JPS60208063A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPS60208063A JPS60208063A JP59063371A JP6337184A JPS60208063A JP S60208063 A JPS60208063 A JP S60208063A JP 59063371 A JP59063371 A JP 59063371A JP 6337184 A JP6337184 A JP 6337184A JP S60208063 A JPS60208063 A JP S60208063A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel cell
- power generation
- cell power
- heat
- boiling point
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
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】
〔発明の利用分野〕
本発明はリン酸電解質燃料電池システムと、低沸点媒体
利用タービン発電システムとを組み合せた燃料電池発電
システムに関する。
利用タービン発電システムとを組み合せた燃料電池発電
システムに関する。
従来の燃料電池発電システムを、第１図を用いて説明す
る。燃料電池の形式には、第１図に示したリン酸型燃料
電池の他に１高温で作動する溶融炭酸塩型や固体電解質
型等が考えられるが、実際に実発電プラントとして実現
されているのは、現状ではリン酸型である。リン酸型燃
料電池発電システムは大別して、燃料供給系、空気供給
系、電池本体から成っている。リン酸電解質３を境界に
して空気側電極（カソード）２と燃料側電極（アノード
）４が配置されている。空気側電極に空気流路を通して
酸素が供給され、燃料側電極に燃料流路を介して水素が
供給されることＫよシ、アノード側で水素Ｈ２がイオン
化してＨ＋となり、電子を放出する。水素イオ７．／は
リン酸電解質３を通ってカソード側に流れる。他方、電
子は外部負荷、実際には、直流を交流に変換するインバ
ータ等の機械に相当するが、この負荷を通って、カソー
ド側に流れ、酸素と化合して、水になる化学反応が生ず
る。このように、アノード側に所定の濃度の水素が供給
され、かつ、カソード側に酸素が供給され続けるならば
、電子の移動が継続的に生じ、発電できることになる。
る。燃料電池の形式には、第１図に示したリン酸型燃料
電池の他に１高温で作動する溶融炭酸塩型や固体電解質
型等が考えられるが、実際に実発電プラントとして実現
されているのは、現状ではリン酸型である。リン酸型燃
料電池発電システムは大別して、燃料供給系、空気供給
系、電池本体から成っている。リン酸電解質３を境界に
して空気側電極（カソード）２と燃料側電極（アノード
）４が配置されている。空気側電極に空気流路を通して
酸素が供給され、燃料側電極に燃料流路を介して水素が
供給されることＫよシ、アノード側で水素Ｈ２がイオン
化してＨ＋となり、電子を放出する。水素イオ７．／は
リン酸電解質３を通ってカソード側に流れる。他方、電
子は外部負荷、実際には、直流を交流に変換するインバ
ータ等の機械に相当するが、この負荷を通って、カソー
ド側に流れ、酸素と化合して、水になる化学反応が生ず
る。このように、アノード側に所定の濃度の水素が供給
され、かつ、カソード側に酸素が供給され続けるならば
、電子の移動が継続的に生じ、発電できることになる。
このとき、副産物として生ずる水は、カソード側の空気
流路を通して減損酸素の空気と共に系外に運びだされる
ことになる。
流路を通して減損酸素の空気と共に系外に運びだされる
ことになる。
燃料極に供給される燃料の水素ガスを発生させる方法は
、次のようなものである。燃料用の原材料、例えば液化
天然ガスを貯蔵タンク６に貯蔵せしめ、これを、混合器
８で水蒸気と混合させて、改質器１０に送シ込み、ここ
で、メタンと水から、二酸化炭素と水素を生ずる化学反
応によシ、水素を発生せしめる。一部、未反応の中間生
成物である一酸化炭素をさらに水と反応させるシフトコ
ンバータ１２を経て減温用熱交換器１３、湿分分離器１
４を過少、流量調節弁１５で燃料流量が制御される。
、次のようなものである。燃料用の原材料、例えば液化
天然ガスを貯蔵タンク６に貯蔵せしめ、これを、混合器
８で水蒸気と混合させて、改質器１０に送シ込み、ここ
で、メタンと水から、二酸化炭素と水素を生ずる化学反
応によシ、水素を発生せしめる。一部、未反応の中間生
成物である一酸化炭素をさらに水と反応させるシフトコ
ンバータ１２を経て減温用熱交換器１３、湿分分離器１
４を過少、流量調節弁１５で燃料流量が制御される。
空気極の空気は、次のように供給される。低圧段のエク
スパンダコンプレッサ１６で加圧された空気は、圧縮機
の効率向上のため罠中間冷却器１８で冷却され、高圧段
のエクスパンダコンプレッサ１７によって、高圧空気と
なって、流量調節弁１９により流量を制御されて空気極
流路に導かれる。
スパンダコンプレッサ１６で加圧された空気は、圧縮機
の効率向上のため罠中間冷却器１８で冷却され、高圧段
のエクスパンダコンプレッサ１７によって、高圧空気と
なって、流量調節弁１９により流量を制御されて空気極
流路に導かれる。
燃料電池に供給された空気は、空気側電極で酸素を消費
され減損酸素の空気流となっ才、空気冷却器２０に入シ
、減温されて、燃料電池内で副生じた水分を凝結せしめ
、水分芥離器２１で水が除去され、改質器１０の改質化
学反応を持続させるために必要な加熱バーナ１１の空気
源として１１に供給される。一方燃料極４を流出する水
素濃度の減損した燃料系ガス中には、未反応の水素ガス
が残存しているので、これを、減損空気流と同様に、バ
ーナ１１に導いて空気と反応させ、燃焼させるものであ
る。
され減損酸素の空気流となっ才、空気冷却器２０に入シ
、減温されて、燃料電池内で副生じた水分を凝結せしめ
、水分芥離器２１で水が除去され、改質器１０の改質化
学反応を持続させるために必要な加熱バーナ１１の空気
源として１１に供給される。一方燃料極４を流出する水
素濃度の減損した燃料系ガス中には、未反応の水素ガス
が残存しているので、これを、減損空気流と同様に、バ
ーナ１１に導いて空気と反応させ、燃焼させるものであ
る。
空気側電極を流出する。空・気は、高圧、高温でエネル
ギポテンシャルが高い状態にあるので、バーナ１１の排
気と混合器２２で混合させ、調節弁２３を通して前記エ
クスパンダコンプレッサの動力源にするため、１７．１
８の膨張機部分に供給し、低圧にした後、大気へ放出し
ている。
ギポテンシャルが高い状態にあるので、バーナ１１の排
気と混合器２２で混合させ、調節弁２３を通して前記エ
クスパンダコンプレッサの動力源にするため、１７．１
８の膨張機部分に供給し、低圧にした後、大気へ放出し
ている。
さらに、燃料電池本体１で２．３．４では、イオン伝導
による損失、電極での電離時、結合時の各々の損失等が
生じ、これらはいずれも熱エネルギとなって顕熱化する
ため、これの熱を除去する必要がある。このため、冷却
流路５を設けて、ここに冷却材を流動せしめ、熱交換器
２５との間を再循環させて、燃料電池本体での発生熱を
、他の流体へ熱交換させる。例えば、第１図のように、
その熱で発生した水素気を混合器８に導いて、液化天然
ガスの気化と改質器の原料の水に利用することもあり、
また、熱交換器２５で、水又は、フロンの蒸気を発生さ
せて、タービン発電をさせるものもある。
による損失、電極での電離時、結合時の各々の損失等が
生じ、これらはいずれも熱エネルギとなって顕熱化する
ため、これの熱を除去する必要がある。このため、冷却
流路５を設けて、ここに冷却材を流動せしめ、熱交換器
２５との間を再循環させて、燃料電池本体での発生熱を
、他の流体へ熱交換させる。例えば、第１図のように、
その熱で発生した水素気を混合器８に導いて、液化天然
ガスの気化と改質器の原料の水に利用することもあり、
また、熱交換器２５で、水又は、フロンの蒸気を発生さ
せて、タービン発電をさせるものもある。
以上、従来の、リン酸型燃料電池発電システムを説明し
た。このようなシステムによれば、次のようにシステム
の各所から、温度レベル、熱量に量の多い少ないがある
とはいうもののいくらかの熱エネルギが未利用のまま大
気へ放出され、全体の熱効率を低下せしめている原因に
なっている。
た。このようなシステムによれば、次のようにシステム
の各所から、温度レベル、熱量に量の多い少ないがある
とはいうもののいくらかの熱エネルギが未利用のまま大
気へ放出され、全体の熱効率を低下せしめている原因に
なっている。
つまり、従来のシステムが、燃料電池本体の冷却熱の利
用に限定されていた。
用に限定されていた。
本発明は、燃焼電池発電システムにおいて系外に放出し
ている熱エネルギを有効に回収するため作動流体として
フロン、アンモニアなどの低沸点媒体を利用したタービ
ン発電機と組合わせ、プラント総合効率を向上させるこ
とを目的とする。
ている熱エネルギを有効に回収するため作動流体として
フロン、アンモニアなどの低沸点媒体を利用したタービ
ン発電機と組合わせ、プラント総合効率を向上させるこ
とを目的とする。
本発明の特徴は、燃料電池システム運転中に系外へ排出
されるタービン排ガスの顕熱、ステイームドラム余剰蒸
気の熱、及び冷却器からの放出熱を、温度レベルの高低
ごとに混合せずに低沸点媒体蒸気発生器に導入し、前記
各種熱によって加熱発生したガスによりタービンを駆動
し、タービン発電機によシミ気、を発生させ、プラント
総合効率を向上させるととに６る。
されるタービン排ガスの顕熱、ステイームドラム余剰蒸
気の熱、及び冷却器からの放出熱を、温度レベルの高低
ごとに混合せずに低沸点媒体蒸気発生器に導入し、前記
各種熱によって加熱発生したガスによりタービンを駆動
し、タービン発電機によシミ気、を発生させ、プラント
総合効率を向上させるととに６る。
第２図を用いて、詳細に本発明の一実施例を説明する。
燃料電池発電システムにおいて系外に排出される各種温
度レベルの熱源の熱を、今温度の高い方からＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄとする。熱源Ａとして、例えば、温度２０（１’の
エクスパンダコンプレッサ出口排ガスが考えられ、熱源
Ｂとしては、例えば、燃料電池本体冷却系の熱交換器２
５で発生した温度レベル１７０Ｃの水素蒸気が考えられ
、熱源Ｃとしてはシフトコンバータ１２出口側に設けら
れた燃料ガス冷却器１３の温度レベル１００Ｃ程度の冷
却ガス（空気）や、空気供給系の電池本体出口に設けら
れた冷却器２０の温度レベル１００Ｃ程度の冷却ガスが
考えられ、熱源りとしては、空気供給系の二段エクスパ
ンドコンプレッサの中間冷却器１８の温度レベル９０〜
１００Ｃの冷却空気が考えられる。
度レベルの熱源の熱を、今温度の高い方からＡ、Ｂ、Ｃ
，Ｄとする。熱源Ａとして、例えば、温度２０（１’の
エクスパンダコンプレッサ出口排ガスが考えられ、熱源
Ｂとしては、例えば、燃料電池本体冷却系の熱交換器２
５で発生した温度レベル１７０Ｃの水素蒸気が考えられ
、熱源Ｃとしてはシフトコンバータ１２出口側に設けら
れた燃料ガス冷却器１３の温度レベル１００Ｃ程度の冷
却ガス（空気）や、空気供給系の電池本体出口に設けら
れた冷却器２０の温度レベル１００Ｃ程度の冷却ガスが
考えられ、熱源りとしては、空気供給系の二段エクスパ
ンドコンプレッサの中間冷却器１８の温度レベル９０〜
１００Ｃの冷却空気が考えられる。
これらの温度レベルの異なる熱源を、効率よく回収する
為に１作動媒体として、水、アンモニア２成分混合体を
用い、熱回収システムとして吸収式ランキンサイクルを
用いた例を、第２図を用いて説明する。
為に１作動媒体として、水、アンモニア２成分混合体を
用い、熱回収システムとして吸収式ランキンサイクルを
用いた例を、第２図を用いて説明する。
各種の温度レベルの熱源Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄに対応させて、
低沸点媒体の蒸気発生器２７〜３ｏを設ける。作動流体
であるアンモニア水溶液は、循環ポンプ３５で昇圧され
、−再生器２６で予熱された後、比較的低温の蒸気発生
器２７に導入される。
低沸点媒体の蒸気発生器２７〜３ｏを設ける。作動流体
であるアンモニア水溶液は、循環ポンプ３５で昇圧され
、−再生器２６で予熱された後、比較的低温の蒸気発生
器２７に導入される。
ここで昇温されたアンモニア水溶液は、一部アンモニア
ガスとなり、蒸気発生器２７より温度レベルの高い蒸気
発生器２８に導入される。このように次々と高温側の蒸
気発生器に送られ昇温されたアンモニア水溶液と、アン
モニアガスは、最も温度レベルの高い蒸気発生器３０を
経た後に、アンモニア分離器３１へ導入される。アンモ
ニア分離器では、作動流体をアンモニア水溶液とアンモ
ニアガスと罠分離し、アンモニア水溶液は、再生器２６
へ導入され、アンモニアガスは、アンモニアタービン３
２を駆動し、タービン発電機３３によ）電気を発生させ
る。アンモニアタービンを駆動したアンモニアガスは、
吸収器３４に導入し、再生器２６より導入された極アン
モニア濃度の低いアンモニア水溶液に吸収させろうアン
モニア吸収の際に発生する熱は冷却水によって持ち去ら
れる。
ガスとなり、蒸気発生器２７より温度レベルの高い蒸気
発生器２８に導入される。このように次々と高温側の蒸
気発生器に送られ昇温されたアンモニア水溶液と、アン
モニアガスは、最も温度レベルの高い蒸気発生器３０を
経た後に、アンモニア分離器３１へ導入される。アンモ
ニア分離器では、作動流体をアンモニア水溶液とアンモ
ニアガスと罠分離し、アンモニア水溶液は、再生器２６
へ導入され、アンモニアガスは、アンモニアタービン３
２を駆動し、タービン発電機３３によ）電気を発生させ
る。アンモニアタービンを駆動したアンモニアガスは、
吸収器３４に導入し、再生器２６より導入された極アン
モニア濃度の低いアンモニア水溶液に吸収させろうアン
モニア吸収の際に発生する熱は冷却水によって持ち去ら
れる。
吸収器３４でアンモニアガスを吸収したアンモニア水溶
液は、循環ポンプ３５で昇圧され、再生器２７を経て蒸
気発生器２７へと再循環される。
液は、循環ポンプ３５で昇圧され、再生器２７を経て蒸
気発生器２７へと再循環される。
本実施例のごとく、作動流体に水、アンモニアのような
沸点の異なる２成分混合体を用いると、第６図より明ら
かなように、アンモニアの蒸発によるアンモニア濃度低
下に伴い、水溶液のアンモニア蒸発温度が上昇する。し
たがって、作動流体におけるアンモニアの蒸発が進むに
従い高熱源が必要となるわけである。このことより、水
、アンモニア２成分混合体による熱回収は、温度レベル
の異なる熱源の熱回収に適していると言える。更に、熱
力学的にも、各温度レベルの熱源を混合して熱回収する
よりも、各温度レベルごとに熱回収した方が効率のよい
熱回収方法といえる。
沸点の異なる２成分混合体を用いると、第６図より明ら
かなように、アンモニアの蒸発によるアンモニア濃度低
下に伴い、水溶液のアンモニア蒸発温度が上昇する。し
たがって、作動流体におけるアンモニアの蒸発が進むに
従い高熱源が必要となるわけである。このことより、水
、アンモニア２成分混合体による熱回収は、温度レベル
の異なる熱源の熱回収に適していると言える。更に、熱
力学的にも、各温度レベルの熱源を混合して熱回収する
よりも、各温度レベルごとに熱回収した方が効率のよい
熱回収方法といえる。
また、吸収式ランキンサイクルは、アンモニア吸収器３
４が低圧であるので、アンモニアタービン３２の排圧が
下がり、タービン出力を増加させる効果がある。
４が低圧であるので、アンモニアタービン３２の排圧が
下がり、タービン出力を増加させる効果がある。
第３図を周込て本発明の他の実施例を説明する。
第２図の実施例と異なる点は、作動流体に７０ンを用い
た点である。
た点である。
温度レベルの異なる熱源Ａ、Ｂ、Ｃ，ＤＫ対応させて、
低沸点媒体の蒸気発生器を設け、低沸点媒体供給ポンプ
４０によって昇圧された底沸点媒体液の一部を、比較的
低温側の蒸気発生器２７に圧送し、発生した低沸点媒体
蒸気を、低沸点タービ／３７の低圧段に送って膨張させ
機械的仕事に変える。同様に、低沸点媒体液を中間昇圧
ポンプ４１によって、比較的温度の低い（熱源Ｂよｐも
低温だが熱源りよシも高温）低沸点蒸気発生器に圧送し
て、低沸点媒体の蒸気を発生せしめ、低沸点媒体タービ
ン３７の中圧段に導き入れる。熱源Ｂ、熱源Ａについて
も同様に、昇圧ボ／グ４２゜４３で、低沸点媒体２，９
．．３０に圧送し、発生した蒸気を低沸点媒体タービン
３７の高圧段に導き入れ、膨張させて機械的エネルギ、
ひいては発電６３Ｂによって電気エネルギに変換せしめ
る。低沸点媒体タービン３７で膨張した低沸点媒体蒸気
は、凝縮器３９で冷却水によって冷却され、液化されて
、再び低沸点媒体液供給ポンプ４０により昇圧され、系
内を循環することになる。このように、この変形例によ
れば、前記実施例に示したような、２成分系ではないの
で、濃度差を所定の値に保持するための再循環系統が不
要であり、ポンプ４０の流量が小人くてすむことや、再
循環系の配管が不要でシステムを簡単化できる効果があ
る反面、熱源の温度レベルに応じて、多段の昇圧を行な
う必要があるので、蒸発器側の系統が複雑になるデメリ
ットがある。
低沸点媒体の蒸気発生器を設け、低沸点媒体供給ポンプ
４０によって昇圧された底沸点媒体液の一部を、比較的
低温側の蒸気発生器２７に圧送し、発生した低沸点媒体
蒸気を、低沸点タービ／３７の低圧段に送って膨張させ
機械的仕事に変える。同様に、低沸点媒体液を中間昇圧
ポンプ４１によって、比較的温度の低い（熱源Ｂよｐも
低温だが熱源りよシも高温）低沸点蒸気発生器に圧送し
て、低沸点媒体の蒸気を発生せしめ、低沸点媒体タービ
ン３７の中圧段に導き入れる。熱源Ｂ、熱源Ａについて
も同様に、昇圧ボ／グ４２゜４３で、低沸点媒体２，９
．．３０に圧送し、発生した蒸気を低沸点媒体タービン
３７の高圧段に導き入れ、膨張させて機械的エネルギ、
ひいては発電６３Ｂによって電気エネルギに変換せしめ
る。低沸点媒体タービン３７で膨張した低沸点媒体蒸気
は、凝縮器３９で冷却水によって冷却され、液化されて
、再び低沸点媒体液供給ポンプ４０により昇圧され、系
内を循環することになる。このように、この変形例によ
れば、前記実施例に示したような、２成分系ではないの
で、濃度差を所定の値に保持するための再循環系統が不
要であり、ポンプ４０の流量が小人くてすむことや、再
循環系の配管が不要でシステムを簡単化できる効果があ
る反面、熱源の温度レベルに応じて、多段の昇圧を行な
う必要があるので、蒸発器側の系統が複雑になるデメリ
ットがある。
第４図は、本発明の応用例でおる。熱源温度レベルの高
い方から低い方へ順にＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄと付番するとする
。このとき、熱源Ａに対応する低沸点媒体として、第５
図に示すような、その温度レベルで最も高い熱効率の得
られる低沸点媒体を選ぶ。同様に熱源Ｂ、Ｃ，Ｄに対応
して、最適な熱媒体を有したシステムＢ、Ｃ，Ｄを選ぶ
。
い方から低い方へ順にＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄと付番するとする
。このとき、熱源Ａに対応する低沸点媒体として、第５
図に示すような、その温度レベルで最も高い熱効率の得
られる低沸点媒体を選ぶ。同様に熱源Ｂ、Ｃ，Ｄに対応
して、最適な熱媒体を有したシステムＢ、Ｃ，Ｄを選ぶ
。
他の応用例としては、熱源の温度を検出して、第５図で
示される最大の熱効率の得られる７ステムを、配管の途
中に設けた切換バルブの操作によって選定するシステム
も考えられる。
示される最大の熱効率の得られる７ステムを、配管の途
中に設けた切換バルブの操作によって選定するシステム
も考えられる。
燃料電池発電システムＡ・ら放出される各種温度レベル
の熱源を有効に利用し、プラント総合効率の向上を図る
ことができる。 ゛
の熱源を有効に利用し、プラント総合効率の向上を図る
ことができる。 ゛
第３図、第４図は、本発明の詳細な説明する系統図、第
５図は、発電効率を説明する図、第６図は、アンモニア
水溶液蒸発線図である。 １・・・燃料電池本体、２・・・カソード、３・・・リ
ン酸電解質、４・・・アノード、５・・・燃料電池冷却
器、６・・・燃料貯蔵設備、７・・・燃料調節弁、８・
・・燃料混合器、９・・・改質用蒸気調節弁、１０・・
・改質器、１１・・・改質器燃焼器、１２−・・シフト
フ／バータ、１３・・・冷却器、１４・・・汽水分離器
、工５・・・改質ガス調節弁、１６・・・低圧エクスパ
ンダコンプレッサ、１７・・・高圧エクスパンダコンプ
レッサ、１８・・・中間冷却器、１９・・・空気調節弁
、２０・・・冷却器、２１・・・汽水分離器、２２・・
・排ガス混合器、２３・・・排ガス調節弁、２４・・・
直流、交流変換器、２５・・・ステイームドラム、２６
・・・再生器、２７，２８．２９，３０・・・蒸気発生
器、３１・・・アンモニア分離器、３２・・・アンモニ
アタービン、３３・・・タービン発［Ｌａ４・・・アン
モニア吸収器、３５・・・アンモニア循環ポンプ、３６
・・・排気筒、３７・・・フロンタービン、３８・・・
タービン姿臂鳩−３ｑ・・・７０ン暮鋺呂、ｌＯ・・・
フロン循環ポンプ、４１，４２，４３．４４・・・昇圧
ポンプ、４５・・・温度検出器、４６．４７，４８゜４
９・・・切換パルプ。 代理人 弁理士 高橋明夫 ￥＝ １ 図 第４ 図 ＄ 夕 図 鍬週３１焚
５図は、発電効率を説明する図、第６図は、アンモニア
水溶液蒸発線図である。 １・・・燃料電池本体、２・・・カソード、３・・・リ
ン酸電解質、４・・・アノード、５・・・燃料電池冷却
器、６・・・燃料貯蔵設備、７・・・燃料調節弁、８・
・・燃料混合器、９・・・改質用蒸気調節弁、１０・・
・改質器、１１・・・改質器燃焼器、１２−・・シフト
フ／バータ、１３・・・冷却器、１４・・・汽水分離器
、工５・・・改質ガス調節弁、１６・・・低圧エクスパ
ンダコンプレッサ、１７・・・高圧エクスパンダコンプ
レッサ、１８・・・中間冷却器、１９・・・空気調節弁
、２０・・・冷却器、２１・・・汽水分離器、２２・・
・排ガス混合器、２３・・・排ガス調節弁、２４・・・
直流、交流変換器、２５・・・ステイームドラム、２６
・・・再生器、２７，２８．２９，３０・・・蒸気発生
器、３１・・・アンモニア分離器、３２・・・アンモニ
アタービン、３３・・・タービン発［Ｌａ４・・・アン
モニア吸収器、３５・・・アンモニア循環ポンプ、３６
・・・排気筒、３７・・・フロンタービン、３８・・・
タービン姿臂鳩−３ｑ・・・７０ン暮鋺呂、ｌＯ・・・
フロン循環ポンプ、４１，４２，４３．４４・・・昇圧
ポンプ、４５・・・温度検出器、４６．４７，４８゜４
９・・・切換パルプ。 代理人 弁理士 高橋明夫 ￥＝ １ 図 第４ 図 ＄ 夕 図 鍬週３１焚
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、電解質で隔離された陽極及び陰極にそれぞれ燃料と
空気を連続的に供給させる燃料電池発電システムにおい
て、前記陽極で電気化学的反応を生ずるような燃料を供
給する燃料供給系、前記陰極で前記電解質部を伝導して
きたイオンと酸化反応を生ずるように空気または酸化剤
を供給する空気供給系、及び、前記電解質部、前記陽極
、前記陰極を構造材で組み合せた燃料電池本体から発生
する熱を、少なくも１種類の低沸点媒体に回収して、前
記低沸点媒体の蒸気を発生せしめ、その蒸気の熱エネル
ギを利用して低沸点媒体のタービンを回転させて電気エ
ネルギに変換することを特徴とする燃料電池発電システ
ム。 ２、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム
において、燃料供給系、空気供給系、燃料電池本体から
系外へ排出される熱量を、その温度レベルごとに少なく
も複数のグループに分割して低沸点媒体蒸発器で回収す
ることを特徴とする燃料電池発電システム。 ３、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム
において、燃料供給系、空気供給系、燃料電池本体から
系外へ排出される熱量を、その温度レベルごとに少なく
も１つ以上のグループに分割して回収する低沸点媒体と
して、同一圧力でも濃度の差違によって沸、Ｊ１％化す
る少なくも２つ以上の化学物質を混合した多酸混合媒体
を用いることを特徴とする燃料電池発電システム。 ４、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム
において、温度レベルごとに複数のグループに分割され
た熱源をフロン系の冷媒で回収し、前記フロンの蒸気の
発生圧力が少なくも１つ以上の圧力段数に分かれる現象
を利用して、フロンタービンを多段又は、入口圧力が複
数段になるように複数個のタービンを配置したことを特
徴とする燃料電池発電システム。 ５、特許請求の範囲第１項記載の燃料電池発電システム
において、温度レベルごとにｎｔｊｌｌのグループに分
割された熱源の温度を検出し、その温度レベルで最大の
熱エネルギ変換効率を有する種類の低沸点媒体を内蔵し
た熱回収システムに、当該熱量を導き入れるようにした
ことを特徴とする燃料電池発電システム。 ６．１？ｉＦ−許請求の範囲第３項記載の多成分混合媒
体として、水アンモニア混合物を用いたことを特徴とす
る燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063371A JPS60208063A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59063371A JPS60208063A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60208063A true JPS60208063A (ja) | 1985-10-19 |
Family
ID=13227356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59063371A Pending JPS60208063A (ja) | 1984-04-02 | 1984-04-02 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60208063A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297866A (ja) * | 1989-05-10 | 1990-12-10 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP2021022501A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 株式会社Kri | アンモニア貯蔵・供給システム及び燃料電池システム |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828176A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Toshiba Corp | りん酸形燃料電池発電設備 |
-
1984
- 1984-04-02 JP JP59063371A patent/JPS60208063A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5828176A (ja) * | 1981-08-12 | 1983-02-19 | Toshiba Corp | りん酸形燃料電池発電設備 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02297866A (ja) * | 1989-05-10 | 1990-12-10 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電装置 |
| JP2021022501A (ja) * | 2019-07-29 | 2021-02-18 | 株式会社Kri | アンモニア貯蔵・供給システム及び燃料電池システム |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3982962A (en) | Pressurized fuel cell power plant with steam powered compressor | |
| EP0304949B1 (en) | Fuel cell power plant with increased reactant pressures | |
| US6120923A (en) | Steam producing hydrocarbon fueled power plant employing a PEM fuel cell | |
| JP5143427B2 (ja) | 複合発電設備 | |
| RU2119700C1 (ru) | Способ и установка для комбинированного производства электрической и механической энергии | |
| CN113540541B (zh) | 采用氨水作为燃料的sofc及其级联发电系统和操作方法 | |
| EP0170277B1 (en) | Fuel cell power plant | |
| US4539267A (en) | Process for generating steam in a fuel cell powerplant | |
| EP0267137A1 (en) | High pressure low heat rate phosphoric acid fuel cell stack | |
| JP2009513829A (ja) | 電気分解 | |
| JPS5856230B2 (ja) | パワ−プラント | |
| US4080791A (en) | Fuel cell power generating stations | |
| JP2002319428A (ja) | 溶融炭酸塩型燃料電池発電設備 | |
| JPH11297336A (ja) | 複合発電システム | |
| JPH06103629B2 (ja) | 複合燃料電池発電設備 | |
| JPS6257072B2 (ja) | ||
| JPH1126004A (ja) | 発電システム | |
| JP2000200617A (ja) | 燃料電池複合発電プラントシステム | |
| KR102602831B1 (ko) | 연료 전지 하이브리드 시스템 | |
| JPS60208063A (ja) | 燃料電池発電システム | |
| WO2000039875A1 (en) | A hydrocarbon fueled power plant employing a proton exchange membrane (pem) fuel cell | |
| JP5183118B2 (ja) | 発電システム | |
| KR20210114543A (ko) | 용융 탄산염 전해조 전지를 이용한 연소 터빈용 에너지 저장 | |
| JPS6257073B2 (ja) | ||
| JPH08255622A (ja) | 燃料電池発電システム |