JPS6329459A - 固体電解質型燃料電池発電装置 - Google Patents
固体電解質型燃料電池発電装置Info
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- JPS6329459A JPS6329459A JP61173052A JP17305286A JPS6329459A JP S6329459 A JPS6329459 A JP S6329459A JP 61173052 A JP61173052 A JP 61173052A JP 17305286 A JP17305286 A JP 17305286A JP S6329459 A JPS6329459 A JP S6329459A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims abstract description 12
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 67
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 18
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- 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】
〔産業上の利用分野）
本発明は、固体電解質型燃料電池発電装置に関する。
従来の固体電解質型燃料電池発電装置として第６図のよ
うに構成したものがある。この固体電解質型燃料電池（
以下５ＯＦＣと称す）２２は、作動温度が約１０００℃
と高温のためその排ガスも１０００℃に近い高温である
。この５ＯＦＣ２２を加圧型とすることにより排ガスを
ガスタービン２３、コンプレッサ２７．２８、排熱回収
ボイラ２９、空気子、熱器２５で有効に回収し、また同
時にガスタービン２３からの排ガスを過熱器２４、空気
予熱２５、ボイラー２６により５ＯＦＣ２２の空気予熱
方式を最適化させて、よりプラント効率の高い発電シス
テムを構成したものである。
うに構成したものがある。この固体電解質型燃料電池（
以下５ＯＦＣと称す）２２は、作動温度が約１０００℃
と高温のためその排ガスも１０００℃に近い高温である
。この５ＯＦＣ２２を加圧型とすることにより排ガスを
ガスタービン２３、コンプレッサ２７．２８、排熱回収
ボイラ２９、空気子、熱器２５で有効に回収し、また同
時にガスタービン２３からの排ガスを過熱器２４、空気
予熱２５、ボイラー２６により５ＯＦＣ２２の空気予熱
方式を最適化させて、よりプラント効率の高い発電シス
テムを構成したものである。
ところが、上記５ＯＦＣ２２は作動温度が約１ｏ○０℃
と高温なため、その排ガス温度も１０００℃に近い高温
の排ガスであり、さらに５ＯＦＣ２２の７ノード側の排
ガス中の未反応燃料を燃焼器で燃焼させることにより、
約１１００℃〜１２００℃という非常に高温の排ガスが
得られる。よって、この排ガスを有効に熱回収すること
は５ＯＦＣ２２の発電システムの発電効率を向上させる
うえで非常に重要である。
と高温なため、その排ガス温度も１０００℃に近い高温
の排ガスであり、さらに５ＯＦＣ２２の７ノード側の排
ガス中の未反応燃料を燃焼器で燃焼させることにより、
約１１００℃〜１２００℃という非常に高温の排ガスが
得られる。よって、この排ガスを有効に熱回収すること
は５ＯＦＣ２２の発電システムの発電効率を向上させる
うえで非常に重要である。
また、５ＯＦＣ２２の作動温度を高温に安定に保持させ
るためには、大量の高温ガスを５ＯＦＣ２２に供給する
ことが必要となり、予熱熱量も非常に大きいことから、
この空気予熱方式も５ＯＦＣ２２の発電システムの発電
効率を向上させるうえで非常に重要である。
るためには、大量の高温ガスを５ＯＦＣ２２に供給する
ことが必要となり、予熱熱量も非常に大きいことから、
この空気予熱方式も５ＯＦＣ２２の発電システムの発電
効率を向上させるうえで非常に重要である。
そこで、本発明は５ＯＦＣの高温排ガス有効回収及び空
気予熱が可能で、これにより５ＯＦＣの効率向上が可能
で、かつ装置全体の高効率化が可能な固体電解質型燃料
電池発電装置を提供することを目的とする。
気予熱が可能で、これにより５ＯＦＣの効率向上が可能
で、かつ装置全体の高効率化が可能な固体電解質型燃料
電池発電装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、固体電解質型燃料電池を圧力
容器に収納して加圧型とし、上記固体電解質型燃料電池
の高温排ガスを、燃焼器とガスタービンを含む高温排ガ
ス回収手段で回収する構成とし、上記固体電解質型燃料
電池に供給する空気を予熱手段で予熱する構成としたも
のである。
容器に収納して加圧型とし、上記固体電解質型燃料電池
の高温排ガスを、燃焼器とガスタービンを含む高温排ガ
ス回収手段で回収する構成とし、上記固体電解質型燃料
電池に供給する空気を予熱手段で予熱する構成としたも
のである。
上記のように固体電解質型燃料電池を加圧型とし、ガス
タービンコンバインドサイクルによる高温排ガス回収手
段を構成したので、固体電解質型燃料電池の効率向上、
及び装置全体占有体積の縮小が可能となり、ざらに空気
予熱手段を有しているので、装置全体の高効率化が可能
となる。
タービンコンバインドサイクルによる高温排ガス回収手
段を構成したので、固体電解質型燃料電池の効率向上、
及び装置全体占有体積の縮小が可能となり、ざらに空気
予熱手段を有しているので、装置全体の高効率化が可能
となる。
（実施例）
以下本発明について図面に示す実施例を参照して説明す
る。
る。
第１図〜第５図は、いずれも本発明の第１．第２．１３
． 第４．ｆｆ１５の実籠例（７）ＳＯＦＣｌ及びボト
ミングサイクルについてのシステムのみを示すもので、
図では燃料改質ｖ４Ｉについては示していないが、これ
は５ＯＦＣＩの供給燃料ガスの上流側にあることは言う
までもない。
． 第４．ｆｆ１５の実籠例（７）ＳＯＦＣｌ及びボト
ミングサイクルについてのシステムのみを示すもので、
図では燃料改質ｖ４Ｉについては示していないが、これ
は５ＯＦＣＩの供給燃料ガスの上流側にあることは言う
までもない。
はじめに第１図により本発明の第１の実施例について説
明する。
明する。
す□なわち、５ＯＦＣ１を圧力容器に収納してモジュー
ル化し、また５ＯＦＣＩの７ノードからの未反応分を含
む反応ガスおよびカソードからの排空気あるいは、これ
に燃料ガスを加えて燃焼器２で燃焼するようにする。
ル化し、また５ＯＦＣＩの７ノードからの未反応分を含
む反応ガスおよびカソードからの排空気あるいは、これ
に燃料ガスを加えて燃焼器２で燃焼するようにする。
これによって、高温ガスを作りこれをガスタービン（Ｇ
／Ｔ）３に供給し、ガスタービン３の排ガスの一部を排
熱回収ボイラ４に導き、ここで蒸気を生成して蒸気ター
ビン（Ｓ／Ｔ）５へ供給し、動力回収するようにする。
／Ｔ）３に供給し、ガスタービン３の排ガスの一部を排
熱回収ボイラ４に導き、ここで蒸気を生成して蒸気ター
ビン（Ｓ／Ｔ）５へ供給し、動力回収するようにする。
また排ガスの残りは空気予熱器９に供給し、一方、空気
は空気圧Ｊ？ａ１８によって昇圧した後、上記空気予熱
器９によりガスタービン３の排ガスと有効に熱交換を行
ない、昇温して上記５ＯＦＣ１に供給するようにする。
は空気圧Ｊ？ａ１８によって昇圧した後、上記空気予熱
器９によりガスタービン３の排ガスと有効に熱交換を行
ない、昇温して上記５ＯＦＣ１に供給するようにする。
なお、図中６はコンデンサ、７は復水ポンプ、１４は発
ＩＩ機である。
ＩＩ機である。
次に以上のように構成した装置の作用について説明する
。
。
５ＯＦＣＩへの供給空気は、空気圧縮機８で昇圧された
後、空気予熱器９でガスタービン３の排ガスと有効に熱
交換を行ない昇温されて５ＯＦＣ１へ供給される。
後、空気予熱器９でガスタービン３の排ガスと有効に熱
交換を行ない昇温されて５ＯＦＣ１へ供給される。
また、５ＯＦＣＩのアノードからの未反応分を含む反応
ガス、及びカソードからの排空気は５ＯＦＣ１の作動温
度である約１０００℃に近い高温ではあるが、これらを
燃焼器２で燃焼させることによりさらに高温ガスとして
、あるいは、さらに燃料ガスを加えて高温ガスを作りガ
スタービン３へと投入する。ガスタービン３の排ガスは
、上記のように一部は空気予熱器９に使われ、他は排熱
回収ボイラ４で蒸気を生成し、蒸気タービン５へ供給さ
れ、これにより動力回収される。
ガス、及びカソードからの排空気は５ＯＦＣ１の作動温
度である約１０００℃に近い高温ではあるが、これらを
燃焼器２で燃焼させることによりさらに高温ガスとして
、あるいは、さらに燃料ガスを加えて高温ガスを作りガ
スタービン３へと投入する。ガスタービン３の排ガスは
、上記のように一部は空気予熱器９に使われ、他は排熱
回収ボイラ４で蒸気を生成し、蒸気タービン５へ供給さ
れ、これにより動力回収される。
以上述べた実施例によれば次のような効果が得られる。
（１） Ｓ ＯＦ Ｃ１を圧力容器に収納しモジュー
ル化して加圧型としたので、高温排ガスをガスタービン
３で有効に動力回収し、その排ガスを排熱回収ボイラ４
、蒸気タービン５により有効熱回収を行なうことができ
る。これにより起電力の上昇をはじめとして５ＯＦＣ１
の出力上昇（効率の向上）となり、また配管径等を小さ
くできるためＢ置全体の占有体積を小さくできる。
ル化して加圧型としたので、高温排ガスをガスタービン
３で有効に動力回収し、その排ガスを排熱回収ボイラ４
、蒸気タービン５により有効熱回収を行なうことができ
る。これにより起電力の上昇をはじめとして５ＯＦＣ１
の出力上昇（効率の向上）となり、また配管径等を小さ
くできるためＢ置全体の占有体積を小さくできる。
（２） ガスタービン３の排ガスの一部は空気予熱器
９により動力回収されるので、装置全体の高効率化が可
能となる。
９により動力回収されるので、装置全体の高効率化が可
能となる。
第２図は本発明の第２の実施例を示すもので、空気予熱
器９を２段階に分けて、空気予熱手段をガスタービン２
３の排気による予熱手段と５ＯＦＣ１カソード排ガスに
よる空気予熱手段を組合せたものである。第３図は本発
明の第３の実施例の実施例を示すもので、５ＯＦＣ１の
カソード排ガスを過熱器１０、再循環ブロワ１１により
再循環させ、系外より５ＯＦＣ１へ供給する空気流ｍを
減らしたものである。第４図は本発明の第４の実施例を
示すもので、５ＯＦＣＩの未反応ガスを助燃式空気予熱
器１２により助燃させて５ＯＦＣ１カソード供給空気を
過熱するようにしたものである。第５図は本発明の第５
の実施例を示すもので、燃料ガスを燃料予熱器１３およ
び助燃式空気予熱器１２により助燃させて５ＯＦＣＩの
カソード供給空気を過熱するものを各々含んだものを示
している。この各実ｉ例はいずれも上記した第１の実施
例と同様な効果が得られる。
器９を２段階に分けて、空気予熱手段をガスタービン２
３の排気による予熱手段と５ＯＦＣ１カソード排ガスに
よる空気予熱手段を組合せたものである。第３図は本発
明の第３の実施例の実施例を示すもので、５ＯＦＣ１の
カソード排ガスを過熱器１０、再循環ブロワ１１により
再循環させ、系外より５ＯＦＣ１へ供給する空気流ｍを
減らしたものである。第４図は本発明の第４の実施例を
示すもので、５ＯＦＣＩの未反応ガスを助燃式空気予熱
器１２により助燃させて５ＯＦＣ１カソード供給空気を
過熱するようにしたものである。第５図は本発明の第５
の実施例を示すもので、燃料ガスを燃料予熱器１３およ
び助燃式空気予熱器１２により助燃させて５ＯＦＣＩの
カソード供給空気を過熱するものを各々含んだものを示
している。この各実ｉ例はいずれも上記した第１の実施
例と同様な効果が得られる。
なお、以上述べた実施例に限定されず、例えば第１図〜
第５図を任意に組合せたものでもよいことは言うまでも
ない。
第５図を任意に組合せたものでもよいことは言うまでも
ない。
以上述べた本発明によれば、固体電解質型燃料電池を圧
力容器に収納して加圧型とし、上記固体電解質型燃料電
池の高温排ガスを、燃焼器とガスタービンを含む高温排
ガス回収手段で回収するＷ４成とし、上記固体電解質型
燃料電池に供給する空気を予熱手段で予熱する構成とし
たので、５ＯＦＣの高温排ガスを有効に回収することが
でき、これにより５ＯＦＣの効率が向上し、さらに装置
全体の高効率化が可能となる固体電解質型燃料′Ｒ池発
電装置を提供できる。
力容器に収納して加圧型とし、上記固体電解質型燃料電
池の高温排ガスを、燃焼器とガスタービンを含む高温排
ガス回収手段で回収するＷ４成とし、上記固体電解質型
燃料電池に供給する空気を予熱手段で予熱する構成とし
たので、５ＯＦＣの高温排ガスを有効に回収することが
でき、これにより５ＯＦＣの効率が向上し、さらに装置
全体の高効率化が可能となる固体電解質型燃料′Ｒ池発
電装置を提供できる。
第１図〜第５図はそれぞれ本発明による固体電１・・・
固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ＞、２・・・燃焼器、
３・・・ガスタービン、４・・・排熱回収ボイラ、５・
・・蒸気タービン、６・・・コンデンサ、７・・・復水
ポンプ、８・・・空気圧縮磯（ガスタービンと一体方式
〉、９・・・空気予熱器、１０・・・過熱器、１１・・
・再循環ブロワ、１２・・・助燃式空気予熱器、１３・
・・燃料予熱器、１４・・・発電機。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武Ｂ 第１図 第３図
固体電解質型燃料電池（ＳＯＦＣ＞、２・・・燃焼器、
３・・・ガスタービン、４・・・排熱回収ボイラ、５・
・・蒸気タービン、６・・・コンデンサ、７・・・復水
ポンプ、８・・・空気圧縮磯（ガスタービンと一体方式
〉、９・・・空気予熱器、１０・・・過熱器、１１・・
・再循環ブロワ、１２・・・助燃式空気予熱器、１３・
・・燃料予熱器、１４・・・発電機。 出願人復代理人 弁理士 鈴江武Ｂ 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 固体電解質型燃料電池を圧力容器に収納して加圧型とし
、上記固体電解質型燃料電池の高温排ガスを、燃焼器と
ガスタービンを含む高温排ガス回収手段で回収する構成
とし、上記固体電解質型燃料電池に供給する空気を予熱
手段で予熱する構成とし、この予熱手段は次の（１）〜
（５）のうちの少なくとも１項を含む固体電解質型燃料
電池発電装置。 （１）ガスタービン排気による予熱手段、 （２）ガスタービン排気による予熱手段と固体電解質型
燃料電池のカソード排ガスによる予熱手段の組合せ、 （３）ガスタービン排気による予熱手段と過熱器冷却固
体電解質型燃料電池カソードの排ガス再循環手段の組合
せ、 （４）ガスタービン排気による予熱手段と固体電解質型
燃料電池未反応ガスによる助燃空気予熱手段の組合せ、 （５）ガスタービン排気による予熱手段と燃料ガスによ
る助燃空気予熱手段の組合せ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61173052A JPS6329459A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 固体電解質型燃料電池発電装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61173052A JPS6329459A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 固体電解質型燃料電池発電装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6329459A true JPS6329459A (ja) | 1988-02-08 |
Family
ID=15953323
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61173052A Pending JPS6329459A (ja) | 1986-07-23 | 1986-07-23 | 固体電解質型燃料電池発電装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6329459A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999013521A1 (en) * | 1997-09-10 | 1999-03-18 | Alliedsignal Inc. | Hybrid electrical power system |
| EP0926755A1 (de) * | 1997-11-25 | 1999-06-30 | Sulzer Hexis AG | Brennstoffzellenmodul mit integrierter Zusatzheizung |
| JP2000306592A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-11-02 | Sofco | 固体酸化物燃料電池バーナーシステム及び、そこから熱を発生するための方法 |
| JP2010140750A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
| JP2022512552A (ja) * | 2018-10-22 | 2022-02-07 | エイヴィエル リスト ゲーエムベーハー | 燃料電池システム及びその作動方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195880A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | 固体電解質燃料電池発電システム |
-
1986
- 1986-07-23 JP JP61173052A patent/JPS6329459A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60195880A (ja) * | 1984-03-19 | 1985-10-04 | Hitachi Ltd | 固体電解質燃料電池発電システム |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999013521A1 (en) * | 1997-09-10 | 1999-03-18 | Alliedsignal Inc. | Hybrid electrical power system |
| US5968680A (en) * | 1997-09-10 | 1999-10-19 | Alliedsignal, Inc. | Hybrid electrical power system |
| EP0926755A1 (de) * | 1997-11-25 | 1999-06-30 | Sulzer Hexis AG | Brennstoffzellenmodul mit integrierter Zusatzheizung |
| JP2000306592A (ja) * | 1999-03-18 | 2000-11-02 | Sofco | 固体酸化物燃料電池バーナーシステム及び、そこから熱を発生するための方法 |
| JP2010140750A (ja) * | 2008-12-11 | 2010-06-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体酸化物形燃料電池 |
| JP2022512552A (ja) * | 2018-10-22 | 2022-02-07 | エイヴィエル リスト ゲーエムベーハー | 燃料電池システム及びその作動方法 |
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