KR101439671B1 - Heating integration type fuel cell module - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 가열통합형 연료전지 모듈은, 연료가스 공급라인과 연결된 개질기; 상기 개질기 및 공기 공급라인과 각각 연결된 연료전지 스텍; 및 상기 연료전지 스텍과 연결되어 상기 연료전지 스텍의 공기극 배기가스와 연료극 배기가스를 혼합하여 가연성 가스를 연소시키는 연소기;를 포함하되, 상기 개질기의 초기 가동 시 필요한 수증기가 상기 연소기에 의해 발생된다.
이와 같이 본 발명은, 연소기와 가습기, 개질기와 열교환기가 통합되어 구성되되, 구체적으로 연소기가 물 공급라인과 연결되고 개질기가 연소기와 수증기 공급배관으로 연결됨으로써 개질기의 초기 가동 시 필요한 수증기를 연소기에 의해 발생시켜서 공급받을 수 있으며, 개질기에 열교환부가 내장되고 개질기가 연료전지 스텍과 연료가스 배기가스 배관으로 연결됨으로써 개질기에 공급되는 연료가스가 개질기 내에서 열교환 가열될 수 있다.The heat integrated fuel cell module according to the present invention comprises: a reformer connected to a fuel gas supply line; A fuel cell stack connected to the reformer and the air supply line, respectively; And a combustor connected to the fuel cell stack for mixing the cathode exhaust gas of the fuel cell stack and the anode exhaust gas to burn the combustible gas, wherein water vapor necessary for the initial operation of the reformer is generated by the combustor.
As described above, according to the present invention, the combustor, the humidifier, the reformer and the heat exchanger are integrated. Specifically, the combustor is connected to the water supply line and the reformer is connected to the combustor and the steam supply pipe. And the reformer is equipped with a heat exchanger and the reformer is connected to the fuel cell stack and the fuel gas exhaust pipe so that the fuel gas supplied to the reformer can be heat-exchanged and heated in the reformer.

Figure R1020120150415
Figure R1020120150415

Description

가열통합형 연료전지 모듈{Heating integration type fuel cell module}[0001] Heating integration type fuel cell module [0002]

본 발명은 연료전지 모듈로서, 연소기와 가습기, 개질기와 열교환기가 통합되어 구성되는 가열통합형 연료전지 모듈에 관한 것이다.
The present invention relates to a fuel cell module, in which a combustor, a humidifier, a reformer, and a heat exchanger are integrated.

연료전지는 연료가스 및 공기가 각각 연료전지 스택의 연료극과 공기극으로 유입되어 전기화학반응에 의해 전기를 생산하게 된다. 일반적으로 고체산화물 연료전지는 600℃ 이상의 고온에서 작동하므로 연료전지 시스템의 설계에 있어 열관리가 중요하게 고려되어야 한다.
In the fuel cell, fuel gas and air flow into the fuel electrode and the air electrode of the fuel cell stack, respectively, to produce electricity by an electrochemical reaction. In general, solid oxide fuel cells operate at a high temperature of 600 ° C or higher, so thermal management must be considered in the design of fuel cell systems.

도 1은 종래기술에 따른 연료전지 모듈을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional fuel cell module.

도면을 참조하면, 종래기술의 연료전지 모듈은 전기화학적 반응이 일어나는 연료전지 스텍(5), 및 상기 연료전지 스텍(5)에 연료가스를 공급하기 위한 연료가스 공급라인(F)과 상기 연료전지 스텍(5)에 공기를 공급하기 위한 공기 공급라인(A)이 구성된다. 아울러, 상기 연료전지 스텍(5)에는 연소기(6)가 연결될 수 있다.Referring to the drawings, a conventional fuel cell module includes a fuel cell stack 5 in which an electrochemical reaction takes place, a fuel gas supply line F for supplying fuel gas to the fuel cell stack 5, An air supply line A for supplying air to the stack 5 is constituted. In addition, a combustor 6 may be connected to the fuel cell stack 5.

구체적으로, 상기 연료가스 공급라인(F)에는 탈황기(1), 개질기(3)가 장착되며, 상기 개질기(3)에서 사용되는 물을 공급하기 위한 물 공급라인(W)이 연결된다. 아울러, 상기 공기 공급라인(A)에는 송풍기(2)가 장착된다.Specifically, a desulfurizer 1 and a reformer 3 are installed in the fuel gas supply line F, and a water supply line W for supplying water used in the reformer 3 is connected. In addition, the air supply line (A) is equipped with a blower (2).

상술한 구성을 가지는 종래기술의 연료전지 모듈은, 연료전지 스텍(5) 내에서 정해진 부하에 의하여 연료 및 공기의 이용효율이 정해지며 반응하지 않고 남은 배기가스의 일부는 열교환기(4)에서 열교환한 후 연료극 배기가스 배관(FE)을 통해 재순환 시킴으로써 연료전지 모듈의 효율을 증가시키고, 나머지는 연료극 배기가스 배관(FE)을 통해 공기극 배기가스 배관(AE)의 공기극 배기가스와 혼합하여 연소기(6)에서 연소시킨 후 고온의 연소기 배기가스를 배가스 배관(E)을 통해 열교환기(7)에서 연료전지 스텍(5)으로 공급되는 연료가스 및 공기와 열교환하여 효율적으로 처리하는 시스템이 구성된다.
In the conventional fuel cell module having the above-described configuration, the utilization efficiency of fuel and air is determined by the load determined in the fuel cell stack 5, and a part of the exhaust gas remaining unreacted is heat- The efficiency of the fuel cell module is increased by recycling it through the anode exhaust gas pipe FE and the rest is mixed with the cathode exhaust gas of the cathode exhaust gas pipe AE through the anode exhaust gas pipe FE, ), And then a high-temperature combustor exhaust gas is heat-exchanged with the fuel gas and the air supplied from the heat exchanger 7 to the fuel cell stack 5 through the exhaust gas pipe E to efficiently treat the exhaust gas.

그러나, 상기 연료전지 모듈은 초기 가동 시 개질기(3)에 대한 수증기 공급을 위해 필요한 가습기(8)와, 개질기(3)의 반응온도 유지를 위해 연료가스를 가열하는 열교환기(4)와 같은 부가적인 장치를 필요로 하게 되고, 이는 연료전지 모듈의 크기, 무게 및 제작비용을 증가시키는 문제점을 가진다.
However, the fuel cell module includes a humidifier 8 necessary for supplying water vapor to the reformer 3 at the time of initial operation, and a heat exchanger 4 such as a heat exchanger 4 for heating the fuel gas for maintaining the reaction temperature of the reformer 3 , Which has a problem of increasing the size, weight and manufacturing cost of the fuel cell module.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 개질기의 초기 가동 시 필요한 수증기를 연소기에 의해 발생시켜서 공급받을 수 있고, 개질기에 공급되는 연료가스가 개질기 내에서 열교환 가열될 수 있도록, 연소기와 가습기, 개질기와 열교환기가 통합되어 구성되는 가열통합형 연료전지 모듈을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to solve the above problems, and it is an object of the present invention to provide a reformer which is capable of generating steam by supplying a steam generated by a combustor during initial operation of the reformer, And a heat-integrated fuel cell module in which a humidifier, a reformer, and a heat exchanger are integrated.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가열통합형 연료전지 모듈는, 연료가스 공급라인과 연결된 개질기; 상기 개질기 및 공기 공급라인과 각각 연결된 연료전지 스텍; 및 상기 연료전지 스텍과 연결되어 상기 연료전지 스텍의 공기극 배기가스와 연료극 배기가스를 혼합하여 가연성 가스를 연소시키는 연소기;를 포함하되, 상기 개질기의 초기 가동 시 필요한 수증기는 초기에 천연가스를 공급받는 상기 연소기에 의해 발생된다.
According to an aspect of the present invention, there is provided a heat integrated fuel cell module including: a reformer connected to a fuel gas supply line; A fuel cell stack connected to the reformer and the air supply line, respectively; And a combustor connected to the fuel cell stack for mixing the cathode exhaust gas of the fuel cell stack and the anode exhaust gas to burn the combustible gas, wherein water vapor necessary for the initial operation of the reformer is supplied And is generated by the combustor.

구체적으로, 상기 연소기는 물 공급라인과 연결되어 공급된 물을 가열하여 수증기로 만드는 것이 바람직하다.Specifically, it is preferable that the combustor is connected to a water supply line to heat the supplied water to generate water vapor.

아울러, 상기 개질기는 상기 연소기와 수증기 공급배관으로 연결되어, 초기 가동시 상기 연소기로부터 수증기를 공급받는 것이 바람직하다.
Preferably, the reformer is connected to the combustor through a steam supply pipe, and the steam is supplied from the combustor during an initial operation.

그리고, 상기 개질기는 공급되는 연료가스가 상기 개질기 내에서 열교환 가열되도록 열교환부가 내장되며, 상기 개질기는, 기기프레임; 상기 기기프레임의 내부 일측에 설치되는 개질부; 및 상기 기기프레임의 내부 타측에 설치되는 상기 열교환부;를 구비하는 것이 바람직하다.Further, the reformer includes a heat exchange unit so that the supplied fuel gas is heat-exchanged and heated in the reformer, and the reformer includes a device frame; A reforming unit installed at an inner side of the apparatus frame; And the heat exchange unit installed on the other side of the apparatus frame.

구체적으로, 상기 열교환부는 상기 연료전지 스텍과 연료극 배기가스 배관으로 연결되어 연료극 배기가스에 의해 열교환되도록 구성되는 것이 바람직하다.
Specifically, the heat exchanger is preferably configured to be connected to the fuel cell stack and the anode exhaust gas pipe, and to be heat-exchanged by the anode exhaust gas.

본 발명에 따른 가열통합형 연료전지 모듈은 연소기와 가습기, 개질기와 열교환기가 통합되어 구성되되, 구체적으로 연소기가 물 공급라인과 연결되고 개질기가 연소기와 수증기 공급배관으로 연결됨으로써 개질기의 초기 가동 시 필요한 수증기를 연소기에 의해 발생시켜서 공급받을 수 있으며, 개질기에 열교환부가 내장되고 개질기가 연료전지 스텍과 연료가스 배기가스 배관으로 연결됨으로써 개질기에 공급되는 연료가스가 개질기 내에서 열교환 가열될 수 있는 효과를 가진다.
The heat integrated fuel cell module according to the present invention includes a combustor, a humidifier, a reformer, and a heat exchanger. The combustor is connected to a water supply line. The reformer is connected to a combustor and a steam supply pipe. And the reformer is connected to the fuel cell stack by a fuel gas exhaust pipe, so that the fuel gas supplied to the reformer can be heat-exchanged and heated in the reformer.

도 1은 종래기술에 따른 연료전지 모듈을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가열통합형 연료전지 모듈을 나타낸 개략도이다.1 is a schematic view showing a conventional fuel cell module.
2 is a schematic view showing a heat integrated fuel cell module according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 가열통합형 연료전지 모듈은, 연소기와 가습기, 개질기와 열교환기가 통합되어 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.
The heat integrated fuel cell module of the present invention is characterized in that a combustor, a humidifier, a reformer, and a heat exchanger are integrated.

이하, 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가열통합형 연료전지 모듈을 나타낸 개략도이다.2 is a schematic view showing a heat integrated fuel cell module according to a preferred embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 가열통합형 연료전지 모듈은 연료가스 공급라인(F)과 연결된 개질기(30), 상기 개질기(30) 및 공기 공급라인(A)과 각각 연결된 연료전지 스텍(50), 및 상기 연료전지 스텍(50)과 연결된 연소기(60)를 포함한다.Referring to the drawings, the integrated fuel cell module of the present invention includes a reformer 30 connected to a fuel gas supply line F, a fuel cell stack 50 connected to the reformer 30 and the air supply line A, And a combustor (60) connected to the fuel cell stack (50).

이러한 고효율 연료전지 모듈의 기본적인 구성은 탈황기(10), 송풍기(20), 개질기(30), 연료전지 스텍(50), 연소기(60), 열교환기(70) 및 상기 구성요소들을 연결하는 배관들로 이루어진다.The basic structure of such a high efficiency fuel cell module includes a desulfurizer 10, a blower 20, a reformer 30, a fuel cell stack 50, a combustor 60, a heat exchanger 70, Lt; / RTI >

이때, 상기 탈황기(10)는 연료가스인 천연가스 내에 존재하는 황성분을 제거하는 기능을 수행하고, 상기 송풍기(20)는 연료전지 스텍(50)의 공기극 가스인 공기를 공급하는 기능을 수행한다.At this time, the desulfurizer 10 functions to remove sulfur components present in the natural gas, which is a fuel gas, and the blower 20 functions to supply air, which is the air electrode gas of the fuel cell stack 50 .

또한, 상기 개질기(30)는 메탄이 주성분인 천연가스 등의 탄화수소계 연료가스를 물과 함께 개질반응을 일으켜 수소가 풍부한 개질가스를 발생시킨다.In addition, the reformer 30 reforms a hydrocarbon-based fuel gas such as natural gas, which is mainly composed of methane, together with water to generate reformed gas rich in hydrogen.

아울러, 상기 연료전지 스텍(50)은 개질기(30)에서 발생한 개질가스와 송풍기(20)에 의해 공급된 공기를 이용하여 수소 및 산소의 전기화학반응에 의해 전기를 발생시킨다.The fuel cell stack 50 generates electricity by electrochemical reaction between hydrogen and oxygen using the reformed gas generated in the reformer 30 and the air supplied by the blower 20.

그리고, 상기 연소기(60)는 연료전지 스텍(50)에서 연료극 배기가스 배관(FE)을 통해 나오는 연료극 배기가스와 공기극 배기가스 배관(AE)을 통해 나오는 공기극 배기가스를 혼합하여 가연성 가스를 연소시켜 고온의 배기가스를 발생시킨다.The combustor 60 combusts the combustible gas by mixing the anode exhaust gas flowing through the fuel cell exhaust gas pipe FE and the cathode exhaust gas flowing through the cathode exhaust gas pipe AE from the fuel cell stack 50 Thereby generating a high-temperature exhaust gas.

이에 더하여, 상기 열교환기(70)는 연소기(60)와 연결된 배가스 배관(E)과 연결되어 배가스 배관(E)의 고온의 배가스를, 연료가스 공급라인(F)의 연료가스 및 공기 공급라인(A)의 공기와 열교환시켜 연료가스와 공기를 가열하는 기능을 수행한다.
The heat exchanger 70 is connected to the exhaust gas pipe E connected to the combustor 60 so that the high temperature exhaust gas of the exhaust gas pipe E is supplied to the fuel gas supply line F A) to heat the fuel gas and the air.

이와 같이 구성되는 본 발명의 가열통합형 연료전지 모듈은, 상기 개질기(30)의 초기 가동 시 필요한 수증기를 상기 연소기(60)에 의해 발생시키도록 구성되는 것을 기술적 특징으로 한다.The heat integrated fuel cell module of the present invention configured as described above is characterized in that the combustor 60 is configured to generate water vapor necessary for the initial operation of the reformer 30.

도 1에 도시된 기존의 연료전지 모듈은 출력운전 시 개질기(3)의 개질반응에 필요한 물을 재순환되는 연료극 배기가스에 포함된 물을 사용하므로 별도의 물공급을 필요로 하지 않으나, 초기 가동시 개질기(3)의 개질반응을 위해서는 물 공급라인을 통해 물이 공급되어야 하며 이때 공급되는 물은 수증기로 만들어 개질기(3)에 유입시켜야 한다.The conventional fuel cell module shown in FIG. 1 uses water contained in the anode exhaust gas, which is recycled to the water required for the reforming reaction of the reformer 3 during the output operation, so that no separate water supply is required. However, In order to perform the reforming reaction of the reformer 3, water must be supplied through the water supply line, and the water supplied to the reformer 3 must be made into steam and introduced into the reformer 3.

이를 위해, 기존의 연료전지 모듈은 물 공급라인(W)에서 상기 개질기(3) 전단에 물을 수증기로 만드는 가습기(8)가 설치되고, 이와 같은 가습기(8)의 부가적인 장치의 설치로 인하여 가열통합형 연료전지 모듈의 전체적인 크기와 중량, 나아가 제작 및 설치 측면에 있어서 비용이 상승하는 비효율적인 문제가 있다.
To this end, in the conventional fuel cell module, a humidifier 8 is installed in the water supply line W to convert water into steam at the front end of the reformer 3. Due to the installation of the additional device of the humidifier 8, There is an inefficient problem that the overall size and weight of the heat integrated fuel cell module, and furthermore, the manufacturing cost and the installation cost increase.

이러한 기존의 문제를 해결하기 위해, 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 연소기(60)가 물 공급라인(W)과 연결되어 공급된 물을 가열하여 수증기로 만들고, 개질기(30)가 수증기 공급배관(V)으로 연소기(60)와 연결되어 초기 가동 시 연소기(60)로부터 수증기를 공급받도록 구성된다. 물론, 이때 개질기(30)의 초기 가동 시 필요한 수증기는 초기에 천연가스를 공급받는 연소기(60)에 의해 발생된다.2, the present invention is characterized in that the combustor 60 is connected to the water supply line W to heat the supplied water to water vapor, and the reformer 30 supplies water vapor And is connected to the combustor 60 through a pipe V so as to receive water vapor from the combustor 60 during the initial operation. Of course, at this time, the water vapor necessary for the initial operation of the reformer 30 is generated by the combustor 60 which is initially supplied with the natural gas.

즉, 물 공급라인(W)에 의해 공급되는 물이 개질기(30)로 유입되기 전 수증기 상태로 변화하기 위해 가열하는데에 있어서, 기존에 별도로 설치된 가습기와 같은 부가적인 장치가 아닌 연소기(60)를 이용하여 물을 수증기로 만들어 이를 개질기(30)로 유입시킨다.That is, in heating the water supplied by the water supply line W to change into the water vapor state before the water is introduced into the reformer 30, the combustor 60, which is not an additional device such as a conventionally installed humidifier, The water is made into steam and introduced into the reformer 30.

다시 말해 구체적으로, 물 공급라인(W)에 의해 공급되는 물이 연소기(60)에 먼저 유입될 수 있도록 물 공급라인(W)이 연소기(60)에 연결되는 구조를 취하고, 이와 더불어 연소기(60)에서 가열되어 만들어진 수증기를 개질기(30)에 공급할 수 있도록 연소기(60)로부터 개질기(30)로 수증기 공급배관(V)이 연결되는 구조를 취한다.
In other words, the water supply line W is connected to the combustor 60 so that the water supplied by the water supply line W can be first introduced into the combustor 60, and the combustor 60 The steam supply pipe V is connected from the combustor 60 to the reformer 30 so as to supply steam generated by the steam generator 30 to the reformer 30. [

한편, 본 발명의 가열통합형 연료전지 모듈은 공급되는 연료가스가 개질기(30)에서 가열되도록 열교환부가 내장된 것을 또 하나의 기술적 특징으로 한다.The heat integrated type fuel cell module of the present invention is also characterized in that a heat exchange unit is built in such that the supplied fuel gas is heated in the reformer 30. [

도 1에 도시된 기존의 연료전지 모듈은 흡열반응인 개질반응이 이루어지는 개질기(3)의 반응온도를 유지하기 위해서는 일정 이상 고온의 연료가스를 개질기(3)에 유입시켜야 한다.In order to maintain the reaction temperature of the reformer 3 in which the reforming reaction, which is an endothermic reaction, is maintained, the conventional fuel cell module shown in FIG. 1 is required to introduce a fuel gas having a predetermined high temperature into the reformer 3.

이를 위해, 기존의 연료전지 모듈은 공급되는 연료가스 공급라인(F)에서 연료가스를 고온의 연료극 배기가스와 열교환하여 가열하도록, 개질기(3) 전단에 연료극 배기가스 배관(FE)과 연결된 열교환기(4)가 설치되고, 이와 같은 열교환기(4)의 부가적인 장치의 설치로 인하여 가열통합형 연료전지 모듈의 전체적인 크기와 중량, 나아가 제작 및 설치 측면에 있어서 비용이 상승하는 비효율적인 문제가 있다.
To this end, the conventional fuel cell module is provided with a heat exchanger (not shown) connected to the anode exhaust gas pipe (FE) in front of the reformer 3 so as to heat and heat the fuel gas with the high temperature anode exhaust gas in the supplied fuel gas supply line There is an inefficient problem that the overall size and weight of the fuel cell module of the heat integrated type, and further, the manufacturing cost and the installation cost increase due to the installation of the additional device of the heat exchanger 4.

이러한 기존의 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 도 2에 도시된 바와 같이 개질기(30)에서 열교환기능까지 구현되도록 개질기(30)에 열교환부(미도시)가 구성되고, 상기 열교환부는 연료전지 스텍(50)과 연료극 배기가스 배관(FE)으로 연결되어 연료극 배기가스에 의해 열교환되도록 구성된다.
이때, 개질기(30)는 비록 도면에 도시되지는 않았지만, 구체적으로 기기프레임, 상기 기기프레임의 내부 일측에 설치되며 개질기능을 가진 개질부, 및 상기 기기프레임의 내부 타측에 설치되는 열교환부를 구비하며, 이때의 기기프레임 내부에서의 개질부 및 열교환부의 구체적인 위치 및 서로에 대한 배치관계는 본 발명에 의해 한정되지 않고 어떠한 위치 및 배치구조도 활용될 수 있음은 물론이다.2, a reformer 30 is provided with a heat exchanger (not shown) to realize a heat exchange function in the reformer 30, and the heat exchanger is connected to a fuel cell stack (50) and the anode exhaust gas pipe (FE), and is heat exchanged by the anode exhaust gas.
At this time, the reformer 30 has a device frame, a reforming part provided at one side of the inside of the device frame and having a reforming function, and a heat exchange part provided at the other side of the device frame, though not shown in the drawings The specific positions of the reforming unit and the heat exchanging unit in the apparatus frame at this time and their arrangement relationship with respect to each other are not limited by the present invention and any position and arrangement structure may be utilized.

즉, 연료가스 공급라인(F)에 의해 공급되는 연료가스가 개질기(30)로 유입되기 전 가열되어 일정 이상의 온도로 되는데에 있어서, 연료가스가 개질기(30)에 이르러서, 기기프레임 내부 타측에 설치된 열교환부를 통해 가열되어 일정 이상의 온도로 된 다음, 기기프레임 내부 일측에 설치된 개질부로 유입되게 된다.That is, when the fuel gas supplied by the fuel gas supply line F is heated before being introduced into the reformer 30 and reaches a predetermined temperature or higher, the fuel gas reaches the reformer 30, Is heated through the heat exchanger to a temperature equal to or higher than a predetermined temperature, and then flows into the reforming unit installed on one side of the device frame.

다시 말해 구체적으로, 개질기(30)가 반응온도를 계속해서 유지하기 위해 개질기(30)에 열교환부가 내장되고 연료극 배기가스 배관(FE)이 개질기(30)의 열교환부에 직접적으로 연결되는 구조를 취한다.
Specifically, the reformer 30 has a structure in which the heat exchanger is built in the reformer 30 and the anode exhaust gas pipe FE is directly connected to the heat exchanger of the reformer 30 to keep the reaction temperature constant do.

상기와 같이 구성되는 본 발명은, 연소기(60)와 가습기, 개질기(30)와 열교환기(70)가 통합되어 구성되되, 구체적으로 연소기(60)가 물 공급라인(W)과 연결되고 개질기(30)가 연소기(60)와 수증기 공급배관(V)으로 연결됨으로써 개질기(30)의 초기 가동 시 필요한 수증기를 연소기(60)에 의해 발생시켜서 공급받을 수 있으며, 개질기(30)에 열교환부가 내장되고 개질기(30)가 연료전지 스텍(50)과 연료극 배기가스 배관(FE)으로 연결됨으로써 개질기(30)에 공급되는 연료가스가 개질기(30) 내에서 열교환 가열될 수 있다.
The combustor 60 is connected to the water supply line W and the reformer 30 is connected to the heat exchanger 70. The combustor 60 is connected to the water supply line W, 30 are connected to the combustor 60 and the steam supply pipe V so that water vapor necessary for the initial operation of the reformer 30 can be generated and supplied to the combustor 60. The heat exchanger is built in the reformer 30 The fuel gas supplied to the reformer 30 can be heat-exchanged and heated in the reformer 30 by connecting the reformer 30 to the fuel cell stack 50 and the anode exhaust gas pipe FE.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It is to be understood that various changes and modifications may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 탈황기 20 : 송풍기
30 : 개질기 50 : 연료전지 스텍
60 : 연소기 70 : 열교환기
F : 연료가스 공급라인 A : 공기 공급라인
W : 물 공급라인 V : 수증기 공급배관
FE : 연료극 배기가스 배관 AE : 공기극 배기가스 배관
E : 배가스 배관10: desulfurizer 20: blower
30: Reformer 50: Fuel cell stack
60: Combustor 70: Heat exchanger
F: fuel gas supply line A: air supply line
W: Water supply line V: Water supply line
FE: Anode exhaust gas piping AE: Air pole exhaust gas piping
E: Flue gas piping

Claims (5)

연료가스 공급라인(F)과 연결된 개질기(30); 상기 개질기(30) 및 공기 공급라인(A)과 각각 연결된 연료전지 스텍(50); 및 상기 연료전지 스텍(50)과 연결되어 상기 연료전지 스텍(50)의 공기극 배기가스와 연료극 배기가스를 혼합하여 가연성 가스를 연소시키는 연소기(60);를 포함하되, 상기 개질기(30)의 초기 가동 시 필요한 수증기는 초기에 천연가스를 공급받는 상기 연소기(60)에 의해 발생되며,
상기 연소기(60)는 물 공급라인(W)과 연결되어 공급된 물을 가열하여 수증기로 만들며,
상기 개질기(30)는 상기 연소기(60)와 수증기 공급배관(V)으로 연결되어, 초기 가동시 상기 연소기(60)로부터 수증기를 공급받는 것을 특징으로 하는 가열통합형 연료전지 모듈.
A reformer 30 connected to the fuel gas supply line F; A fuel cell stack 50 connected to the reformer 30 and the air supply line A, respectively; And a combustor (60) connected to the fuel cell stack (50) and combusting the combustible gas by mixing the cathode exhaust gas of the fuel cell stack (50) and the anode exhaust gas, wherein the initial The water vapor required for the operation is generated by the combustor 60 which is initially supplied with natural gas,
The combustor 60 is connected to a water supply line W to heat the supplied water to make steam,
The reformer (30) is connected to the combustor (60) by a steam supply pipe (V), and receives steam from the combustor (60) during an initial operation.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 개질기(30)는 공급되는 연료가스가 상기 개질기(30) 내에서 열교환 가열되도록 열교환부가 내장되며,
상기 개질기(30)는, 기기프레임; 상기 기기프레임의 내부 일측에 설치되는 개질부; 및 상기 기기프레임의 내부 타측에 설치되는 상기 열교환부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 가열통합형 연료전지 모듈.
The method according to claim 1,
The reformer 30 has a heat exchange unit built therein so that the supplied fuel gas is heat-exchanged and heated in the reformer 30,
The reformer (30) comprises: a device frame; A reforming unit installed at an inner side of the apparatus frame; And the heat exchange unit installed on the other side of the apparatus frame.
제4항에 있어서,
상기 열교환부는 상기 연료전지 스텍(50)과 연료극 배기가스 배관(FE)으로 연결되어 연료극 배기가스에 의해 열교환되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가열통합형 연료전지 모듈.5. The method of claim 4,
Wherein the heat exchanger is connected to the fuel cell stack (50) and the anode exhaust gas pipe (FE) and is heat-exchanged by the anode exhaust gas.
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