JPS6257072B2 - - Google Patents
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- JPS6257072B2 JPS6257072B2 JP56125240A JP12524081A JPS6257072B2 JP S6257072 B2 JPS6257072 B2 JP S6257072B2 JP 56125240 A JP56125240 A JP 56125240A JP 12524081 A JP12524081 A JP 12524081A JP S6257072 B2 JPS6257072 B2 JP S6257072B2
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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
-
- 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)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はりん酸形燃料電池発電設備に係り、
特に排熱を有効に回収して動力化を行い、発電設
備の効率向上を図つたりん酸形燃料電池発電設備
に関する。
特に排熱を有効に回収して動力化を行い、発電設
備の効率向上を図つたりん酸形燃料電池発電設備
に関する。
第１図は従来考えられたりん酸形燃料電池発電
設備の概略構成を示すブロツク図で、以下にその
概要を説明する。
設備の概略構成を示すブロツク図で、以下にその
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
述する蒸気管２よりの蒸気と混合して改質器３に
入り、改質反応により水素濃度の高い（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、図示してない一酸化炭素変成器を経て、燃
料電池本体４のアノード（燃料極）Ａへ導かれ
る。燃料極Ａへ入る前に燃料極入口熱交換器５に
より、除湿を行う。
述する蒸気管２よりの蒸気と混合して改質器３に
入り、改質反応により水素濃度の高い（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、図示してない一酸化炭素変成器を経て、燃
料電池本体４のアノード（燃料極）Ａへ導かれ
る。燃料極Ａへ入る前に燃料極入口熱交換器５に
より、除湿を行う。
電池本体４においては、H2＋1/2O2→H2O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。燃料極Ａ
より排出されたプロセスガスは燃料極出口熱交換
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に熱を与え、燃焼
排ガスはタービン９へ送られる。
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。燃料極Ａ
より排出されたプロセスガスは燃料極出口熱交換
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に熱を与え、燃焼
排ガスはタービン９へ送られる。
他方空気は上記のタービン９により駆動される
圧縮機１０により昇圧・供給され、燃料電池本体
４のカソード（空気極）Ｃへ送られ上記の反応に
より電気を発生する。空気極Ｃより排出された使
用済空気は、空気極出口熱交換器１１により除湿
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。
圧縮機１０により昇圧・供給され、燃料電池本体
４のカソード（空気極）Ｃへ送られ上記の反応に
より電気を発生する。空気極Ｃより排出された使
用済空気は、空気極出口熱交換器１１により除湿
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により供給され、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。よつて気水分離器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１
５により冷却されて、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１
３へ送られて、燃料電池本体４の冷却に再び用い
られる。
却水はポンプ１３により供給され、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。よつて気水分離器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１
５により冷却されて、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１
３へ送られて、燃料電池本体４の冷却に再び用い
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で所定の温度にまで冷
却され、熱交換器１１，７，５に並列に供給さ
れ、熱交換器１５へは合流して入る。
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で所定の温度にまで冷
却され、熱交換器１１，７，５に並列に供給さ
れ、熱交換器１５へは合流して入る。
従来例の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、排熱を有効に利用せず、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が要望されていた。
こで問題となるのは、排熱を有効に利用せず、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が要望されていた。
本発明の目的は、上記排熱を有効に回収して動
力化をはかるボトミングサイクルを構成し、高効
率のりん酸形燃料電池発電設備を提供するにあ
る。
力化をはかるボトミングサイクルを構成し、高効
率のりん酸形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りん酸形燃料電池発電
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。この場合に熱を有効に回収してタービン動力
を増加させる方法として、空気極出口の熱交換器
を先に冷却し、次いで燃料極入口の熱交換器を冷
却するように構成することに特徴があり、またタ
ービンの人口に気液分離装置を配置することに特
徴がある。
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。この場合に熱を有効に回収してタービン動力
を増加させる方法として、空気極出口の熱交換器
を先に冷却し、次いで燃料極入口の熱交換器を冷
却するように構成することに特徴があり、またタ
ービンの人口に気液分離装置を配置することに特
徴がある。
以下図面を参照して本発明を説明する。第２図
は本発明の一実施例を示す概略構成ブロツク図
で、第１図と同一部分に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、蒸気サイ
クルにおいては、熱交換器１５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２０により送
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より分離された熱水とともに
ポンプ１３により再び燃料電池本体４を冷却する
ように循環する。
は本発明の一実施例を示す概略構成ブロツク図
で、第１図と同一部分に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、蒸気サイ
クルにおいては、熱交換器１５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２０により送
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より分離された熱水とともに
ポンプ１３により再び燃料電池本体４を冷却する
ように循環する。
他方、低沸点媒体サイクルにおいては、ポンプ
２１で供給された低沸点媒体例えばフレオン１１
３、フレオン１１４、フレオン１１、フレオン２
１等は空気極出口熱交換器１１を冷却し、次いで
燃料極出口熱交換器７を冷却し、更に燃料極入口
熱交換器５を冷却する。次いで気液分離器２２に
より分離された気体はタービン２３を駆動して発
電し、タービン２３の出口の冷却塔２４により液
体に凝縮されポンプ２５により昇圧、供給され
る。気液分離器２２に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。尚図
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。
２１で供給された低沸点媒体例えばフレオン１１
３、フレオン１１４、フレオン１１、フレオン２
１等は空気極出口熱交換器１１を冷却し、次いで
燃料極出口熱交換器７を冷却し、更に燃料極入口
熱交換器５を冷却する。次いで気液分離器２２に
より分離された気体はタービン２３を駆動して発
電し、タービン２３の出口の冷却塔２４により液
体に凝縮されポンプ２５により昇圧、供給され
る。気液分離器２２に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。尚図
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。
以上本発明について説明したが、本発明によれ
ばスチームサイクルと、低沸点媒体サイクルとを
分離したので両サイクルよりの出力は増加し、発
電設備効率を向上させることができる。
ばスチームサイクルと、低沸点媒体サイクルとを
分離したので両サイクルよりの出力は増加し、発
電設備効率を向上させることができる。
第１図は従来考えられた燃料電池発電設備の概
略構成ブロツク図、第２図は本発明の一実施例を
示す概略構成ブロツク図である。 １……主燃料管、３……改質器、４……燃料電
池本体、５，７，１１……熱交換器、１８……蒸
気タービン、２３……低沸点媒体タービン。
略構成ブロツク図、第２図は本発明の一実施例を
示す概略構成ブロツク図である。 １……主燃料管、３……改質器、４……燃料電
池本体、５，７，１１……熱交換器、１８……蒸
気タービン、２３……低沸点媒体タービン。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ りん酸形の燃料電池本体と、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１の熱交換器と、前記電池本
体の空気極の出口側に設けられ、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、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りん酸形燃料電池発電設備
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
体により駆動されるタービンを備えた低沸点媒体
サイクルと、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を備えたスチーム
サイクルとを設け、前記低沸点媒体サイクルの冷
却順序として先づ第２の熱交換器を、次に第１の
熱交換器を冷却するように構成したことを特徴と
するりん酸形燃料電池発電設備。 ２ りん酸形の燃料電池本体と、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１の熱交換器と、前記電池本
体の空気極の出口側に設けられ、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
を冷却する冷却水ループとを備えたりん酸形燃料
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
た低沸点媒体サイクルと、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を備
えたスチームサイクルとを設け、前記低沸点媒体
サイクルの冷却順序として先づ第２の熱交換器
を、次に第３の熱交換器を、最後に第１の熱交換
器を冷却するように構成したことを特徴とするり
ん酸形燃料電池発電設備。 ３ りん酸形の燃料電池本体と、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１の熱交換器と、前記電池本
体の空気極の出口側に設けられ、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
を冷却する冷却水ループとを備えたりん酸形燃料
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
た低沸点媒体サイクルと、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を備
えたスチームサイクルとを設け、前記低沸点媒体
サイクルの冷却順序として先づ第２の熱交換器と
第３の熱交換器とを並列に冷却し、次に第１の熱
交換器を冷却するように構成したことを特徴とす
るりん酸形燃料電池設備。
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 JPS5828176A (ja) | 1983-02-19 |
| JPS6257072B2 true 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) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60158561A (ja) * | 1984-01-27 | 1985-08-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池・冷熱発電複合システム |
| JPS60208063A (ja) * | 1984-04-02 | 1985-10-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電システム |
| JPS61191825A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-26 | Takenaka Komuten Co Ltd | 燃料電池発電冷暖房給湯装置 |
| JPS61191824A (ja) * | 1985-02-20 | 1986-08-26 | Takenaka Komuten Co Ltd | 燃料電池発電冷暖房給湯装置 |
| JPS61256572A (ja) * | 1985-05-08 | 1986-11-14 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS62119873A (ja) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Chubu Electric Power Co Inc | 複合発電プラントの排熱回収装置 |
| JPS6310473A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| JPS6310472A (ja) * | 1986-07-01 | 1988-01-18 | Mitsubishi Electric Corp | 燃料電池発電システム |
| US4743517A (en) * | 1987-08-27 | 1988-05-10 | International Fuel Cells Corporation | Fuel cell power plant with increased reactant pressures |
| JP2654247B2 (ja) * | 1990-10-16 | 1997-09-17 | 東京電力株式会社 | 燃料電池発電プラントの排熱放散装置 |
| JP3254671B2 (ja) * | 1996-12-27 | 2002-02-12 | 石川島播磨重工業株式会社 | リショルムコンプレッサを用いた燃料電池発電装置 |
| WO2002023661A1 (fr) * | 2000-09-14 | 2002-03-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Systeme de pile a combustible de type a polymere solide |
| JP2004303495A (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-28 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電給湯システム |
| JP4887158B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2012-02-29 | アイシン精機株式会社 | 燃料電池システム |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51104539A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS5329534A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-18 | United Technologies Corp | Power generating equipment by high pressure high temperature fuel cell with bottoming cycle and metod of operating thereof |
-
1981
- 1981-08-12 JP JP56125240A patent/JPS5828176A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51104539A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS5329534A (en) * | 1976-08-30 | 1978-03-18 | United Technologies Corp | Power generating equipment by high pressure high temperature fuel cell with bottoming cycle and metod of operating thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5828176A (ja) | 1983-02-19 |
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