |
| WO2008131051A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US7537847B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for operating same |
-
1997
- 1997-02-05 JP JP2235497A patent/JP3573239B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003109640A (ja) * | 2001-09-28 | 2003-04-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 燃料電池システム |
| US7537847B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-05-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fuel cell system and method for operating same |
| KR100674622B1 (ko) * | 2005-11-04 | 2007-01-29 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 연료전지 발전시스템 |
| WO2008131051A1 (en) * | 2007-04-17 | 2008-10-30 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US8409758B2 (en) | 2007-04-17 | 2013-04-02 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
| US8663851B2 (en) | 2007-04-17 | 2014-03-04 | Modine Manufacturing Company | Fuel cell system with partial external reforming and direct internal reforming |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3573239B2 (ja) | 2004-10-06 |
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Legal Events
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| A977 | Report on retrieval |
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