JPS5828176A - りん酸形燃料電池発電設備 - Google Patents
りん酸形燃料電池発電設備Info
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- JPS5828176A JPS5828176A JP56125240A JP12524081A JPS5828176A JP S5828176 A JPS5828176 A JP S5828176A JP 56125240 A JP56125240 A JP 56125240A JP 12524081 A JP12524081 A JP 12524081A JP S5828176 A JPS5828176 A JP S5828176A
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- cooling
- heat exchanger
- fuel
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- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
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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】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は燃料電池発電設備の排熱管有効≦二回収して
、動力化を行い、発電設備の効率の1TJj上を計った
燃料電池発電設備に関する。
、動力化を行い、発電設備の効率の1TJj上を計った
燃料電池発電設備に関する。
第1図は従来考えられた燃料電池発電設備の概略構成を
示すブロック図で、以下Iこその概要を説明する。
示すブロック図で、以下Iこその概要を説明する。
主燃料は、主燃料管1より導入され、詳細を後述する蒸
気g12よりの蒸気と混合して改質器3に入り、改質反
応(二より水素濃度のi妬い(燃料の種類により異なる
が60〜80%)プロセスガスに改質され、収水してな
い一酸化炭素に成器を経て、燃料電池本体4の7ノード
(燃料極)aへ尋かれる。
気g12よりの蒸気と混合して改質器3に入り、改質反
応(二より水素濃度のi妬い(燃料の種類により異なる
が60〜80%)プロセスガスに改質され、収水してな
い一酸化炭素に成器を経て、燃料電池本体4の7ノード
(燃料極)aへ尋かれる。
燃料極ムへ入る前に紹料極入口熱交換器5により、除湿
を行う。
を行う。
電池本体4&二おいては、y2 +1y’20.−$
H,oの反応により水素と酸素を消費して水を生成する
とともに、電気を発生し負荷6へ送られる。燃料億ムよ
り排出されたプロセスガスは蝶料−出ロ熱交換器7によ
り除湿され、残余のプロセスガスは改質器3の加熱用燃
料源として改質器バーナ8へ送られ、空気と燃焼して、
改質器3に熱會与え、燃睨併力゛スはタービン9へab
れる。
H,oの反応により水素と酸素を消費して水を生成する
とともに、電気を発生し負荷6へ送られる。燃料億ムよ
り排出されたプロセスガスは蝶料−出ロ熱交換器7によ
り除湿され、残余のプロセスガスは改質器3の加熱用燃
料源として改質器バーナ8へ送られ、空気と燃焼して、
改質器3に熱會与え、燃睨併力゛スはタービン9へab
れる。
他方空気は上記のタービン9 により駆動される圧縮機
lOにより昇圧・供給され、燃料電池本体4のカンード
(空気極)Cへ送られ上記の反応(二より電気全発生す
る。空気=Cより排出された使用済空気は、空気極出口
熱交換器11(二より除湿され、タービン9へ送られる
。空気の一部は改質器3の燃焼用空気として導管12へ
一部分岐される。
lOにより昇圧・供給され、燃料電池本体4のカンード
(空気極)Cへ送られ上記の反応(二より電気全発生す
る。空気=Cより排出された使用済空気は、空気極出口
熱交換器11(二より除湿され、タービン9へ送られる
。空気の一部は改質器3の燃焼用空気として導管12へ
一部分岐される。
燃料電池本体4は冷却水により冷却される。冷却水はポ
ンプ13(−より供給され、電池本体4へ送られてこれ
を冷却するとともに、冷却水の一部は蒸発する。よって
気水分離器14に導かれここでスチームと熱水とに分離
されたスチームは前述の蒸気管2を通り改質器3への改
質用スチームと−して用いられる。余剰のスチームは、
熱交換器15区二より冷却されて、気水分離器14で分
離された熱水とともにポンプ13へ送られる。熱交換器
5.7.11でそれぞれ回収された水もポンプ13へ送
られて、燃料電池本体4−の冷却シニ再び用いられる。
ンプ13(−より供給され、電池本体4へ送られてこれ
を冷却するとともに、冷却水の一部は蒸発する。よって
気水分離器14に導かれここでスチームと熱水とに分離
されたスチームは前述の蒸気管2を通り改質器3への改
質用スチームと−して用いられる。余剰のスチームは、
熱交換器15区二より冷却されて、気水分離器14で分
離された熱水とともにポンプ13へ送られる。熱交換器
5.7.11でそれぞれ回収された水もポンプ13へ送
られて、燃料電池本体4−の冷却シニ再び用いられる。
熱交換器5.7.11,15を冷却するループは水また
は不凍液を用いて行う。ポンプ16で送られた冷却液は
冷却塔17で所定の温度(二まで冷却され、熱交換器1
1.7.5に並列−二供給され、熱交換器15へは合流
して入る。
は不凍液を用いて行う。ポンプ16で送られた冷却液は
冷却塔17で所定の温度(二まで冷却され、熱交換器1
1.7.5に並列−二供給され、熱交換器15へは合流
して入る。
従来例め構成の概要は以上の通りであるが、ここで問題
となるのは、排熱を有効(二利用せず、冷却塔17より
排出していることであり、省エネルギー の見地からこ
の有効活用か要望されていた。
となるのは、排熱を有効(二利用せず、冷却塔17より
排出していることであり、省エネルギー の見地からこ
の有効活用か要望されていた。
本発明の目的は、上記排熱を有効5二回収して動力化を
はかるボトミングブイタルを構成し、高効車の燃料電池
発電設備を提供するにある。
はかるボトミングブイタルを構成し、高効車の燃料電池
発電設備を提供するにある。
本発明の概要を述べると燃料電池発電設備の排熱ループ
の一部または全部に低沸点媒体を用いて、低沸点媒体の
一部または全部を蒸発させて、低沸点媒体タービンを駆
動させるものである。この場合1:熱を有効C二回収し
てタービン動力を増加させる方法として、を気概出口の
熱交換器を先に冷却し、次いで燃料極入口の熱交換器を
冷却するよう5二構成することに特徴があり、またター
ビンのΔ口(二気液分w1装置を配置することに特徴が
ある。
の一部または全部に低沸点媒体を用いて、低沸点媒体の
一部または全部を蒸発させて、低沸点媒体タービンを駆
動させるものである。この場合1:熱を有効C二回収し
てタービン動力を増加させる方法として、を気概出口の
熱交換器を先に冷却し、次いで燃料極入口の熱交換器を
冷却するよう5二構成することに特徴があり、またター
ビンのΔ口(二気液分w1装置を配置することに特徴が
ある。
以下回向を診照して本発明を説明する。第2図は本発明
の一実施例全示す概略構成ブロック図で、第1図と同一
部分く=は同一符号を付しその説明を省略する。第1図
と異なる部分は、蒸気ブイクルにおいては、熱交換器1
5を使用せずスチームタービン18を駆動して発電を行
わせ、スチームタービン18より排出されたスチームは
冷却塔19により凝縮され水となりポンプ204二より
送られて、熱交換器11.7.5より回収された水と、
気水分離器14より分!11!された熱水とともにポン
プ13により再ひ燃料電池本体4を冷却するよう(二循
環する。
の一実施例全示す概略構成ブロック図で、第1図と同一
部分く=は同一符号を付しその説明を省略する。第1図
と異なる部分は、蒸気ブイクルにおいては、熱交換器1
5を使用せずスチームタービン18を駆動して発電を行
わせ、スチームタービン18より排出されたスチームは
冷却塔19により凝縮され水となりポンプ204二より
送られて、熱交換器11.7.5より回収された水と、
気水分離器14より分!11!された熱水とともにポン
プ13により再ひ燃料電池本体4を冷却するよう(二循
環する。
他方、低沸点媒体ブイタルg二おいては、ポンプ21で
供給された低沸点媒体例゛えば7レオン113、フレオ
ン114,7レオン11.7レオン21等は窒気他出口
熱交換器11を冷却し、次いで燃料極出口熱交@器7を
冷却し、史(二燃料−入ロ熱交換器5t−冷却する。次
いで気液分離器22シニより分タービン23の出口の冷
却塔24により液体C′−凝縮されポンプ25感二より
昇圧、供給される。気液分離器22s二より分離された
液体は冷却塔26により冷却され、タービン23よりの
液体と合流してポンプ21へ送られ再循環する。淘図示
はしないが、熱、交換器11と7とを並列に冷却し、次
に熱交換器5を冷却してもよい。
供給された低沸点媒体例゛えば7レオン113、フレオ
ン114,7レオン11.7レオン21等は窒気他出口
熱交換器11を冷却し、次いで燃料極出口熱交@器7を
冷却し、史(二燃料−入ロ熱交換器5t−冷却する。次
いで気液分離器22シニより分タービン23の出口の冷
却塔24により液体C′−凝縮されポンプ25感二より
昇圧、供給される。気液分離器22s二より分離された
液体は冷却塔26により冷却され、タービン23よりの
液体と合流してポンプ21へ送られ再循環する。淘図示
はしないが、熱、交換器11と7とを並列に冷却し、次
に熱交換器5を冷却してもよい。
以上本発明(二ついて説明したか、本発明(−よればス
チームサイクルと、低沸点媒体サイクルと會分離したの
で両すイクルよりの出力は増加し、発電設備効率を同上
させることができる。
チームサイクルと、低沸点媒体サイクルと會分離したの
で両すイクルよりの出力は増加し、発電設備効率を同上
させることができる。
j81図は従来考えられた燃料電池発電設備の概略構成
ブロック図、第2図は本発明の一実施例を示す概略構成
ブロック図である。
ブロック図、第2図は本発明の一実施例を示す概略構成
ブロック図である。
Claims (2)
- (1)燃料電池本体と、この電池本体シ;供給される燃
料の改質を行ないプロセスガスを生ずる改質器と、前記
電池本体の燃料極入口側に設けられ、前記燃料極に供給
されるプロセスガスの湿度制御を行なう第1の熱交換器
と、前記電池本体の空気極の出口側6二設けられ、前記
9気極より排出される気体の除湿を行なうflS2の熱
交換器と、水を冷却媒体とし前記電池本体を冷却する冷
却水ループとを備えた燃料電池発電設備において、低沸
点媒体全冷却媒体とし前記第1及び第2の熱交換器を冷
却すると共に前記低沸点媒体ζ−より駆動されるタービ
ンを備えた冷却ループと、前記冷却水ループより気水分
離した蒸気により駆動されるタービンとを設けたことを
特徴とする燃料電池発電設備。 - (2)燃料電池本体と、この電池本体に供給される
(燃料の改質を行ないプロセスガスを生ずる改質器と、
前記電池本体の燃料極入口側に設けられ、前記燃料極に
供給されるプロセスガスの湿度制御を行なう第10熱交
換器と、前記電池本体の空気極の出口側2二設けられ、
前記空気極より排出される気体の除湿を行なう第2の熱
交換器と、前記電池本体の燃料極の出口側(二段けられ
、前記燃料極より排出される気体の除at−行なう第3
の熱交換器と、水を冷却媒体とし前記電池本体を冷却す
る冷却水ループとを備えた燃料電池発電設備において、
低沸点媒体を冷却媒体とし前記jfgl乃至第3の熱交
換器を冷却すると共に前記低沸点媒体6;より駆動され
るタービンを備えた冷却ループと、前記冷却水ループよ
り気水分離した蒸気Cユより駆動されるタービンとを設
け、前記冷却ループの冷却順序として先づj82の熱交
換器を、次に第3の熱交換器を、最後書;第1の熱交換
器を冷却するようC−構成したことを特徴とする燃料電
池発電設備。 ]3)燃料電池本体と、この電池本体に供給される燃料
の改質を行ないプロセスガスを生ずる改質器と、前記電
池本体の燃料極大口側6;設けられ。 前記燃料極に供給されるプロセスガスの製置制御を行な
う第1の熱交換器と、前記電池本体の9気億のaロ側C
二二段られ、前記空気極より排出される気体の除湿を行
なう第2の熱交換器と、前記電池本体の燃料極の出口側
に設けられ、前記燃料極より排出される気体の除湿を行
なう第3の熱交換器と、水を冷却媒体とし前記電池本体
管冷却する冷却水ループとを備えた燃料電池発電設備に
おいて、低沸点媒体全冷却媒体とし前記第1乃至第3の
熱交換器を冷却すると共に前記低沸点媒体により駆動さ
れるタービンを備えた冷却ループと、前記冷却水ループ
より気水分離した蒸気により駆動されるタービンとを設
け、前記冷却ループの冷′却順序として先づ第20熟交
換器と第3の熱交換器とを並列C;冷却し、次≦二第1
の熱交換器を冷却するよう(二構成したことを特徴とす
る燃料電池発電設備。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56125240A JPS5828176A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | りん酸形燃料電池発電設備 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56125240A JPS5828176A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | りん酸形燃料電池発電設備 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5828176A true JPS5828176A (ja) | 1983-02-19 |
JPS6257072B2 JPS6257072B2 (ja) | 1987-11-28 |
Family
ID=14905253
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56125240A Granted JPS5828176A (ja) | 1981-08-12 | 1981-08-12 | りん酸形燃料電池発電設備 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5828176A (ja) |
Cited By (14)
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-
1981
- 1981-08-12 JP JP56125240A patent/JPS5828176A/ja active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6257072B2 (ja) | 1987-11-28 |
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