WO2014080801A1 - 発電システム及び発電システムの運転方法 - Google Patents

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行政 中本
和徳 藤田
壮 眞鍋
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Definitions

  • the present invention relates to a power generation system that combines a solid oxide fuel cell, a gas turbine, and a steam turbine, and a method for operating the power generation system.
  • Solid oxide fuel cells Solid Oxide Fuel Cells: hereinafter referred to as SOFC
  • SOFC Solid Oxide Fuel Cells
  • this SOFC has a high operating temperature in order to increase ionic conductivity, compressed air discharged from the compressor of the gas turbine can be used as air (oxidant) supplied to the air electrode side. Further, the high-temperature exhaust fuel gas exhausted from the SOFC can be used as fuel for the combustor of the gas turbine.
  • Patent Document 1 various types of power generation systems that can achieve high-efficiency power generation have been proposed in which SOFCs, gas turbines, and steam turbines are combined.
  • the gas turbine includes a compressor that compresses air and supplies the compressed fuel to the SOFC, and a combustor that generates combustion gas from the exhaust fuel gas exhausted from the SOFC and the compressed air. I have it.
  • the conventional power generation system described above has a path for supplying compressed air from the compressor of the gas turbine to the combustor and a path for supplying compressed air from the compressor to a fuel cell such as SOFC. Supplied to the fuel cell by gradually closing the valve for supplying compressed air from the compressor to the fuel cell while gradually closing the valve for supplying compressed air from the compressor to the combustor at the start of air supply The amount of air to be increased.
  • the pressure of the compressed air supplied from the compressor to the fuel cell may vary.
  • the pressure on the air electrode side of the fuel cell fluctuates, and the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode cannot be kept constant. For this reason, if the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode cannot be maintained, the performance of the fuel cell deteriorates.
  • the present invention solves the above-described problems, and an object thereof is to provide a power generation system capable of stabilizing the pressure of compressed air supplied to a fuel cell and a method for operating the power generation system.
  • a power generation system of the present invention includes a fuel cell, a gas turbine having a compressor and a combustor, and a first compressed air supply line for supplying compressed air from the compressor to the combustor.
  • a detection unit for detecting the length an adjustment unit for adjusting a balance between the ease of flow of compressed air in the first compressed air supply line and the ease of flow of compressed air in the second compressed air supply line, and the detection unit Based on the detected variation in the ease of flow of compressed air in the fuel cell, the adjustment unit balances the ease of air flow between the first compressed air supply line and the second compressed air supply line. And having a control device to be adjusted.
  • the balance between the ease of flow of compressed air in the first compressed air supply line and the ease of flow of compressed air in the second compressed air supply line is adjusted based on the ease of flow of compressed air in the fuel cell.
  • Can do Thereby, it can suppress that the compressed air supplied to a fuel cell fluctuates by the influence of the fluctuation
  • the adjustment unit includes a mechanism that is arranged in the first compressed air supply line and adjusts the ease of flow of the compressed air in the first compressed air supply line.
  • the balance between the compressed air supplied to the fuel cell and the compressed air supplied to the combustor can be suitably adjusted by adjusting the ease of flow of the compressed air in the first compressed air supply line.
  • the adjustment unit includes a control valve arranged in the first compressed air supply line and capable of adjusting an opening degree.
  • the balance between the compressed air supplied to the fuel cell and the compressed air supplied to the combustor is adjusted by adjusting the opening of the control valve and adjusting the ease of flow of the compressed air in the first compressed air supply line. It can adjust suitably.
  • the adjustment unit includes a main pipe, at least one branch pipe that bypasses the main pipe, and an on-off valve arranged in the branch pipe. It is characterized by including these.
  • the number of open on-off valves (the number of open on-off valves) and adjusting the ease of flow of compressed air in the first compressed air supply line, The balance with the compressed air supplied to the combustor can be suitably adjusted.
  • control device makes it easier for the compressed air to flow to the first compressed air supply line when the compressed air becomes difficult to flow to the fuel cell.
  • the adjustment unit includes a mechanism that is arranged in the second compressed air supply line and adjusts the ease of flow of the compressed air in the second compressed air supply line.
  • the balance between the compressed air supplied to the fuel cell and the compressed air supplied to the combustor can be suitably adjusted by adjusting the ease of flow of the compressed air in the second compressed air supply line.
  • the adjustment unit includes a control valve arranged in the second compressed air supply line and capable of adjusting an opening degree.
  • the balance between the compressed air supplied to the fuel cell and the compressed air supplied to the combustor is adjusted by adjusting the opening of the control valve and adjusting the ease of flow of the compressed air in the second compressed air supply line. It can adjust suitably.
  • control device makes it easier for the compressed air to flow to the second compressed air supply line when the compressed air becomes difficult to flow to the fuel cell.
  • the adjustment unit when it is determined that the control device interrupts the flow path of the compressed air between the fuel cell and the gas turbine, the adjustment unit does not easily flow the compressed air to the second compressed air supply line.
  • the second compressed air supply line is closed by repeating the control for facilitating the flow of compressed air to the first compressed air supply line.
  • the detection unit detects a pressure of the compressed air flowing through the first compressed air supply line, and detects a pressure of the compressed air flowing through the compressed air circulation line. And detecting the ease of flow of compressed air in the fuel cell based on the result detected by the first pressure detector and the result detected by the second pressure detector. It is characterized by.
  • a second compressed air supply line for supplying compressed air from a fuel cell to the fuel cell, and a compressed air circulation line for supplying exhaust air from the fuel cell to the combustor comprising: The step of detecting the ease of flow of compressed air in the fuel cell, and the compression of the first compressed air supply line by the adjustment unit based on the variation in the ease of flow of compressed air in the fuel cell detected by the detection unit Adjusting the balance between the ease of air flow and the ease of flow of compressed air in the second compressed air supply line.
  • the ease of flow of the compressed air in the first compressed air supply line and the compression of the second compressed air supply line based on the ease of flow of the compressed air in the fuel cell.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a power generation system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a gas turbine, SOFC, and piping system in a power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating another example of the gas turbine, the SOFC, and the piping system.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating another example of the gas turbine, the SOFC, and the piping system.
  • FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram illustrating another example of the first compressed air supply line.
  • the power generation system of this embodiment is a triple combined cycle (registered trademark) in which a solid oxide fuel cell (hereinafter referred to as SOFC), a gas turbine, and a steam turbine are combined.
  • SOFC solid oxide fuel cell
  • gas turbine gas turbine
  • steam turbine steam turbine
  • This triple combined cycle realizes extremely high power generation efficiency because it can generate power in three stages: SOFC, gas turbine, and steam turbine by installing SOFC upstream of gas turbine combined cycle power generation (GTCC). be able to.
  • GTCC gas turbine combined cycle power generation
  • a solid oxide fuel cell is applied as the fuel cell of the present invention, but the present invention is not limited to this type of fuel cell.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a power generation system of the present embodiment.
  • the power generation system 10 includes a gas turbine 11 and a generator 12, an SOFC 13, a steam turbine 14 and a generator 15.
  • the power generation system 10 is configured to obtain high power generation efficiency by combining power generation by the gas turbine 11, power generation by the SOFC 13, and power generation by the steam turbine 14.
  • the power generation system 10 includes a control device 62.
  • the control device 62 controls the operation of each unit of the power generation system 10 based on the input setting, the input instruction, the result detected by the detection unit, and the like.
  • the gas turbine 11 includes a compressor 21, a combustor 22, and a turbine 23, and the compressor 21 and the turbine 23 are coupled to each other by a rotary shaft 24 so as to be integrally rotatable.
  • the compressor 21 compresses the air A taken in from the air intake line 25.
  • the combustor 22 mixes and combusts the compressed air A ⁇ b> 1 supplied from the compressor 21 through the first compressed air supply line 26 and the fuel gas L ⁇ b> 1 supplied from the first fuel gas supply line 27.
  • the turbine 23 is rotated by the combustion gas G ⁇ b> 1 supplied from the combustor 22 through the exhaust gas supply line 28.
  • the turbine 23 is supplied with compressed air A1 compressed by the compressor 21 through the passenger compartment, and cools the blades and the like using the compressed air A1 as cooling air.
  • the generator 12 is provided on the same axis as the turbine 23 and can generate electric power when the turbine 23 rotates.
  • liquefied natural gas LNG is used as the fuel gas L1 supplied to the combustor 22.
  • the SOFC 13 generates power by reacting at a predetermined operating temperature by being supplied with high-temperature fuel gas as a reducing agent and high-temperature air (oxidizing gas) as an oxidant.
  • the SOFC 13 is configured by accommodating an air electrode, a solid electrolyte, and a fuel electrode in a pressure vessel. A part of the compressed air A2 compressed by the compressor 21 is supplied to the air electrode, and the fuel gas L2 is supplied to the fuel electrode to generate power.
  • the fuel gas L2 supplied to the SOFC 13 for example, liquefied natural gas (LNG), hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), hydrocarbon gas such as methane (CH 4 ), carbon such as coal, etc. Gas produced by gasification equipment for quality raw materials is used.
  • the oxidizing gas supplied to the SOFC 13 is a gas containing approximately 15% to 30% oxygen, and typically air is preferable. However, in addition to air, a mixed gas of combustion exhaust gas and air, oxygen And the like can be used (hereinafter, the oxidizing gas supplied to the SOFC 13 is referred to as air).
  • the SOFC 13 is connected to the second compressed air supply line 31 branched from the first compressed air supply line 26, and can supply a part of the compressed air A2 compressed by the compressor 21 to the introduction portion of the air electrode.
  • the second compressed air supply line 31 is provided with a control valve 32 capable of adjusting the amount of air to be supplied and a blower (a booster) 33 capable of increasing the pressure of the compressed air A2 along the flow direction of the compressed air A2. Yes.
  • the control valve 32 is provided on the upstream side in the flow direction of the compressed air A ⁇ b> 2 in the second compressed air supply line 31, and the blower 33 is provided on the downstream side of the control valve 32.
  • the SOFC 13 is connected to an exhaust air line 34 that exhausts compressed air A3 (exhaust air) used at the air electrode.
  • the exhaust air line 34 is branched into a discharge line 35 that discharges compressed air A3 used in the air electrode to the outside, and a compressed air circulation line 36 that is connected to the combustor 22.
  • the discharge line 35 is provided with a control valve 37 capable of adjusting the amount of air discharged
  • the compressed air circulation line 36 is provided with a control valve 38 capable of adjusting the amount of air circulated.
  • the SOFC 13 is provided with a second fuel gas supply line 41 for supplying the fuel gas L2 to the introduction portion of the fuel electrode.
  • the second fuel gas supply line 41 is provided with a control valve 42 that can adjust the amount of fuel gas to be supplied.
  • the SOFC 13 is connected to an exhaust fuel line 43 that exhausts the exhaust fuel gas L3 used at the fuel electrode.
  • the exhaust fuel line 43 is branched into an exhaust line 44 that discharges to the outside and an exhaust fuel gas supply line 45 that is connected to the combustor 22.
  • the discharge line 44 is provided with a control valve 46 capable of adjusting the amount of fuel gas to be discharged, and the exhaust fuel gas supply line 45 is capable of boosting the exhaust fuel gas L3 and a control valve 47 capable of adjusting the amount of fuel gas to be supplied.
  • a blower 48 is provided along the flow direction of the exhaust fuel gas L3.
  • the control valve 47 is provided on the upstream side in the flow direction of the exhaust fuel gas L 3 in the exhaust fuel gas supply line 45, and the blower 48 is provided on the downstream side of the control valve 47.
  • the SOFC 13 is provided with a fuel gas recirculation line 49 that connects the exhaust fuel line 43 and the second fuel gas supply line 41.
  • the fuel gas recirculation line 49 is provided with a recirculation blower 50 that recirculates the exhaust fuel gas L3 of the exhaust fuel line 43 to the second fuel gas supply line 41.
  • the steam turbine 14 is configured such that the turbine 52 is rotated by steam generated by the exhaust heat recovery boiler (HRSG) 51.
  • the steam turbine 14 (turbine 52) is provided with a steam supply line 54 and a water supply line 55 between the exhaust heat recovery boiler 51.
  • the water supply line 55 is provided with a condenser 56 and a water supply pump 57.
  • the exhaust heat recovery boiler 51 is connected to an exhaust gas line 53 from the gas turbine 11 (the turbine 23), and heats between the high temperature exhaust gas G ⁇ b> 2 supplied from the exhaust gas line 53 and the water supplied from the water supply line 55. Steam S is produced
  • the generator 15 is provided coaxially with the turbine 52 and can generate electric power when the turbine 52 rotates.
  • the exhaust gas G2 from which heat has been recovered by the exhaust heat recovery boiler 51 is released to the atmosphere after removing harmful substances.
  • the operation of the power generation system 10 of the present embodiment will be described.
  • the electric power generation system 10 starts in order of the gas turbine 11, the steam turbine 14, and SOFC13.
  • the compressor 21 compresses the air A
  • the combustor 22 mixes and combusts the compressed air A1 and the fuel gas L1
  • the turbine 23 rotates by the combustion gas G1, thereby generating power.
  • the machine 12 starts power generation.
  • the turbine 52 is rotated by the steam S generated by the exhaust heat recovery boiler 51, whereby the generator 15 starts power generation.
  • the compressed air A2 is supplied from the compressor 21 to start pressurization of the SOFC 13 and to start heating.
  • the control valve 37 of the discharge line 35 and the control valve 38 of the compressed air circulation line 36 closed and the blower 33 of the second compressed air supply line 31 stopped the control valve 32 is opened by a predetermined opening.
  • a part of the compressed air A2 compressed by the compressor 21 is supplied from the second compressed air supply line 31 to the SOFC 13 side.
  • the pressure on the air electrode side of the SOFC 13 rises when the compressed air A2 is supplied.
  • the fuel gas L2 is supplied and pressurization is started.
  • the control valve 46 of the exhaust line 44 and the control valve 47 of the exhaust fuel gas supply line 45 closed and the blower 48 stopped, the control valve 42 of the second fuel gas supply line 41 is opened and the fuel gas is recirculated.
  • the recirculation blower 50 of the line 49 is driven.
  • the fuel gas L 2 is supplied from the second fuel gas supply line 41 to the SOFC 13, and the exhaust fuel gas L 3 is recirculated by the fuel gas recirculation line 49.
  • the pressure on the fuel electrode side of the SOFC 13 is increased by supplying the fuel gas L2.
  • the control valve 32 When the pressure on the air electrode side of the SOFC 13 becomes the outlet pressure of the compressor 21, the control valve 32 is fully opened and the blower 33 is driven. At the same time, the control valve 37 is opened and the compressed air A3 from the SOFC 13 is discharged from the discharge line 35. Then, the compressed air A2 is supplied to the SOFC 13 side by the blower 33. At the same time, the control valve 46 is opened, and the exhaust fuel gas L3 from the SOFC 13 is discharged from the discharge line 44. When the pressure on the air electrode side and the pressure on the fuel electrode side in the SOFC 13 reach the target pressure, pressurization of the SOFC 13 is completed.
  • the control valve 37 is closed and the control valve 38 is opened.
  • compressed air A3 from the SOFC 13 is supplied from the compressed air circulation line 36 to the combustor 22.
  • the control valve 46 is closed, while the control valve 47 is opened to drive the blower 48.
  • the exhaust fuel gas L3 from the SOFC 13 is supplied from the exhaust fuel gas supply line 45 to the combustor 22.
  • the fuel gas L1 supplied from the first fuel gas supply line 27 to the combustor 22 is reduced.
  • the power generation by the generator 12 by driving the gas turbine 11, the power generation by the SOFC 13, and the power generation by the generator 15 are all performed by driving the steam turbine 14, and the power generation system 10 becomes a steady operation.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a gas turbine, SOFC, and piping system in a power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • compressed air discharged from the compressor 21 is supplied to both the SOFC 13 and the combustor 22. Further, the compressed air discharged from the compressor 21 is supplied to the turbine 23 using the cooling air supply line 72 and is also used as air for cooling the turbine 23.
  • the easiness of air flow of the SOFC 13 varies due to various reasons such as variations in the driving state of the fuel cell and the gas turbine. If the easiness of air flow in the SOFC 13 varies, the relationship between the ratio of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13 and the ratio of the compressed air A1 supplied to the combustor 22 in the compressed air discharged from the compressor 21 It fluctuates and the pressure of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13 fluctuates.
  • the control valve 37 that adjusts the ease of flow of the compressed air A2 in the second compressed air supply line 31 and the compression of the first compressed air supply line 26.
  • a bypass control valve (control valve) 70 that adjusts the ease of flow of air A1 and pressure detectors 80, 82, 84, and 86 are provided.
  • the pressure detectors 80, 82, 84, and 86 serve as detectors that detect the ease of flow of the compressed air of the SOFC 13 of the present embodiment.
  • the control device (control unit) 62 of the power generation system 10 drives the control valve 37 and the bypass control valve 70 based on the detection results of the pressure detection units 80, 82, 84, 86.
  • the power generation system 10 detects the ease of flow of the compressed air in the SOFC 13 based on the difference between the pressure of the compressed air A2 detected by the pressure detector 82 and the pressure of the compressed air A3 detected by the pressure detector 84.
  • the opening degree of the control valve 37 and the bypass control valve 70 is controlled based on the detection result. By this control, the balance between the ease of flow of the compressed air A1 in the first compressed air supply line 26 and the ease of flow of the compressed air A2 in the second compressed air supply line 31 can be adjusted. Thereby, the pressure of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13 can be stabilized.
  • the bypass control valve 70 is installed in the first compressed air supply line 26.
  • the bypass control valve 70 switches the opening and closing of the bypass control valve 70 to switch the flow of the compressed air A1 to the first compressed air supply line 26, and the flow of the compressed air A1 flowing through the first compressed air supply line 26 by adjusting the opening degree.
  • the ease, flow rate, and pressure difference between the upstream and downstream of the bypass control valve 70 are controlled.
  • the control valve 37 is installed in the 2nd compressed air supply line 31 as mentioned above, and the same adjustment as the bypass control valve 70 is performed to the 2nd compressed air supply line 31 by adjusting opening and closing and an opening degree. be able to.
  • the pressure detector 80 is provided in a line where compressed air is discharged from the compressor 21. Specifically, it is provided on the line before branching to the first compressed air supply line 26 and the second compressed air supply line 31.
  • the pressure detector 80 detects the pressure of the compressed air discharged from the compressor 21.
  • the pressure detector 82 is disposed downstream of the control valve 37 in the second compressed air supply line 31 and upstream of the SOFC 13.
  • the pressure detector 82 detects the pressure of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13.
  • the pressure detection unit 84 is disposed downstream of the SOFC 13 in the compressed air circulation line 36 and upstream of the control valve 38.
  • the pressure detector 84 detects the pressure of the compressed air A3 discharged from the SOFC 13.
  • the pressure detector 86 is disposed downstream of the bypass control valve 70 of the first compressed air supply line 26 and upstream of the connecting portion of the compressed air circulation line 36. The pressure detector 86 detects the pressure of the compressed air A1 after passing through the bypass control valve 70.
  • the control device 62 can adjust the opening degree of at least one of the control valve 37 and the bypass control valve 70. Therefore, the control device 62 can adjust the ease of flow of the compressed air of at least one of the first compressed air supply line 26 and the second compressed air supply line 31. Thereby, the balance between the ease of flow of the compressed air A1 in the first compressed air supply line 26 and the ease of flow of the compressed air A2 in the second compressed air supply line 31 can be adjusted.
  • FIG. 3 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system according to the present embodiment.
  • the driving operation shown in FIG. 3 can be realized by the control device (control unit) 62 executing arithmetic processing based on the detection result of each unit. Note that the control device 62 repeatedly executes the process shown in FIG.
  • the control device 62 detects the ease of flow of the compressed air of the SOFC 13 (step S12). Specifically, pressure loss in the SOFC 13 is detected based on at least the detection results of the pressure detector 82 and the pressure detector 84, and the ease of flow of compressed air in the SOFC 13 is detected based on the result. More preferably, considering the results of the pressure detection unit 80 and the pressure detection unit 84, the SOFC 13 is calculated by calculating the pressure balance in the air-side path of the power generation system 10, the flow path resistance of each unit, and the like. Detects the ease of flow of compressed air.
  • control device 62 When the control device 62 detects the ease of flow of the compressed air in the SOFC 13, it determines whether there is a change in the ease of flow (step S14). For example, the control device 62 determines that there is a change when the difference from the ease of flow when the previous adjustment is performed exceeds a set threshold value. If it is determined that there is no change (No in step S14), the control device 62 ends this process.
  • Step S16 When it is determined that there is a change (Yes in Step S14), the control device 62 performs control to change the opening degree of the bypass control valve 70 (Step S16), and ends this process.
  • the control device 62 performs control to reduce the opening degree of the bypass control valve 70, and when it is determined that the compressed air is less likely to flow in the SOFC 13, bypass control is performed. Control to increase the opening of the valve 70 is performed.
  • the power generation system 10 controls the pressure fluctuation of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13 by adjusting the opening degree of the bypass control valve 70 based on the ease of flow of the compressed air in the SOFC 13, and the air of the SOFC 13
  • the pressure fluctuation on the pole side can be suppressed. For this reason, the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode of the SOFC 13 can be kept constant.
  • the amount and pressure of compressed air supplied to the combustor 22 may fluctuate. If the compressed air supplied to the combustor 22 fluctuates, the combustion of the fuel gas in the combustor 22 becomes unstable.
  • the power generation system 10 adjusts the opening degree of the bypass control valve 70 in accordance with fluctuations in the ease of flow of the compressed air in the SOFC 13, thereby compressing the compressed air A ⁇ b> 2 supplied to the SOFC 13 and the compressed air supplied to the fuel unit 22. It can suppress that the balance of A1 fluctuates. Thereby, the electric power generation system 10 can also suppress the fluctuation
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating another example of the driving operation of the power generation system according to the present embodiment.
  • the driving operation shown in FIG. 4 can be realized by the control device (control unit) 62 executing arithmetic processing based on the detection result of each unit.
  • the control device (control unit) 62 detects the abnormality in the SOFC 13 or the gas turbine 11, and executes the processing shown in FIG. 4 when stopping the flow of the exhaust fuel gas and the compressed air between the SOFC 13 and the gas turbine 11. To do.
  • control device 62 detects an abnormality in the SOFC 13 or the gas turbine 11 (step S20)
  • the control device 62 controls to reduce the opening degree of the control valve 32 of the second compressed air supply line 31 and the control valve 38 of the compressed air circulation line 36. (Step S22) and control to increase the opening degree of the bypass control valve 70 (step S24).
  • the control device 62 determines whether or not the control valve 32 of the second compressed air supply line 31 and the control valve 38 of the compressed air circulation line 36 have been closed (step S26). When it is determined that the closing is not completed (No in Step S26), the control device 62 returns to Step S22, and when it is determined that the closing is completed (Yes in Step S26), this process ends.
  • the power generation system 10 closes the control valve 32 of the second compressed air supply line 31 and the control valve 38 of the compressed air circulation line 36, and compressed air to the SOFC 13.
  • the supply of A2 and the discharge of compressed air (exhaust air) A3 from the SOFC 13 are stopped. Therefore, the SOFC 13 can be isolated from the gas turbine 11, and the pressure fluctuation on the air electrode side of the SOFC 13 can be suppressed. For this reason, the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode of the SOFC 13 can be kept constant.
  • the power generation system 10 detects the pressure of each line by the pressure detection unit, and detects the ease of flow of the compressed air based on the detected pressure (pressure difference), but is not limited thereto.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the gas turbine, the SOFC, and the piping system.
  • the SOFC 113 includes a plurality of unit SOFC units 120.
  • the plurality of unit SOFC units 120 are arranged in parallel, are supplied with compressed air A2 from the second compressed air supply line 31, and discharge the compressed air A3 to the compressed air circulation line 36.
  • the unit SOFC unit 120 includes an upstream branch pipe 121, a unit SOFC 122, a downstream branch pipe 124, and control valves 126 and 128.
  • the upstream branch pipe 121 has one end connected to the second compressed air supply line 31 and the other end connected to the unit SOFC 122.
  • the unit SOFC 122 has the same configuration as the SOFC 13 described above, and reacts at a predetermined operating temperature by supplying high-temperature fuel gas as a reducing agent and high-temperature air (oxidizing gas) as an oxidant. Power generation.
  • This unit SOFC 122 is configured by accommodating an air electrode, a solid electrolyte, and a fuel electrode in a pressure vessel.
  • the unit SOFC 122 is supplied with compressed air A2 from the upstream branch pipe 121.
  • the downstream branch pipe 124 has one end connected to the unit SOFC 122 and the other end connected to the compressed air circulation line 36.
  • the unit SOFC unit 120 is supplied with compressed air A2 from the second compressed air supply line 31 through the upstream branch pipe 121 to the unit SOFC 122. Further, the unit SOFC unit 120 passes through the downstream branch pipe 124 from the unit SOFC 122, and the compressed air A3 is discharged to the compressed air circulation line 36.
  • the control valve 126 is disposed in the upstream branch pipe 121.
  • the control valve 126 adjusts the compressed air A ⁇ b> 2 flowing through the upstream branch pipe 121 by adjusting the opening and closing and the opening degree, similarly to the control valves described above.
  • the control valve 128 is disposed in the downstream branch pipe 124. As with the control valve described above, the control valve 128 adjusts the compressed air A3 flowing through the downstream branch pipe 124 by adjusting the opening and closing and the opening degree.
  • the unit SOFC unit 120 is configured as described above. By closing the control valves 126 and 128, one unit SOFC unit 120 can be isolated from the path through which the compressed air flows. As a result, the SOFC 113 can switch between driving and stopping for each unit SOFC unit 120, and only one unit SOFC unit 120 can be maintained or replaced while generating power in the other unit SOFC unit 120.
  • the control device 62 acquires information on the number of unit SOFC units 120 (unit SOFC 122) that are driven or stopped and information on switching between starting and stopping of the unit SOFC unit 120 as information on the ease of flow of compressed air in the SOFC 113,
  • the bypass control valve 70 may be controlled.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of the driving operation of the power generation system 10a.
  • the control device 62 determines whether there is a unit SOFC 122 to be stopped (step S40). When it is determined that there is a unit SOFC 122 to be stopped (Yes in Step S40), the control device 62 performs control to increase the opening degree of the bypass control valve 70 (Step S42). Thereby, the unit SOFC unit 120 is stopped, so that the compressed air A2 that is no longer used in the SOFC 113 can be supplied to the combustor 22 side. Thereby, even if the unit SOFC 122 stops, the pressure fluctuation of the compressed air A2 supplied to the unit SOFC 122 can be suppressed, and the pressure fluctuation on the air electrode side of the unit SOFC 122 can be suppressed.
  • the control device 62 determines whether there is a unit SOFC 122 to be activated (step S42). S44). When it is determined that there is a unit SOFC 122 to be activated (Yes in Step S44), the control device 62 performs control to decrease the opening degree of the bypass control valve 70 (Step S46). Thereby, even if the unit SOFC 122 is newly activated, the pressure fluctuation of the compressed air A2 supplied to the other activated unit SOFC 122 can be suppressed, and the pressure fluctuation on the air electrode side of the unit SOFC 122 can be suppressed. For this reason, the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode of the unit SOFC 122 can be kept constant.
  • the control device 62 ends this processing when it is determined that there is no unit SOFC 122 to be activated (No in Step S44) or when the opening degree of the bypass control valve is adjusted in Step S46.
  • the power generation system 10a varies the pressure of the compressed air A2 supplied to the SOFC 113 by adjusting the opening degree of the bypass control valve 70 in accordance with switching of starting and stopping of the unit SOFC unit 120 (unit SOFC 122). Can be suppressed. Moreover, since the power generation system 10a can adjust the bypass control valve 70 based on the control state of the unit SOFC unit 120, the control becomes simple.
  • the opening degree of the bypass control valve 70 was adjusted, this invention is not limited to this.
  • the power generation system adjusts the opening degree of the control valve 37 of the second compressed air supply line 31 based on the ease of flow of the compressed air in the SOFC 113, so that the compression supplied from the second compressed air supply line 31 to the SOFC 113 is performed.
  • the balance between the air A2 and the compressed air A1 supplied to the combustor 22 from the first compressed air supply line 26 may be adjusted.
  • FIG. 7 is a schematic diagram showing another example of the gas turbine, the SOFC, and the piping system.
  • the power generation system 10b shown in FIG. 7 is the same as the power generation system 10 shown in FIG. 2 described above except that the bypass control valve 70 is not provided in the first compressed air supply line 26.
  • the power generation system 10b may not include the pressure detection unit 86.
  • the power generation system 10b adjusts the control valve 37 based on the ease of flow of compressed air in the SOFC 13, thereby allowing the compressed air A2 to be supplied from the second compressed air supply line 31 to the SOFC 13 and the first compressed air supply line.
  • the balance of the compressed air A ⁇ b> 1 supplied from 26 to the combustor 22 is adjusted. Thereby, the balance can be adjusted without providing the bypass control valve 70.
  • FIG. 8 is a flowchart showing an example of the drive operation of the power generation system of the power generation system 10b of the present embodiment described above.
  • the control device 62 detects the ease of flow of compressed air in the SOFC 13 (step S50).
  • the control device 62 determines whether there is a change in the flowability (step S52). If it is determined that there is no change (No in step S52), the control device 62 ends this process.
  • Step S52 When it is determined that there is a change (Yes in Step S52), the control device 62 performs control to change the opening degree of the control valve 37 of the second compressed air supply line 31 (Step S54), and ends this process.
  • the control device 62 performs control to reduce the opening degree of the control valve 37, and when it is determined that the compressed air is difficult to flow in the SOFC 13, Control to increase the opening of the.
  • the power generation system 10b also suppresses the pressure fluctuation of the compressed air A2 supplied to the SOFC 13 by adjusting the opening degree of the control valve 37 based on the ease of flow of the compressed air in the SOFC 13, and the air electrode of the SOFC 13 Side pressure fluctuations can be suppressed. For this reason, the pressure balance between the air electrode and the fuel electrode of the SOFC 13 can be kept constant.
  • the ease of air flow in each line is adjusted using a control valve that can adjust the opening, but the present invention is not limited to this.
  • the principle and configuration of the power generation system is not particularly limited as long as it is a mechanism (adjustment unit) that can adjust the ease of air flow.
  • FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing another example of the first compressed air supply line.
  • the first compressed air supply line 26 shown in FIG. 9 includes a main pipe 150, a plurality of branch pipes 152, and a plurality of on-off valves 154 as a mechanism (adjustment unit) that can adjust the ease of flow of compressed air. .
  • the main pipe 150 is included in a part of the first compressed air supply line 26.
  • the main pipe 150 sends the compressed air supplied from the compressor 21 toward the combustor 22.
  • the branch pipe 152 is a pipe having one end connected to the main pipe 150 and the other end connected to the main pipe 150. That is, the branch pipe 152 is a pipe that bypasses the main pipe 150.
  • the plurality of branch pipes 152 are formed in parallel.
  • the compressed air A ⁇ b> 1 flowing through the first compressed air supply line 26 flows through only one of the main pipe 150 and the plurality of branch pipes 152 during circulation in a range bypassed by the branch pipe 152.
  • Each branch pipe 152 is provided with one on-off valve 154.
  • the on-off valve 154 switches between opening and closing of the installed branch pipe 152.
  • the adjusting unit shown in FIG. 9 adjusts the ease of flow of the compressed air A1 in the first compressed air supply line 26 by adjusting the ratio of the number of the open / close valves 154 in the open state to the number of the open / close valves 154 in the closed state. can do. Specifically, increasing the number of open / close valves 154 facilitates the flow of compressed air A1, and reducing the number of open / close valves 154 reduces the flow of compressed air A1.

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Abstract

　ＳＯＦＣに供給する空気の圧力を安定させることができる発電システム及び発電システムの運転方法を提供すること。発電システムは、燃料電池と、ガスタービンと、圧縮機から燃焼器に空気を供給する第１圧縮空気供給ラインと、圧縮機から燃料電池に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給ラインと、燃料電池から燃焼器に排空気を供給する圧縮空気循環ラインと、燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出する検出部と、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する調整部と、検出部で検出した燃料電池の圧縮空気の流れやすさの変動に基づいて、調整部によって第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する制御装置と、を有する。

Description

発電システム及び発電システムの運転方法
　本発明は、固体酸化物形燃料電池とガスタービンと蒸気タービンを組み合わせた発電システム及び発電システムの運転方法に関するものである。
　固体酸化物形燃料電池（Ｓｏｌｉｄ　Ｏｘｉｄｅ　Ｆｕｅｌ　Ｃｅｌｌ：以下ＳＯＦＣ）は、用途の広い高効率な燃料電池として知られている。このＳＯＦＣは、イオン導電率を高めるために作動温度が高くされているので、空気極側に供給する空気（酸化剤）としてガスタービンの圧縮機から吐出された圧縮空気を使用することができる。また、ＳＯＦＣから排気された高温の排燃料ガスをガスタービンの燃焼器の燃料として使用することができる。
　このため、例えば、下記特許文献１に記載されるように、高効率発電を達成することができる発電システムとして、ＳＯＦＣとガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたものが各種提案されている。この特許文献１に記載されたコンバインドシステムにおいて、ガスタービンは、空気を圧縮してＳＯＦＣに供給する圧縮機と、このＳＯＦＣから排気された排燃料ガスと圧縮空気から燃焼ガスを生成する燃焼器を有したものである。
特開２００９－２０５９３０号公報
　上述した従来の発電システムは、ガスタービンの圧縮機から燃焼器に圧縮空気を供給する経路と、圧縮機からＳＯＦＣ等の燃料電池に圧縮空気を供給する経路を備えており、燃料電池への圧縮空気の供給開始時に圧縮機から燃焼器に圧縮空気を供給する経路の弁を徐々に閉めつつ、圧縮機から燃料電池に圧縮空気を供給する経路の弁を徐々に開くことで、燃料電池に供給する空気量を増加させている。
　ここで、発電システムでは、燃料電池とガスタービンとの駆動状態が変動すると、圧縮機から燃料電池に供給する圧縮空気の圧力が変動することがある。発電システム内で燃料電池に供給する圧縮空気の圧力が変動すると、燃料電池の空気極側の圧力が変動し、空気極と燃料極の圧力バランスを一定に保つことができなくなる。このため、空気極と燃料極の圧力バランスが保てなくなると、燃料電池の性能が劣化してしまう。
　本発明は、上述した課題を解決するものであり、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる発電システム及び発電システムの運転方法を提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するための本発明の発電システムは、燃料電池と、圧縮機と燃焼器を有するガスタービンと、前記圧縮機から前記燃焼器に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給ラインと、前記圧縮機から前記燃料電池に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給ラインと、前記燃料電池から前記燃焼器に排空気を供給する圧縮空気循環ラインと、前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出する検出部と、前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する調整部と、前記検出部で検出した前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさの変動に基づいて、前記調整部によって第１圧縮空気供給ラインと、第２圧縮空気供給ラインと、の空気の流れやすさのバランスを調整する制御装置と、を有することを特徴とする。
　従って、燃料電池での圧縮空気の流れやすさに基づいて、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、のバランスを調整することができる。これにより、燃料電池の変動の影響で燃料電池に供給する圧縮空気が変動することを抑制することができ、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる。
　本発明の発電システムでは、前記調整部は、前記第１圧縮空気供給ラインに配置された、前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整する機構を含むことを特徴とする。
　従って、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気と燃焼器に供給する圧縮空気とのバランスを好適に調整することができる。
　本発明の発電システムでは、前記調整部は、前記第１圧縮空気供給ラインに配置された、開度を調整可能な制御弁を含むことを特徴とする。
　従って、制御弁の開度を調整して、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気と燃焼器に供給する圧縮空気とのバランスを好適に調整することができる。
　本発明の発電システムでは、前記調整部は、第１圧縮空気供給ラインに配置された、主配管と、前記主配管をバイパスする少なくとも１本の分岐管と、前記分岐管に配置された開閉弁と、を含むことを特徴とする。
　従って、開いている開閉弁の数（閉じている開閉弁の数）を調整して、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気と燃焼器に供給する圧縮空気とのバランスを好適に調整することができる。
　本発明の発電システムでは、前記制御装置は、前記燃料電池に圧縮空気が流れにくくなった場合、前記第１圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れやすくすることを特徴とする。
　従って、圧縮空気の流れやすさの変動に合わせて、第２圧縮空気供給ラインから燃料電池に供給される圧縮空気を減少させることを抑制でき、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる。
　本発明の発電システムでは、前記調整部は、前記第２圧縮空気供給ラインに配置された、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整する機構を含むことを特徴とする。
　従って、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気と燃焼器に供給する圧縮空気とのバランスを好適に調整することができる。
　本発明の発電システムでは、前記調整部は、前記第２圧縮空気供給ラインに配置された、開度を調整可能な制御弁を含むことを特徴とする。
　従って、制御弁の開度を調整して、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気と燃焼器に供給する圧縮空気とのバランスを好適に調整することができる。
　本発明の発電システムでは、前記制御装置は、前記燃料電池に圧縮空気が流れにくくなった場合、前記第２圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れやすくすることを特徴とする。
　従って、圧縮空気の流れやすさの変動に合わせて、燃料電池に供給する圧縮空気が減少することを抑制できる。これにより、第２圧縮空気供給ラインから燃料電池に供給される圧縮空気が減少することを抑制でき、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる。
　本発明の発電システムでは、前記制御装置は、前記燃料電池と前記ガスタービンの圧縮空気の流通経路を遮断すると判定した場合、前記調整部によって、前記第２圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れにくくしつつ、前記第１圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れやすくする制御を繰り返し、前記第２圧縮空気供給ラインを閉鎖させることを特徴とする。
　従って、前記燃料電池と前記ガスタービンの圧縮空気の流通経路を遮断する際に、燃焼室に供給する圧縮空気の量が変動することを抑制できる。
　本発明の発電システムでは、前記検出部は、前記第１圧縮空気供給ラインを流れる圧縮空気の圧力を検出する第１圧力検出部と、前記圧縮空気循環ラインを流れる圧縮空気の圧力を検出する第２圧力検出部と、を含み、前記第１圧力検出部で検出した結果と、前記第２圧力検出部で検出した結果とに基づいて、前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出することを特徴とする。
　従って、簡単な検出機構で圧縮空気の流れやすさを検出することができる。
　また、本発明の発電システムの運転方法では、燃料電池と、圧縮機と燃焼器を有するガスタービンと、前記圧縮機から前記燃焼器に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給ラインと、前記圧縮機から前記燃料電池に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給ラインと、前記燃料電池から前記燃焼器に排空気を供給する圧縮空気循環ラインと、を有する発電システムの運転方法であって、前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出する工程と、前記検出部で検出した前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさの変動に基づいて、前記調整部によって前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する工程、を有することを特徴とする。
　燃料電池での圧縮空気の流れやすさに基づいて、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、のバランスを調整することで、燃料電池の変動の影響で燃料電池に供給する圧縮空気が変動することを抑制することができる。これにより、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる。
　本発明の発電システム及び発電システムの運転方法によれば、燃料電池での圧縮空気の流れやすさに基づいて、第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整することで、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力が変動することを抑制することができる。これにより、燃料電池に供給する圧縮空気の圧力を安定させることができる。
図１は、本実施例の発電システムを表す概略構成図である。 図２は、本発明の一実施例に係る発電システムにおけるガスタービンとＳＯＦＣと配管系統とを示す概略図である。 図３は、本実施例の発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。 図４は、本実施例の発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、ガスタービンとＳＯＦＣと配管系統との他の例を示す概略図である。 図６は、発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、ガスタービンとＳＯＦＣと配管系統との他の例を示す概略図である。 図８は、発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、第１圧縮空気供給ラインの他の例を示す概略構成図である。
　以下に添付図面を参照して、本発明に係る発電システム及び発電システムの運転方法の好適な実施例を詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではなく、また、実施例が複数ある場合には、各実施例を組み合わせて構成するものも含むものである。
　本実施例の発電システムは、固体酸化物形燃料電池（以下、ＳＯＦＣと称する。）とガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたトリプルコンバインドサイクル（Ｔｒｉｐｌｅ　Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｃｙｃｌｅ：登録商標）である。このトリプルコンバインドサイクルは、ガスタービンコンバインドサイクル発電（ＧＴＣＣ）の上流側にＳＯＦＣを設置することにより、ＳＯＦＣ、ガスタービン、蒸気タービンの３段階で発電することができるため、極めて高い発電効率を実現することができる。なお、以下の説明では、本発明の燃料電池として固体酸化物形燃料電池を適用して説明するが、この形式の燃料電池に限定されるものではない。
　図１は、本実施例の発電システムを表す概略構成図である。本実施例において、図１に示すように、発電システム１０は、ガスタービン１１及び発電機１２と、ＳＯＦＣ１３と、蒸気タービン１４及び発電機１５とを有している。この発電システム１０は、ガスタービン１１による発電と、ＳＯＦＣ１３による発電と、蒸気タービン１４による発電とを組み合わせることで、高い発電効率を得るように構成したものである。また、発電システム１０は、制御装置６２を備えている。制御装置６２は、入力された設定、入力された指示及び検出部で検出した結果等に基づいて、発電システム１０の各部の動作を制御する。
　ガスタービン１１は、圧縮機２１、燃焼器２２、タービン２３を有しており、圧縮機２１とタービン２３は、回転軸２４により一体回転可能に連結されている。圧縮機２１は、空気取り込みライン２５から取り込んだ空気Ａを圧縮する。燃焼器２２は、圧縮機２１から第１圧縮空気供給ライン２６を通して供給された圧縮空気Ａ１と、第１燃料ガス供給ライン２７から供給された燃料ガスＬ１とを混合して燃焼する。タービン２３は、燃焼器２２から排ガス供給ライン２８を通して供給された燃焼ガスＧ１により回転する。なお、図示しないが、タービン２３は、圧縮機２１で圧縮された圧縮空気Ａ１が車室を通して供給され、この圧縮空気Ａ１を冷却空気として翼などを冷却する。発電機１２は、タービン２３と同軸上に設けられており、タービン２３が回転することで発電することができる。なお、ここでは、燃焼器２２に供給する燃料ガスＬ１として、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）を用いている。
　ＳＯＦＣ１３は、還元剤としての高温の燃料ガスと酸化剤としての高温の空気（酸化性ガス）が供給されることで、所定の作動温度にて反応して発電を行うものである。このＳＯＦＣ１３は、圧力容器内に空気極と固体電解質と燃料極が収容されて構成される。空気極に圧縮機２１で圧縮された一部の圧縮空気Ａ２が供給され、燃料極に燃料ガスＬ２が供給されることで発電を行う。なお、ここでは、ＳＯＦＣ１３に供給する燃料ガスＬ２として、例えば、液化天然ガス（ＬＮＧ）、水素（Ｈ２）及び一酸化炭素（ＣＯ）、メタン（ＣＨ４）などの炭化水素ガス、石炭など炭素質原料のガス化設備により製造したガスを用いている。また、ＳＯＦＣ１３に供給される酸化性ガスは、酸素を略１５％～３０％含むガスであり、代表的には空気が好適であるが、空気以外にも燃焼排ガスと空気の混合ガスや、酸素と空気の混合ガスなどが使用可能である（以下、ＳＯＦＣ１３に供給される酸化性ガスを空気という）。
　このＳＯＦＣ１３は、第１圧縮空気供給ライン２６から分岐した第２圧縮空気供給ライン３１が連結され、圧縮機２１が圧縮した一部の圧縮空気Ａ２を空気極の導入部に供給することができる。この第２圧縮空気供給ライン３１は、供給する空気量を調整可能な制御弁３２と、圧縮空気Ａ２を昇圧可能なブロワ（昇圧機）３３とが圧縮空気Ａ２の流れ方向に沿って設けられている。制御弁３２は、第２圧縮空気供給ライン３１における圧縮空気Ａ２の流れ方向の上流側に設けられ、ブロワ３３は、制御弁３２の下流側に設けられている。ＳＯＦＣ１３は、空気極で用いられた圧縮空気Ａ３（排空気）を排出する排空気ライン３４が連結されている。この排空気ライン３４は、空気極で用いられた圧縮空気Ａ３を外部に排出する排出ライン３５と、燃焼器２２に連結される圧縮空気循環ライン３６とに分岐される。排出ライン３５は、排出する空気量を調整可能な制御弁３７が設けられ、圧縮空気循環ライン３６は、循環する空気量を調整可能な制御弁３８が設けられている。
　また、ＳＯＦＣ１３は、燃料ガスＬ２を燃料極の導入部に供給する第２燃料ガス供給ライン４１が設けられている。第２燃料ガス供給ライン４１は、供給する燃料ガス量を調整可能な制御弁４２が設けられている。ＳＯＦＣ１３は、燃料極で用いられた排燃料ガスＬ３を排出する排燃料ライン４３が連結されている。この排燃料ライン４３は、外部に排出する排出ライン４４と、燃焼器２２に連結される排燃料ガス供給ライン４５とに分岐される。排出ライン４４は、排出する燃料ガス量を調整可能な制御弁４６が設けられ、排燃料ガス供給ライン４５は、供給する燃料ガス量を調整可能な制御弁４７と、排燃料ガスＬ３を昇圧可能なブロワ４８が排燃料ガスＬ３の流れ方向に沿って設けられている。制御弁４７は、排燃料ガス供給ライン４５における排燃料ガスＬ３の流れ方向の上流側に設けられ、ブロワ４８は、制御弁４７の下流側に設けられている。
　また、ＳＯＦＣ１３は、排燃料ライン４３と第２燃料ガス供給ライン４１とを連結する燃料ガス再循環ライン４９が設けられている。燃料ガス再循環ライン４９には、排燃料ライン４３の排燃料ガスＬ３を第２燃料ガス供給ライン４１に再循環させる再循環ブロワ５０が設けられている。
　蒸気タービン１４は、排熱回収ボイラ（ＨＲＳＧ）５１で生成された蒸気によりタービン５２が回転するものである。蒸気タービン１４（タービン５２）は、排熱回収ボイラ５１との間に蒸気供給ライン５４と給水ライン５５が設けられている。そして、給水ライン５５は、復水器５６と給水ポンプ５７が設けられている。排熱回収ボイラ５１は、ガスタービン１１（タービン２３）からの排ガスライン５３が連結されており、排ガスライン５３から供給される高温の排ガスＧ２と給水ライン５５から供給される水との間で熱交換を行うことで、蒸気Ｓを生成する。発電機１５は、タービン５２と同軸上に設けられており、タービン５２が回転することで発電することができる。なお、排熱回収ボイラ５１で熱が回収された排ガスＧ２は、有害物質を除去されてから大気へ放出される。
　ここで、本実施例の発電システム１０の作動について説明する。発電システム１０を起動する場合、ガスタービン１１、蒸気タービン１４、ＳＯＦＣ１３の順に起動する。
　まず、ガスタービン１１にて、圧縮機２１が空気Ａを圧縮し、燃焼器２２が圧縮空気Ａ１と燃料ガスＬ１とを混合して燃焼し、タービン２３が燃焼ガスＧ１により回転することで、発電機１２が発電を開始する。次に、蒸気タービン１４にて、排熱回収ボイラ５１により生成された蒸気Ｓによりタービン５２が回転し、これにより発電機１５が発電を開始する。
　続いて、ＳＯＦＣ１３を起動させるために、圧縮機２１から圧縮空気Ａ２を供給してＳＯＦＣ１３の加圧を開始すると共に加熱を開始する。排出ライン３５の制御弁３７と圧縮空気循環ライン３６の制御弁３８を閉止し、第２圧縮空気供給ライン３１のブロワ３３を停止した状態で、制御弁３２を所定開度だけ開放する。すると、圧縮機２１で圧縮した一部の圧縮空気Ａ２が第２圧縮空気供給ライン３１からＳＯＦＣ１３側へ供給される。これにより、ＳＯＦＣ１３の空気極側は、圧縮空気Ａ２が供給されることで圧力が上昇する。
　一方、ＳＯＦＣ１３の燃料極側では、燃料ガスＬ２を供給して加圧を開始する。排出ライン４４の制御弁４６と排燃料ガス供給ライン４５の制御弁４７を閉止し、ブロワ４８を停止した状態で、第２燃料ガス供給ライン４１の制御弁４２を開放すると共に、燃料ガス再循環ライン４９の再循環ブロワ５０を駆動する。すると、燃料ガスＬ２が第２燃料ガス供給ライン４１からＳＯＦＣ１３へ供給されると共に、排燃料ガスＬ３が燃料ガス再循環ライン４９により再循環される。これにより、ＳＯＦＣ１３の燃料極側は、燃料ガスＬ２が供給されることで圧力が上昇する。
　そして、ＳＯＦＣ１３の空気極側の圧力が圧縮機２１の出口圧力になると、制御弁３２を全開にすると共に、ブロワ３３を駆動する。それと同時に制御弁３７を開放してＳＯＦＣ１３からの圧縮空気Ａ３を排出ライン３５から排出する。すると、圧縮空気Ａ２がブロワ３３によりＳＯＦＣ１３側へ供給される。それと同時に制御弁４６を開放してＳＯＦＣ１３からの排燃料ガスＬ３を排出ライン４４から排出する。そして、ＳＯＦＣ１３における空気極側の圧力と燃料極側の圧力が目標圧力に到達すると、ＳＯＦＣ１３の加圧が完了する。
　その後、ＳＯＦＣ１３の反応（発電）が安定し、圧縮空気Ａ３と排燃料ガスＬ３の成分が安定したら、制御弁３７を閉止する一方、制御弁３８を開放する。すると、ＳＯＦＣ１３からの圧縮空気Ａ３が圧縮空気循環ライン３６から燃焼器２２に供給される。また、制御弁４６を閉止する一方、制御弁４７を開放してブロワ４８を駆動する。すると、ＳＯＦＣ１３からの排燃料ガスＬ３が排燃料ガス供給ライン４５から燃焼器２２に供給される。このとき、第１燃料ガス供給ライン２７から燃焼器２２に供給される燃料ガスＬ１を減量する。
　ここで、ガスタービン１１の駆動による発電機１２での発電、ＳＯＦＣ１３での発電、蒸気タービン１４の駆動により発電機１５での発電が全て行われることとなり、発電システム１０が定常運転となる。
　図２は、本発明の一実施例に係る発電システムにおけるガスタービンとＳＯＦＣと配管系統とを示す概略図である。ところで、一般的な発電システムでは、圧縮機２１から排出される圧縮空気をＳＯＦＣ１３と燃焼器２２の両方に供給する。また、圧縮機２１から排出される圧縮空気は、冷却空気供給ライン７２を用いてタービン２３に供給され、タービン２３を冷却する空気としても利用される。
　ここで、発電システムは、燃料電池とガスタービンとの駆動状態が変動するなど種々の理由によって、ＳＯＦＣ１３の空気の流れやすさが変動する。ＳＯＦＣ１３の空気の流れやすさが変動すると、圧縮機２１から排出される圧縮空気のうち、ＳＯＦＣ１３に供給される圧縮空気Ａ２の割合と燃焼器２２に供給される圧縮空気Ａ１の割合との関係が変動してしまい、ＳＯＦＣ１３に供給される圧縮空気Ａ２の圧力が変動してしまう。
　そこで、本実施例の発電システム１０では、図２に示すように、第２圧縮空気供給ライン３１の圧縮空気Ａ２の流れやすさを調整する制御弁３７と、第１圧縮空気供給ライン２６の圧縮空気Ａ１の流れやすさを調整するバイパス制御弁（制御弁）７０と、圧力検出部８０、８２、８４、８６とを設ける。圧力検出部８０、８２、８４、８６は、本実施形態のＳＯＦＣ１３の圧縮空気の流れやすさを検出する検出部となる。発電システム１０の制御装置（制御部）６２は、圧力検出部８０、８２、８４、８６の検出結果に基づいて、制御弁３７及びバイパス制御弁７０を駆動する。
　発電システム１０は、圧力検出部８２により検出された圧縮空気Ａ２の圧力と圧力検出部８４により検出された圧縮空気Ａ３の圧力との差に基づいて、ＳＯＦＣ１３の圧縮空気の流れやすさを検出し、その検出結果に基づいて、制御弁３７とバイパス制御弁７０の開度を制御する。この制御により、第１圧縮空気供給ライン２６の圧縮空気Ａ１の流れやすさと第２圧縮空気供給ライン３１の圧縮空気Ａ２の流れやすさとのバランスを調整することができる。これにより、ＳＯＦＣ１３に供給する圧縮空気Ａ２の圧力を安定させることができる。
　詳細に説明すると、図２に示すように、バイパス制御弁７０は、第１圧縮空気供給ライン２６に設置されている。バイパス制御弁７０は、開閉を切り換えることで、第１圧縮空気供給ライン２６に圧縮空気Ａ１の流通を切り換え、開度を調整することで、第１圧縮空気供給ライン２６を流れる圧縮空気Ａ１の流れやすさ、流量及びバイパス制御弁７０の上流と下流との圧力差を制御する。また、制御弁３７は、上述したように第２圧縮空気供給ライン３１に設置され、開閉や開度を調整することで、バイパス制御弁７０と同様の調整を第２圧縮空気供給ライン３１に行うことができる。
　圧力検出部８０は、圧縮機２１から圧縮空気が排出されるラインに設けられている。具体的には、第１圧縮空気供給ライン２６と第２圧縮空気供給ライン３１に分岐する前のラインに設けられている。圧力検出部８０は、圧縮機２１から排出される圧縮空気の圧力を検出する。圧力検出部８２は、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３７よりも下流側かつＳＯＦＣ１３よりも上流側に配置されている。圧力検出部８２は、ＳＯＦＣ１３に供給される圧縮空気Ａ２の圧力を検出する。圧力検出部８４は、圧縮空気循環ライン３６のＳＯＦＣ１３よりも下流側かつ制御弁３８よりも上流側に配置されている。圧力検出部８４は、ＳＯＦＣ１３から排出される圧縮空気Ａ３の圧力を検出する。圧力検出部８６は、第１圧縮空気供給ライン２６のバイパス制御弁７０よりも下流側かつ圧縮空気循環ライン３６の連結部分よりも上流側に配置されている。圧力検出部８６は、バイパス制御弁７０を通過した後の圧縮空気Ａ１の圧力を検出する。
　制御装置６２は、制御弁３７及びバイパス制御弁７０の少なくとも一方の開度を調整可能である。そのため、制御装置６２は、第１圧縮空気供給ライン２６及び第２圧縮空気供給ライン３１の少なくとも一方の圧縮空気の流れやすさを調整することができる。これにより、第１圧縮空気供給ライン２６の圧縮空気Ａ１の流れやすさと第２圧縮空気供給ライン３１の圧縮空気Ａ２の流れやすさとのバランスを調整することができる。
　以下、図３を用いて、上述した本実施例の発電システム１０の駆動方法について説明する。図３は、本実施例の発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。図３に示す駆動動作は、制御装置（制御部）６２が各部の検出結果に基づいて、演算処理を実行することで実現することができる。なお、制御装置６２は、図３に示す処理を繰り返し実行する。
　まず、制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３の圧縮空気の流れやすさを検出する（ステップＳ１２）。具体的には、少なくとも圧力検出部８２と圧力検出部８４の検出結果に基づいて、ＳＯＦＣ１３における圧力損失を検出し、その結果に基づいてＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさを検出する。より好ましくは、圧力検出部８０と圧力検出部８４の結果を加味して、発電システム１０の空気側の経路での圧力のバランスや、各部の流路抵抗等を用いて演算することで、ＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさを検出する。
　制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさを検出すると、流れやすさに変動があるかを判定する（ステップＳ１４）。例えば、制御装置６２は、前回調整を行った場合の流れやすさとの差が、設定した閾値を超えている場合、変動ありと判定する。制御装置６２は、変動がない（ステップＳ１４でＮｏ）と判定した場合、本処理を終了する。
　制御装置６２は、変動がある（ステップＳ１４でＹｅｓ）と判定した場合、バイパス制御弁７０の開度を変更する制御をし（ステップＳ１６）、本処理を終了する。ここで、制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３において圧縮空気が流れやすくなったと判定した場合、バイパス制御弁７０の開度を減少させる制御をし、ＳＯＦＣ１３において圧縮空気が流れにくくなったと判定した場合、バイパス制御弁７０の開度を増大させる制御をする。このように、発電システム１０は、ＳＯＦＣ１３における圧縮空気の流れやすさに基づいてバイパス制御弁７０の開度を調整することで、ＳＯＦＣ１３に供給する圧縮空気Ａ２の圧力変動を抑制し、ＳＯＦＣ１３の空気極側の圧力変動を抑制することができる。このため、ＳＯＦＣ１３の空気極と燃料極の圧力バランスを一定に保つことができる。
　また、発電システム１０内で圧力のバランスが変動してしまうと、燃焼器２２に供給する圧縮空気の量や圧力が変動してしまう恐れがある。燃焼器２２に供給する圧縮空気が変動してしまうと、燃焼器２２での燃料ガスの燃焼が不安定となる。発電システム１０は、ＳＯＦＣ１３の圧縮空気の流れやすさの変動に合わせて、バイパス制御弁７０の開度を調整することで、ＳＯＦＣ１３に供給される圧縮空気Ａ２と燃料器２２に供給される圧縮空気Ａ１のバランスが変動することを抑制できる。これにより、発電システム１０は、燃焼器２２に供給する圧縮空気Ａ１の量や圧力の変動も抑制することができる。
　次に、図４を用いて、発電システム１０の駆動方法の他の例について説明する。図４は、本実施例の発電システムの駆動動作の他の例を示すフローチャートである。図４に示す駆動動作は、制御装置（制御部）６２が各部の検出結果に基づいて、演算処理を実行することで実現することができる。制御装置（制御部）６２は、ＳＯＦＣ１３またはガスタービン１１で異常を検出し、ＳＯＦＣ１３とガスタービン１１との間での排燃料ガス、圧縮空気の流通を停止する際に図４に示す処理を実行する。
　まず、制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３またはガスタービン１１で異常を検出すると（ステップＳ２０）、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３２と圧縮空気循環ライン３６の制御弁３８の開度を減少させる制御をし（ステップＳ２２）、バイパス制御弁７０の開度を増大させる制御をする（ステップＳ２４）。次に、制御装置６２は、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３２と圧縮空気循環ライン３６の制御弁３８の閉鎖が完了したかを判定する（ステップＳ２６）。制御装置６２は、閉鎖が完了していない（ステップＳ２６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ２２に戻り、閉鎖が完了した（ステップＳ２６でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。
　このように、発電システム１０は、ＳＯＦＣ１３またはガスタービン１１で異常が発生すると、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３２と圧縮空気循環ライン３６の制御弁３８を閉鎖し、ＳＯＦＣ１３への圧縮空気Ａ２の供給とＳＯＦＣ１３から圧縮空気（排空気）Ａ３の排出を停止させる。したがって、ＳＯＦＣ１３をガスタービン１１から隔離することができ、ＳＯＦＣ１３の空気極側の圧力変動を抑制することができる。このため、ＳＯＦＣ１３の空気極と燃料極の圧力バランスを一定に保つことができる。
　ここで、発電システム１０は、各ラインの圧力を圧力検出部で検出し、検出した圧力（圧力差）に基づいて圧縮空気の流れやすさを検出したが、これに限定されない。
　図５は、ガスタービンとＳＯＦＣと配管系統との他の例を示す概略図である。図５に示す発電システム１０ａは、ＳＯＦＣ１１３が、複数の単位ＳＯＦＣユニット１２０を備えている。複数の単位ＳＯＦＣユニット１２０は、並列に配置されており、それぞれ第２圧縮空気供給ライン３１から圧縮空気Ａ２が供給され、圧縮空気循環ライン３６に圧縮空気Ａ３を排出する。
　単位ＳＯＦＣユニット１２０は、上流分岐管１２１と単位ＳＯＦＣ１２２と下流分岐管１２４と、制御弁１２６、１２８と、を備える。上流分岐管１２１は、一方の端部が第２圧縮空気供給ライン３１に接続され、他方の端部が単位ＳＯＦＣ１２２に接続されている。単位ＳＯＦＣ１２２は、上述したＳＯＦＣ１３と同様の構成であり、還元剤としての高温の燃料ガスと酸化剤としての高温の空気（酸化性ガス）が供給されることで、所定の作動温度にて反応して発電を行うものである。この単位ＳＯＦＣ１２２は、圧力容器内に空気極と固体電解質と燃料極が収容されて構成される。単位ＳＯＦＣ１２２は、上流分岐管１２１から圧縮空気Ａ２が供給される。下流分岐管１２４は、一方の端部が単位ＳＯＦＣ１２２に接続され、他方の端部が圧縮空気循環ライン３６に接続される。単位ＳＯＦＣユニット１２０は、第２圧縮空気供給ライン３１から上流分岐管１２１を通過して単位ＳＯＦＣ１２２に圧縮空気Ａ２が供給される。また、単位ＳＯＦＣユニット１２０は、単位ＳＯＦＣ１２２から下流分岐管１２４を通過して、圧縮空気循環ライン３６に圧縮空気Ａ３が排出される。
　制御弁１２６は、上流分岐管１２１に配置されている。制御弁１２６は、上述した各制御弁と同様に、開閉及び開度を調整することで、上流分岐管１２１を流れる圧縮空気Ａ２を調整する。制御弁１２８は、下流分岐管１２４に配置されている。制御弁１２８は、上述した制御弁と同様に、開閉及び開度を調整することで、下流分岐管１２４を流れる圧縮空気Ａ３を調整する。
　単位ＳＯＦＣユニット１２０は、以上のような構成であり、制御弁１２６、１２８を閉じることで、１つの単位ＳＯＦＣユニット１２０を圧縮空気が流れる経路から隔離することができる。これにより、ＳＯＦＣ１１３は、単位ＳＯＦＣユニット１２０毎に、駆動と停止を切り換えることができ、他の単位ＳＯＦＣユニット１２０で発電を行いつつ、１つの単位ＳＯＦＣユニット１２０のみメンテナンスや交換を行うことができる。
　制御装置６２は、駆動または停止されている単位ＳＯＦＣユニット１２０（単位ＳＯＦＣ１２２）の数や、単位ＳＯＦＣユニット１２０の起動、停止の切り換えの情報をＳＯＦＣ１１３の圧縮空気の流れやすさの情報として取得し、バイパス制御弁７０を制御してもよい。
　以下、図６を用いて、上述した本実施例の発電システム１０ａの駆動動作の一例を説明する。図６は、発電システム１０ａの駆動動作の一例を示すフローチャートである。制御装置６２は、停止する単位ＳＯＦＣ１２２があるかを判定する（ステップＳ４０）。制御装置６２は、停止する単位ＳＯＦＣ１２２がある（ステップＳ４０でＹｅｓ）と判定した場合、バイパス制御弁７０の開度を増大させる制御をする（ステップＳ４２）。これにより、単位ＳＯＦＣユニット１２０が停止することで、ＳＯＦＣ１１３で利用されなくなった圧縮空気Ａ２を燃焼器２２側に供給することができる。これにより、単位ＳＯＦＣ１２２が停止しても、単位ＳＯＦＣ１２２に供給する圧縮空気Ａ２の圧力変動を抑制し、単位ＳＯＦＣ１２２の空気極側の圧力変動を抑制することができる。
　制御装置６２は、停止する単位ＳＯＦＣ１２２がない（ステップＳ４０でＮｏ）と判定した場合、または、ステップＳ４２でバイパス制御弁の開度を調整した場合、起動する単位ＳＯＦＣ１２２があるかを判定する（ステップＳ４４）。制御装置６２は、起動する単位ＳＯＦＣ１２２がある（ステップＳ４４でＹｅｓ）と判定した場合、バイパス制御弁７０の開度を減少させる制御をする（ステップＳ４６）。これにより、新たに単位ＳＯＦＣ１２２を起動しても、起動している他の単位ＳＯＦＣ１２２に供給する圧縮空気Ａ２の圧力変動を抑制し、単位ＳＯＦＣ１２２の空気極側の圧力変動を抑制することができる。このため、単位ＳＯＦＣ１２２の空気極と燃料極の圧力バランスを一定に保つことができる。
　制御装置６２は、起動する単位ＳＯＦＣ１２２がない（ステップＳ４４でＮｏ）と判定した場合、または、ステップＳ４６でバイパス制御弁の開度を調整した場合、本処理を終了する。
　このように、発電システム１０ａは、単位ＳＯＦＣユニット１２０（単位ＳＯＦＣ１２２）の起動、停止の切り換えに応じてバイパス制御弁７０の開度を調整することで、ＳＯＦＣ１１３に供給する圧縮空気Ａ２の圧力が変動することを抑制することができる。また、発電システム１０ａは、単位ＳＯＦＣユニット１２０の制御状態に基づいてバイパス制御弁７０の調整が行えるため、制御が簡単となる。
　なお、上記実施形態では、バイパス制御弁７０の開度を調整したが、本発明はこれに限定されない。発電システムは、ＳＯＦＣ１１３での圧縮空気の流れやすさに基づいて、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３７の開度を調整することで、第２圧縮空気供給ライン３１からＳＯＦＣ１１３に供給する圧縮空気Ａ２と、第１圧縮空気供給ライン２６から燃焼器２２に供給する圧縮空気Ａ１のバランスを調整してもよい。
　図７は、ガスタービンとＳＯＦＣと配管系統との他の例を示す概略図である。図７に示す発電システム１０ｂは、第１圧縮空気供給ライン２６にバイパス制御弁７０を設けていない点を除いて、他の構成は、上述した図２に示す発電システム１０と同様である。なお、発電システム１０ｂは、圧力検出部８６を設けなくてもよい。発電システム１０ｂは、ＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさに基づいて、制御弁３７を調整することで、第２圧縮空気供給ライン３１からＳＯＦＣ１３に供給する圧縮空気Ａ２と、第１圧縮空気供給ライン２６から燃焼器２２に供給する圧縮空気Ａ１のバランスを調整する。これにより、バイパス制御弁７０を設けなくてもバランスを調整することができる。
　図８は、上述した本実施例の発電システム１０ｂの発電システムの駆動動作の一例を示すフローチャートである。まず、制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさを検出する（ステップＳ５０）。制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３での圧縮空気の流れやすさを検出すると、流れやすさに変動があるかを判定する（ステップＳ５２）。制御装置６２は、変動がない（ステップＳ５２でＮｏ）と判定した場合、本処理を終了する。
　制御装置６２は、変動がある（ステップＳ５２でＹｅｓ）と判定した場合、第２圧縮空気供給ライン３１の制御弁３７の開度を変更する制御をし（ステップＳ５４）、本処理を終了する。ここで、制御装置６２は、ＳＯＦＣ１３において圧縮空気が流れやすくなったと判定した場合、制御弁３７の開度を減少させる制御をし、ＳＯＦＣ１３において圧縮空気が流れにくくなったと判定した場合、制御弁３７の開度を増大させる制御をする。
　このように、発電システム１０ｂは、ＳＯＦＣ１３における圧縮空気の流れやすさに基づいて制御弁３７の開度を調整することでも、ＳＯＦＣ１３に供給する圧縮空気Ａ２の圧力変動を抑制し、ＳＯＦＣ１３の空気極側の圧力変動を抑制することができる。このため、ＳＯＦＣ１３の空気極と燃料極の圧力バランスを一定に保つことができる。
　また、上記実施形態では、いずれも開度を調整できる制御弁を用いて、各ラインでの空気の流れやすさを調整したが、これに限定されない。発電システムは、空気の流れやすさを調整できる機構（調整部）であれば、その原理や構成は特に限定されない。
　図９は、第１圧縮空気供給ラインの他の例を示す概略構成図である。図９に示す第１圧縮空気供給ライン２６は、圧縮空気の流れやすさを調整できる機構（調整部）として、主配管１５０と、複数の分岐管１５２と、複数の開閉弁１５４と、を有する。主配管１５０は、第１圧縮空気供給ライン２６の一部に含まれている。主配管１５０は、圧縮機２１から供給された圧縮空気を燃焼器２２に向けて送る。分岐管１５２は、一方の端部が主配管１５０に接続され、他方の端部が主配管１５０に接続された配管である。つまり分岐管１５２は、主配管１５０をバイパスする配管である。複数の分岐管１５２は、並列で形成されている。第１圧縮空気供給ライン２６を流れる圧縮空気Ａ１は、分岐管１５２でバイパスされている範囲の流通時に、主配管１５０及び複数の分岐管１５２の中の１つの配管のみを流れる。分岐管１５２は、それぞれ１つの開閉弁１５４が設置されている。開閉弁１５４は、設置されている分岐管１５２の開閉を切り換える。
　図９に示す調整部は、開状態の開閉弁１５４の数と閉状態の開閉弁１５４の数の割合を調整することで、第１圧縮空気供給ライン２６の圧縮空気Ａ１の流れやすさを調整することができる。具体的には、開状態の開閉弁１５４の数を多くすることで、圧縮空気Ａ１が流れやすくなり、開状態の開閉弁１５４の数を少なくすることで、圧縮空気Ａ１が流れにくくなる。
　１０、１０ａ、１０ｂ　発電システム
　１１　ガスタービン
　１２　発電機
　１３、１１３　固体酸化物形燃料電池（ＳＯＦＣ）
　１４　蒸気タービン
　１５　発電機
　２１　圧縮機
　２２　燃焼器
　２３　タービン
　２５　空気取り込みライン
　２６　第１圧縮空気供給ライン
　２７　第１燃料ガス供給ライン
　３１　第２圧縮空気供給ライン
　３２　制御弁
　３３、４８　ブロワ
　３４　排空気ライン
　３６　圧縮空気循環ライン
　３８　制御弁
　４１　第２燃料ガス供給ライン
　４２　制御弁
　４３　排燃料ライン
　４４　排出ライン
　４５　排燃料ガス供給ライン
　４７　制御弁
　４９　燃料ガス再循環ライン
　５０　再循環ブロワ
　５１　排熱回収ボイラ
　５２　タービン
　５３　排ガスライン
　５４　蒸気供給ライン
　５５　給水ライン
　５６　復水器
　５７　給水ポンプ
　６２　制御装置（制御部）
　７０　バイパス制御弁
　７２　冷却空気供給ライン
　８０、８２、８４、８６　圧力検出部
　１２０　単位ＳＯＦＣユニット
　１２１　上流分岐管
　１２２　単位ＳＯＦＣ
　１２４　下流分岐管
　１２６、１２８　制御弁
　１５０　主配管
　１５２　分岐管
　１５４　開閉弁

Claims (11)

  1. 　燃料電池と、
    　圧縮機と燃焼器を有するガスタービンと、
    　前記圧縮機から前記燃焼器に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給ラインと、
    　前記圧縮機から前記燃料電池に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給ラインと、
    　前記燃料電池から前記燃焼器に排空気を供給する圧縮空気循環ラインと、
    　前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出する検出部と、
    　前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する調整部と、
    　前記検出部で検出した前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさの変動に基づいて、前記調整部によって前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する制御装置と、を有することを特徴とする発電システム。
  2. 　前記調整部は、前記第１圧縮空気供給ラインに配置された、前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整する機構を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電システム。
  3. 　前記調整部は、前記第１圧縮空気供給ラインに配置された、開度を調整可能な制御弁を含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
  4. 　前記調整部は、前記第１圧縮空気供給ラインに配置された、主配管と、前記主配管をバイパスする少なくとも１本の分岐管と、前記分岐管に配置された開閉弁と、を含むことを特徴とする請求項２に記載の発電システム。
  5. 　前記制御装置は、前記燃料電池に圧縮空気が流れにくくなった場合、前記第１圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れやすくすることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発電システム。
  6. 　前記調整部は、前記第２圧縮空気供給ラインに配置された、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさを調整する機構を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発電システム。
  7. 　前記調整部は、前記第２圧縮空気供給ラインに配置された、開度を調整可能な制御弁を含むことを特徴とする請求項６に記載の発電システム。
  8. 　前記制御装置は、前記燃料電池に圧縮空気が流れにくくなった場合、前記第２圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れにくくすることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の発電システム。
  9. 　前記制御装置は、前記燃料電池と前記ガスタービンの圧縮空気の流通経路を遮断すると判定した場合、前記調整部によって、前記第２圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れにくくしつつ、前記第１圧縮空気供給ラインに圧縮空気を流れやすくする制御を繰り返し、前記第２圧縮空気供給ラインを閉鎖させることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の発電システム。
  10. 　前記検出部は、前記第１圧縮空気供給ラインを流れる圧縮空気の圧力を検出する第１圧力検出部と、前記圧縮空気循環ラインを流れる圧縮空気の圧力を検出する第２圧力検出部と、を含み、前記第１圧力検出部で検出した結果と、前記第２圧力検出部で検出した結果とに基づいて、前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の発電システム。
  11. 　燃料電池と、圧縮機と燃焼器を有するガスタービンと、前記圧縮機から前記燃焼器に圧縮空気を供給する第１圧縮空気供給ラインと、前記圧縮機から前記燃料電池に圧縮空気を供給する第２圧縮空気供給ラインと、前記燃料電池から前記燃焼器に排空気を供給する圧縮空気循環ラインと、を有する発電システムの運転方法であって、
    　前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさを検出する工程と、
    　前記検出部で検出した前記燃料電池の圧縮空気の流れやすさの変動に基づいて、前記調整部によって前記第１圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさと、前記第２圧縮空気供給ラインの圧縮空気の流れやすさとのバランスを調整する工程、を有することを特徴とする発電システムの運転方法。
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