WO2021080260A1 - Hybrid power generation system - Google Patents

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WO2021080260A1
WO2021080260A1 PCT/KR2020/014214 KR2020014214W WO2021080260A1 WO 2021080260 A1 WO2021080260 A1 WO 2021080260A1 KR 2020014214 W KR2020014214 W KR 2020014214W WO 2021080260 A1 WO2021080260 A1 WO 2021080260A1
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anode
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fuel cell
power generation
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박진아
최성호
최재원
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주식회사 미코파워
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Definitions

  • the present invention relates to a hybrid power generation system using a fuel cell stack and an engine device.
  • Fuel cells generate electricity by using the reaction of hydrogen and oxygen. Such a fuel cell is most efficient when hydrogen is used directly, but for this purpose, installing a hydrogen storage tank directly in a place where the fuel cell is installed causes many problems in safety. Therefore, at present, hydrocarbon fuels are reformed to generate hydrogen and are used as fuel for fuel cells.
  • Fuel cells are more efficient than conventional thermal power generation, so it is possible to save fuel for power generation, cogeneration power generation is also possible, and various fuels such as natural gas, city gas, methanol, and waste gas can be used, thereby replacing thermal power generation. It is being evaluated as an energy conversion device that can be used.
  • the emission of NOx and CO2 is significantly lower than that of coal-fired power generation, and it is possible to install it in an urban area or in a building as it is possible to operate without pollution with less noise.
  • solid oxide fuel cells (SOFC) and molten carbonate fuel cells (MCFC) operating at high temperatures can be used for distributed power generation that produces high-capacity electricity in the range of tens of kW to MW, and can be used for high-temperature anode off-gas or high-temperature. It is advantageous to produce additional electricity by utilizing the cathode off-gas. Accordingly, in recent years, a fuel cell-engine hybrid power generation system in which an anode off-gas discharged from a high-temperature fuel cell and an engine for power generation are combined has been proposed.
  • the hybrid power generation system is an early stage of development, and further research and development is required to improve the operation stability and power generation efficiency of the hybrid power generation system.
  • An object of the present invention is to provide a hybrid power generation system capable of improving operation stability, power generation efficiency, and the like.
  • a hybrid power generation system includes a fuel cell stack for generating electric energy and discharging a first anode off gas; A first moisture remover for separating the first anode off gas into a second anode off gas and condensed water through gas-liquid separation; The temperature of the first anode-off gas is reduced through heat exchange between the first anode-off gas, the second anode-off gas, and the cooling medium to be provided to the first moisture remover, and the temperature of the second anode-off gas is reduced.
  • a first heat exchanger that rises and discharges; And an engine device generating electric energy by burning the second anode off gas discharged from the first heat exchanger.
  • the first heat exchanger may receive air supplied from an external air supply source as the cooling medium, and increase the temperature of the air through heat exchange to provide it to the fuel cell stack.
  • the hybrid power generation system may further include a reformer for reforming fuel gas using condensed water supplied from the first moisture remover and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
  • the first heat exchanger includes: a first partition wall portion forming a first flow path through which the second anode off gas moves; A second partition wall portion surrounding the first flow path and forming a second flow path through which the first anode off gas moves; And a third partition wall portion surrounding the second flow path and forming a third flow path through which the cooling medium moves.
  • the hybrid power generation system may further include a fuel cell housing accommodating the fuel cell stack therein, and in this case, the first heat exchanger and the first moisture remover are Can be placed outside.
  • the hybrid power generation system performs heat exchange between the high-temperature engine exhaust gas discharged from the engine device, the second anode off gas supplied from the first heat exchanger, and air supplied from an external air supply source. Through this, the temperature of the engine exhaust gas is reduced, the temperature of the second anode off gas and the air is increased, the cooled exhaust gas is discharged to the outside, and the heated second anode off gas and the air are It may further include a second heat exchanger supplied to the engine device.
  • the hybrid power generation system includes a first pipe through which the second anode-off gas is discharged from the first heat exchanger, a first pipe through which the second anode-off gas is discharged, the engine device, or a first supplying the second anode-off gas to the second heat exchanger.
  • the second anode off gas is supplied to the second heat exchanger or the second anode off gas discharged from the first heat exchanger is supplied to the second heat exchanger or is discharged to the external discharge port, which is connected to a third pipe that transfers the second anode off gas to the pipe and the external discharge port. It may further include a first valve.
  • the hybrid power generation system separates the second anode off gas into a third anode off gas and condensed water through gas-liquid separation after receiving the second anode off gas from the first valve, and the A second moisture remover supplying a third anode off gas to the second heat exchanger; And a reformer for reforming the fuel gas using the condensed water supplied from the first and second moisture removers and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
  • the hybrid power generation system is installed in an eighth pipe branching from a pipe supplying the air discharged from the first heat exchanger to the fuel cell stack and supplying the air to the second heat exchanger, It may further include a fourth valve for controlling the opening and closing of the eighth pipe.
  • the hybrid power generation system is connected to a fifth pipe connected to an external air supply source, a sixth pipe supplying air to the first heat exchanger, and a seventh pipe supplying air to the second heat exchanger, A third valve for supplying the air supplied from the air supply source to the first heat exchanger or the second heat exchanger may be further included.
  • the hybrid power generation system may further include a second valve installed in a fourth pipe through which the second anode off gas discharged from the first moisture remover moves to the first heat exchanger.
  • FIG. 1 is a view for explaining a hybrid power generation system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating the first heat exchanger illustrated in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along a cutting line A-A' illustrated in FIG. 2A.
  • FIG 3 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
  • FIG. 1 is a view for explaining a hybrid power generation system according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a first heat exchanger shown in FIG. 1
  • FIG. 2B is a cut line A shown in FIG. 2A. It is a cross-sectional view taken along -A'.
  • a hybrid power generation system 1000 includes a fuel cell stack 1110, a reformer 1120, a fuel cell housing 1130, and a first heat exchanger. 1140), a moisture remover 1150, an engine device 1210, and a second heat exchanger 1220 may be included.
  • the fuel cell stack 1110 may generate electric energy by reacting the reformed fuel and oxygen.
  • the fuel cell stack 1110 may include at least one selected from a solid oxide fuel cell (SOFC) stack operating at a high temperature, a molten carbonate fuel cell (MCFC) stack, and the like.
  • SOFC solid oxide fuel cell
  • MCFC molten carbonate fuel cell
  • the fuel cell stack 1110 may discharge a high-temperature first anode-off gas, and some of the first anode-off gas may be supplied to the first heat exchanger 1140, and the remainder of the first anode-off gas may be supplied to the fuel cell housing 1130. It can be supplied to a burner (not shown) or another heat exchanger disposed therein.
  • the reformer 1120 may reform the hydrocarbon fuel supplied from the external fuel supply source 10 using steam and then supply it to the fuel cell stack 1110.
  • the structure of the reformer 1120 is not particularly limited, and a known reformer for fuel cells can be applied without limitation, and thus a detailed description thereof will be omitted.
  • the reformer 1120 may include a vaporizer (not shown) that vaporizes water, for example, condensed water supplied from the moisture remover 1150 to form water vapor.
  • the fuel cell housing 1130 may accommodate the fuel cell stack 1110 and the reformer 1120 therein.
  • the fuel cell housing 1130 may include an insulating material (not shown) to reduce heat generated from the fuel cell stack 1110 from being leaked to the outside.
  • the first heat exchanger 1140 is disposed outside the fuel cell housing 1130 and is provided by a high-temperature first anode off gas discharged from the fuel cell stack 1110, a cooling medium, and the moisture remover 1150. It is possible to induce heat exchange between the second anode off gas from which moisture has been removed.
  • air supplied from an external air supply source may be applied as the cooling medium.
  • the high temperature first anode off gas may be cooled by the first heat exchanger 1140, and the air and the second anode off gas from which the moisture is removed may be heated.
  • water or other low-temperature fluid supplied from the outside may be applied without limitation.
  • the first heat exchanger 1140 forms a first partition wall portion 1141 forming a first flow path 1141a, and a second flow path 1142a surrounding the first flow path 1141a. It may include a second partition wall portion 1142 and a third partition wall portion 1143 forming a third flow path 1143a surrounding the second flow path 1142a.
  • the first flow path 1141a formed by the first partition wall portion 1141 may extend in one direction, and the second flow path 1141a from which moisture has been removed by the moisture remover 1150 may be used. Node-off gas can move.
  • the second anode off gas from which the moisture has been removed may be introduced through a first end of the first flow path 1141a and then discharged through a second end of the first flow path 1141a facing the first end. have.
  • the first flow path 1141a is shown to have a rectangular cross-sectional shape in FIG. 2B, the cross-sectional shape of the first flow path 1141a is not particularly limited, and a cross-sectional shape such as a circle or a polygon is used. I can have it.
  • the second partition wall portion 1142 may be disposed to surround at least a side surface of the first partition wall portion 1141, and accordingly, the second flow path 1142a formed by the second partition wall portion 1142 It may be formed to surround the first flow path 1141a.
  • the first anode off gas discharged from the fuel cell stack 1110 may move through the second flow path 1142a.
  • the third partition wall portion 1143 may be disposed to surround at least a side of the second partition wall portion 1142, and accordingly, the third flow path 1143a formed by the third partition wall portion 1143 is It may be formed to surround the second flow path 1142a.
  • the cooling medium may move through the third flow path 1143a.
  • the first anode off gas having the highest temperature between the first flow path 1141a through which the second anode-off gas moves and the third flow path 1143a through which the cooling medium moves Since the second flow path 1142a is located, the thermal energy of the first anode off gas can be transferred to the second anode off gas and the cooling medium through heat exchange, and as a result, the first anode off gas The temperature of may decrease, and the temperature of the second anode off gas may increase. Meanwhile, when air supplied from an external air supply source is applied as the cooling medium, the air may be heated by heat exchange with the first anode off gas.
  • the preheated air and the second anode off gas may be supplied to the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210, respectively, and the first anode with a lowered temperature may be supplied to the moisture remover 1150. Off gas can be supplied.
  • the moisture remover 1150 may be disposed outside the fuel cell housing 1130 and may include a gas-liquid separator capable of separating gas and liquid.
  • a gas-liquid separator capable of separating gas and liquid.
  • a known gas-liquid separation device may be applied without limitation, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the moisture remover 1150 may separate and discharge the second anode off gas and condensed water from the first anode off gas through gas-liquid separation. That is, the moisture remover 1150 may supply the second anode off gas to the first heat exchanger 1140 and may supply the condensed water to the reformer 1120.
  • the first heat exchanger 1140 is used as the fuel cell. It is disposed outside the housing 1130 and the temperature of the first anode off gas may be lowered through heat exchange in the first heat exchanger 1140.
  • the moisture remover 1150 It may be disposed outside the fuel cell housing 1130.
  • the moisture remover 1150 may be used as the first heat exchanger in addition to the gas-liquid separator.
  • a cooler (not shown) for lowering the temperature of the anode off gas may be further included.
  • the engine device 1210 is disposed outside the fuel cell housing 1130, and generates mechanical energy by burning the second anode off gas, and generates electrical energy by using the second anode off gas.
  • the configuration of the engine device 1210 is not particularly limited as long as it can generate electric energy by burning the second anode off gas.
  • the second heat exchanger 1220 includes high-temperature exhaust gas discharged from the engine device 1210, the second anode off gas supplied from the first heat exchanger 1140, and the air supply source 20. Heat exchange between the air can be induced, the heated second anode off gas and the air can be supplied to the engine device 1210, and the exhaust gas of the engine device 1210 after heat exchange can be discharged to the outside. . Since the structure of the second heat exchanger 1220 is the same as or similar to the structure of the first heat exchanger 1130, a redundant detailed description thereof will be omitted.
  • the hybrid power generation system 1000 may further include a first valve 1310, a second valve 1320, and a third valve 1330.
  • the first valve 1310, the second valve 1320, and the third valve 1330 are formed in the fuel cell housing ( 1130), it can operate stably for a long time.
  • each of the first valve 1310, the second valve 1320, and the third valve 1330 may control a flow rate as well as opening and closing of a connected pipe.
  • the first valve 1310 supplies the second anode off gas to a first pipe 1131 through which the second anode off gas is discharged from the first heat exchanger 1140 and to the second heat exchanger 1220
  • the second pipe 1312 may be connected to an outlet of the second heat exchanger 1220, that is, a third pipe 1313 for transferring the second anode off gas to an external outlet.
  • the first valve 1310 the second anode off gas discharged from the first heat exchanger 1130 may be supplied to the second heat exchanger 1220 or discharged to the outside.
  • the first valve 1310 transfers the second anode off gas to the second heat exchanger 1220 through the second pipe 1312.
  • the second heat exchanger 1220 may additionally heat the second anode off gas through heat exchange and then supply it to the engine device 1210.
  • the first valve 1310 discharges the second anode off gas to the outside through the third pipe 1313 which is a bypass pipe. I can.
  • the second valve 1320 may be installed in a fourth pipe 1321 through which the second anode off gas discharged from the moisture remover 1150 moves to the first heat exchanger 1140.
  • the second valve 1320 may reduce the second anode off gas discharged from the moisture remover 1150 to the It may be supplied to the first heat exchanger 1140.
  • the second valve 1320 is You can block the movement.
  • the third valve 1330 includes a fifth pipe 1331 connected to an external air supply source 20, a sixth pipe 1332 supplying air to the first heat exchanger 1140, and the second heat exchanger 1220. ) May be connected to a seventh pipe 1333 supplying air, and the air supplied from the air supply source 20 may be supplied to the first heat exchanger 1140 or the second heat exchanger 1220. In one embodiment, when both the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 are operating normally, the third valve 1330 may supply the air to the sixth and seventh pipes 1332 and 1333. Through the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 may be supplied to each.
  • the hybrid power generation system 1000 may further include a control unit (not shown) that controls the operation of the first to third valves 1310, 1320, and 13301.
  • the control unit may control operations of the first to third valves 1310, 1320, and 13301 by grasping the operating states of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210. For example, the control unit senses the output current and exhaust gas temperature of each of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 to determine the operating state of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210. Can grasp.
  • FIG 3 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
  • a hybrid power generation system 2000 includes a fuel cell stack 2110, a reformer 2120, a fuel cell housing 2130, a first heat exchanger 2140, and a moisture remover. 2150, an engine device 2210, a second heat exchanger 2220, first to fourth valves 2310, 2320, 2330, 2340, and a control unit (not shown).
  • the hybrid power generation system 2000 is substantially the same as or similar to the configuration of the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1, except that the fourth valve 2340 is further included.
  • FIG. 1 a detailed description will be omitted, and the difference from the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1 will be mainly described.
  • the fourth valve 2340 is branched from a pipe supplying the air discharged from the first heat exchanger 2130 to the fuel cell stack 2110 and absorbs some of the air discharged from the first heat exchanger 2130. It may be installed in the eighth pipe 2341 supplied to the second heat exchanger 2220, and the opening and closing of the eighth pipe 2341 may be controlled.
  • the control unit transfers the air heated in advance through the eighth pipe 2341 to the second heat exchanger 2220 independently of the air supplied to the second heat exchanger 2220 through the seventh pipe 2333. Can supply.
  • the hybrid power generation system 2000 according to the present embodiment may not include the seventh pipe 2333 and the third valve 2330, and in this case, the second heat exchanger 2220 8 Air can be supplied only through the pipe 2341.
  • FIG. 4 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
  • a hybrid power generation system 3000 includes a fuel cell stack 3110, a reformer 3120, a fuel cell housing 3130, a first heat exchanger 3140, and a first The moisture remover 3150, the second moisture remover 3160, the engine unit 3210, the second heat exchanger 3220, the first to fourth valves 3310, 3320, 3330, 3340, and a control unit (not shown) Can include.
  • the hybrid power generation system 3000 according to the present embodiment is substantially the same as or similar to the configuration of the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1 except that the second moisture remover 3160 is further included, Hereinafter, duplicated detailed descriptions will be omitted, and a description will be made focusing on differences from the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1.
  • the second moisture remover 3160 may be disposed outside the fuel cell housing 3130 and may include a gas-liquid separator capable of separating gas and liquid.
  • the second moisture remover 3160 receives the second anode off gas discharged from the first heat exchanger 3140 through the first valve 3310 and then removes moisture therefrom to generate condensed water.
  • the second anode off gas from which the moisture has been additionally removed may be supplied to the second heat exchanger, and the condensed water may be supplied to the reformer 3120.

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Abstract

Provided is a hybrid power generation system for generating electrical energy by means of a fuel cell stack and an engine apparatus. The hybrid power generation system has: a fuel cell stack for generating electrical energy and discharging a first anode off gas; a moisture remover for separating the first anode off gas into a second anode off gas and condensed water by means of gas-liquid separation; a first heat exchanger for, by means of heat exchange among the first anode off gas, the second anode off gas and a cooling medium, providing the first anode off gas to the moisture remover, by reducing the temperature of same, and discharging the second anode off gas by increasing the temperature of same; and an engine apparatus for generating electrical energy by burning the second anode off gas discharged from the first heat exchanger.

Description

하이브리드 발전 시스템Hybrid power generation system
본 발명은 연료전지 스택과 엔진 장치를 이용한 하이브리드 발전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a hybrid power generation system using a fuel cell stack and an engine device.
연료전지는 수소와 산소의 반응을 이용하여 전기를 생성한다. 이러한 연료전지는 수소를 직접 사용하는 경우에 가장 효율이 높으나 이를 위해 수소저장탱크를 연료전지가 설치되는 곳에 직접 설치하는 것은 안전성에 많은 문제를 초래한다. 따라서 현재에는 탄화수소 연료를 개질하여 수소를 생성하고 이를 연료전지의 연료로 사용한다. Fuel cells generate electricity by using the reaction of hydrogen and oxygen. Such a fuel cell is most efficient when hydrogen is used directly, but for this purpose, installing a hydrogen storage tank directly in a place where the fuel cell is installed causes many problems in safety. Therefore, at present, hydrocarbon fuels are reformed to generate hydrogen and are used as fuel for fuel cells.
연료전지는 종래의 화력 발전에 비해 효율이 높아 발전용 연료의 절감이 가능하고, 열병합 발전도 가능하며, 천연가스, 도시가스, 메탄올, 폐기물 가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있어, 화력 발전을 대체할 수 있는 에너지 변환 장치로 평가받고 있다. 또한, NOx와 CO2 배출량이 석탄 화력 발전에 비해 현저히 낮고, 소음도 적은 무공해 운전이 가능하여 도심 지역이나 건물 내에 설치도 가능하다.Fuel cells are more efficient than conventional thermal power generation, so it is possible to save fuel for power generation, cogeneration power generation is also possible, and various fuels such as natural gas, city gas, methanol, and waste gas can be used, thereby replacing thermal power generation. It is being evaluated as an energy conversion device that can be used. In addition, the emission of NOx and CO2 is significantly lower than that of coal-fired power generation, and it is possible to install it in an urban area or in a building as it is possible to operate without pollution with less noise.
연료 전지 중 고온에서 동작하는 고체산화물형 연료전지(SOFC)와 용융탄산염형 연료전지(MCFC)는 수십 kW 내지 MW급 대용량 전기를 생산하는 분산발전용으로 사용될 수 있고, 고온의 애노드 오프가스나 고온의 캐소드 오프가스를 활용하여 추가전기를 생산하기에 유리하다. 따라서, 최근에는 고온의 연료전지로부터 배출되는 애노드 오프가스와 발전용 엔진을 결합한 연료전지-엔진 하이브리드 발전시스템이 제안되고 있다.Among the fuel cells, solid oxide fuel cells (SOFC) and molten carbonate fuel cells (MCFC) operating at high temperatures can be used for distributed power generation that produces high-capacity electricity in the range of tens of kW to MW, and can be used for high-temperature anode off-gas or high-temperature. It is advantageous to produce additional electricity by utilizing the cathode off-gas. Accordingly, in recent years, a fuel cell-engine hybrid power generation system in which an anode off-gas discharged from a high-temperature fuel cell and an engine for power generation are combined has been proposed.
하지만, 상기 하이브리드 발전 시스템은 개발 초기 단계로서, 앞으로도 상기 하이브리드 발전 시스템의 동작 안정성, 발전 효율 등의 향상을 위한 추가적인 연구 개발이 요구되고 있다. However, the hybrid power generation system is an early stage of development, and further research and development is required to improve the operation stability and power generation efficiency of the hybrid power generation system.
본 발명의 일 목적은 동작 안정성, 발전 효율 등을 향상시킬 수 있는 하이브리드 발전 시스템을 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a hybrid power generation system capable of improving operation stability, power generation efficiency, and the like.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템은 전기에너지를 생성하고, 제1 애노드 오프 가스를 배출하는 연료전지 스택; 기액 분리를 통해 상기 제1 애노드 오프 가스를 제2 애노드 오프 가스 및 응축수로 분리하는 제1 수분제거기; 상기 제1 애노드 오프 가스, 상기 제2 애노드 오프 가스 및 냉각 매체 사이의 열교환을 통해 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 감소시켜 상기 제1 수분제거기에 제공하고, 상기 제2 애노드 오프 가스의 온도를 상승시켜 배출하는 제1 열교환기; 및 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 연소시켜 전기 에너지를 생성하는 엔진 장치를 포함한다. A hybrid power generation system according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack for generating electric energy and discharging a first anode off gas; A first moisture remover for separating the first anode off gas into a second anode off gas and condensed water through gas-liquid separation; The temperature of the first anode-off gas is reduced through heat exchange between the first anode-off gas, the second anode-off gas, and the cooling medium to be provided to the first moisture remover, and the temperature of the second anode-off gas is reduced. A first heat exchanger that rises and discharges; And an engine device generating electric energy by burning the second anode off gas discharged from the first heat exchanger.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 열교환기는 상기 냉각 매체로 외부 공기 공급원에서 공급된 공기를 공급받고, 열교환을 통해 상기 공기의 온도를 상승시켜 상기 연료전지 스택에 제공할 수 있다. In an embodiment, the first heat exchanger may receive air supplied from an external air supply source as the cooling medium, and increase the temperature of the air through heat exchange to provide it to the fuel cell stack.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은 상기 제1 수분제거기로부터 공급된 응축수를 이용하여 연료 가스를 개질하고, 개질된 연료 가스를 상기 연료전지 스택에 공급하는 개질기를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system may further include a reformer for reforming fuel gas using condensed water supplied from the first moisture remover and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 열교환기는, 상기 제2 애노드 오프 가스가 이동하는 제1 유로를 형성하는 제1 격벽부; 상기 제1 유로를 둘러싸고, 상기 제1 애노드 오프 가스가 이동하는 제2 유로를 형성하는 제2 격벽부; 및 상기 제2 유로를 둘러싸고, 상기 냉각 매체가 이동하는 제3 유로를 형성하는 제3 격벽부를 포함할 수 있다. In an embodiment, the first heat exchanger includes: a first partition wall portion forming a first flow path through which the second anode off gas moves; A second partition wall portion surrounding the first flow path and forming a second flow path through which the first anode off gas moves; And a third partition wall portion surrounding the second flow path and forming a third flow path through which the cooling medium moves.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은 상기 연료전지 스택을 내부에 수용하는 연료전지 하우징을 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 제1 열교환기 및 상기 제1 수분제거기는 상기 연료전지 하우징의 외부에 배치될 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system may further include a fuel cell housing accommodating the fuel cell stack therein, and in this case, the first heat exchanger and the first moisture remover are Can be placed outside.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 상기 엔진 장치로부터 배출된 고온의 엔진 배기 가스, 상기 제1 열교환기로부터 공급된 상기 제2 애노드 오프 가스 및 외부 공기 공급원에서 공급된 공기 사이의 열교환을 통해, 상기 엔진 배기 가스의 온도를 감소시키고, 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기의 온도를 상승시키고, 냉각된 상기 배기 가스는 외부로 배출하고, 승온된 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기는 상기 엔진 장치에 공급하는 제2 열교환기를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system performs heat exchange between the high-temperature engine exhaust gas discharged from the engine device, the second anode off gas supplied from the first heat exchanger, and air supplied from an external air supply source. Through this, the temperature of the engine exhaust gas is reduced, the temperature of the second anode off gas and the air is increased, the cooled exhaust gas is discharged to the outside, and the heated second anode off gas and the air are It may further include a second heat exchanger supplied to the engine device.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 상기 제1 열교환기로부터 상기 제2 애노드 오프 가스가 배출되는 제1 배관, 상기 엔진 장치 또는 상기 제2 열교환기로 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급하는 제2 배관 및 외부 배출구로 상기 제2 애노드 오프 가스를 전달하는 제3 배관과 연결되고, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 상기 제2 열교환기에 공급하거나, 상기 외부 배출구로 배출하는 제1 밸브를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system includes a first pipe through which the second anode-off gas is discharged from the first heat exchanger, a first pipe through which the second anode-off gas is discharged, the engine device, or a first supplying the second anode-off gas to the second heat exchanger. 2 The second anode off gas is supplied to the second heat exchanger or the second anode off gas discharged from the first heat exchanger is supplied to the second heat exchanger or is discharged to the external discharge port, which is connected to a third pipe that transfers the second anode off gas to the pipe and the external discharge port. It may further include a first valve.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 상기 제1 밸브로부터 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급받은 후 기액 분리를 통해 상기 제2 애노드 오프 가스를 제3 애노드 오프 가스 및 응축수로 분리하고, 상기 제3 애노드 오프 가스를 상기 제2 열교환기에 공급하는 제2 수분제거기; 및 상기 제1 및 제2 수분제거기로부터 공급된 응축수를 이용하여 연료 가스를 개질하고, 개질된 연료 가스를 상기 연료전지 스택에 공급하는 개질기를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system separates the second anode off gas into a third anode off gas and condensed water through gas-liquid separation after receiving the second anode off gas from the first valve, and the A second moisture remover supplying a third anode off gas to the second heat exchanger; And a reformer for reforming the fuel gas using the condensed water supplied from the first and second moisture removers and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 공기를 상기 연료전지 스택에 공급하는 배관으로부터 분기되어 상기 제2 열교환기로 상기 공기를 공급하는 제8 배관에 설치되고, 상기 제8 배관의 개폐를 제어하는 제4 밸브를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system is installed in an eighth pipe branching from a pipe supplying the air discharged from the first heat exchanger to the fuel cell stack and supplying the air to the second heat exchanger, It may further include a fourth valve for controlling the opening and closing of the eighth pipe.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 외부 공기 공급원에 연결된 제5 배관, 상기 제1 열교환기에 공기를 공급하는 제6 배관 및 상기 제2 열교환기에 공기를 공급하는 제7 배관과 연결되고, 상기 공기 공급원에서 공급된 공기를 상기 제1 열교환기 또는 상기 제2 열교환기로 공급하는 제3 밸브를 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the hybrid power generation system is connected to a fifth pipe connected to an external air supply source, a sixth pipe supplying air to the first heat exchanger, and a seventh pipe supplying air to the second heat exchanger, A third valve for supplying the air supplied from the air supply source to the first heat exchanger or the second heat exchanger may be further included.
일 실시예에 있어서, 상기 하이브리드 발전 시스템은, 상기 제1 수분제거기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스가 상기 제1 열교환기로 이동하는 제4 배관에 설치된 제2 밸브를 더 포함할 수 있다.In one embodiment, the hybrid power generation system may further include a second valve installed in a fourth pipe through which the second anode off gas discharged from the first moisture remover moves to the first heat exchanger.
본 발명의 하이브리드 발전 시스템에 따르면, 연료전지 스택으로부터 배출된 애노드 오프 가스로부터 응축수를 회수하여 개질기로 공급함에도 제1 열교환기를 통해 가열한 후 이를 엔진 장치로 공급할 수 있어서, 상기 엔진 장치의 발전 성능 및 동작 안정성을 향상시킬 수 있다. According to the hybrid power generation system of the present invention, even though condensed water is recovered from the anode off gas discharged from the fuel cell stack and supplied to the reformer, it is heated through the first heat exchanger and then supplied to the engine device. Operation stability can be improved.
그리고 상기 제1 내지 제3 밸브를 통해 상기 엔진 장치에 애노드 오프 가스 및 공기를 안정적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 연료전지 스택이나 엔진 장치에 이상이 발생한 경우 신속하게 대응할 수 있다.In addition, it is possible to stably supply anode off gas and air to the engine device through the first to third valves, and to respond quickly when an abnormality occurs in the fuel cell stack or the engine device.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining a hybrid power generation system according to an embodiment of the present invention.
도 2a는 도 1에 도시된 제1 열교환기를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 절단선 A-A'을 따라 절단한 단면도이다. FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating the first heat exchanger illustrated in FIG. 1, and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along a cutting line A-A' illustrated in FIG. 2A.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present invention, various modifications may be made and various forms may be applied, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific form disclosed, it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing each drawing, similar reference numerals have been used for similar elements. In the accompanying drawings, the dimensions of the structures are shown to be enlarged than the actual size for clarity of the present invention.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. Terms such as first and second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate the presence of features, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features or steps. It is to be understood that it does not preclude the possibility of addition or presence of, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. Does not.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이고, 도 2a는 도 1에 도시된 제1 열교환기를 설명하기 위한 단면도이고, 도 2b는 도 2a에 도시된 절단선 A-A'을 따라 절단한 단면도이다. 1 is a view for explaining a hybrid power generation system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2A is a cross-sectional view illustrating a first heat exchanger shown in FIG. 1, and FIG. 2B is a cut line A shown in FIG. 2A. It is a cross-sectional view taken along -A'.
도 1, 도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(1000)은 연료전지 스택(1110), 개질기(1120), 연료전지 하우징(1130), 제1 열교환기(1140), 수분제거기(1150), 엔진 장치(1210) 및 제2 열교환기(1220)를 포함할 수 있다. 1, 2A and 2B, a hybrid power generation system 1000 according to an embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 1110, a reformer 1120, a fuel cell housing 1130, and a first heat exchanger. 1140), a moisture remover 1150, an engine device 1210, and a second heat exchanger 1220 may be included.
상기 연료전지 스택(1110)은 개질된 연료와 산소를 반응시켜 전기 에너지를 생성할 수 있다. 상기 연료전지 스택(1110)은 고온에서 동작하는 고체산화물 연료전지(SOFC) 스택, 용융탄산염 연료전지(MCFC) 스택 등으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 연료전지 스택(1110)은 고온의 제1 애노드 오프 가스를 배출하고, 상기 제1 애노드 오프 가스 중 일부는 상기 제1 열교환기(1140)에 공급할 수 있고, 나머지는 상기 연료전지 하우징(1130) 내부에 배치된 버너(미도시) 또는 다른 열교환기에 공급할 수 있다. The fuel cell stack 1110 may generate electric energy by reacting the reformed fuel and oxygen. The fuel cell stack 1110 may include at least one selected from a solid oxide fuel cell (SOFC) stack operating at a high temperature, a molten carbonate fuel cell (MCFC) stack, and the like. The fuel cell stack 1110 may discharge a high-temperature first anode-off gas, and some of the first anode-off gas may be supplied to the first heat exchanger 1140, and the remainder of the first anode-off gas may be supplied to the fuel cell housing 1130. It can be supplied to a burner (not shown) or another heat exchanger disposed therein.
상기 개질기(1120)는 외부 연료 공급원(10)에서 공급된 탄화수소 연료를 수증기를 이용하여 개질한 후 이를 상기 연료전지 스택(1110)에 공급할 수 있다. 상기 개질기(1120)의 구조는 특별히 제한되지 않고 공지의 연료전지용 개질기가 제한 없이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 한편, 일 실시예로, 상기 개질기(1120)는 물, 예를 들면 상기 수분제거기(1150)로부터 공급된 응축수을 기화시켜 수증기를 형성하는 기화기(미도시)를 포함할 수 있다. The reformer 1120 may reform the hydrocarbon fuel supplied from the external fuel supply source 10 using steam and then supply it to the fuel cell stack 1110. The structure of the reformer 1120 is not particularly limited, and a known reformer for fuel cells can be applied without limitation, and thus a detailed description thereof will be omitted. Meanwhile, as an embodiment, the reformer 1120 may include a vaporizer (not shown) that vaporizes water, for example, condensed water supplied from the moisture remover 1150 to form water vapor.
상기 연료전지 하우징(1130)은 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 개질기(1120)를 내부에 수용할 수 있다. 상기 연료전지 하우징(1130)은 상기 연료전지 스택(1110)에서 발생된 열이 외부로 유출되는 것을 감소시키기 위해 단열재(미도시)를 포함할 수 있다.The fuel cell housing 1130 may accommodate the fuel cell stack 1110 and the reformer 1120 therein. The fuel cell housing 1130 may include an insulating material (not shown) to reduce heat generated from the fuel cell stack 1110 from being leaked to the outside.
상기 제1 열교환기(1140)는 상기 연료전지 하우징(1130) 외부에 배치되고, 상기 연료전지 스택(1110)으로부터 배출된 고온의 제1 애노드 오프 가스, 냉각 매체 및 상기 수분제거기(1150)에 의해 수분이 제거된 제2 애노드 오프 가스 사이의 열교환을 유도할 수 있다. The first heat exchanger 1140 is disposed outside the fuel cell housing 1130 and is provided by a high-temperature first anode off gas discharged from the fuel cell stack 1110, a cooling medium, and the moisture remover 1150. It is possible to induce heat exchange between the second anode off gas from which moisture has been removed.
일 실시예에 있어서, 상기 냉각 매체로는 외부 공기 공급원에서 공급된 공기가 적용될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 열교환기(1140)에 의해, 상기 고온의 제1 애노드 오프 가스는 냉각되고, 상기 공기 및 상기 수분이 제거된 제2 애노드 오프 가스는 가열될 수 있다. 한편, 이와 다른 실시예로, 상기 냉각 매체로는 외부에서 공급된 물 또는 기타 저온의 유체가 제한 없이 적용될 수 있다. In one embodiment, air supplied from an external air supply source may be applied as the cooling medium. In this case, the high temperature first anode off gas may be cooled by the first heat exchanger 1140, and the air and the second anode off gas from which the moisture is removed may be heated. Meanwhile, in another embodiment, as the cooling medium, water or other low-temperature fluid supplied from the outside may be applied without limitation.
일 실시예에 있어서, 상기 제1 열교환기(1140)는 제1 유로(1141a)를 형성하는 제1 격벽부(1141), 상기 제1 유로(1141a)를 둘러싸는 제2 유로(1142a)를 형성하는 제2 격벽부(1142) 및 상기 제2 유로(1142a)를 둘러싸는 제3 유로(1143a)를 형성하는 제3 격벽부(1143)를 포함할 수 있다. In one embodiment, the first heat exchanger 1140 forms a first partition wall portion 1141 forming a first flow path 1141a, and a second flow path 1142a surrounding the first flow path 1141a. It may include a second partition wall portion 1142 and a third partition wall portion 1143 forming a third flow path 1143a surrounding the second flow path 1142a.
상기 제1 격벽부(1141)에 의해 형성된 상기 제1 유로(1141a)는 일방향으로 연장될 수 있고, 상기 제1 유로(1141a)로는 상기 수분제거기(1150)에 의해 수분이 제거된 상기 제2 오노드 오프 가스가 이동할 수 있다. 상기 수분이 제거된 제2 애노드 오프 가스는 상기 제1 유로(1141a)의 제1 단부를 통해 유입된 후 상기 제1 단부와 대향하는 상기 제1 유로(1141a)의 제2 단부를 통해 배출될 수 있다. 일 실시예로, 도 2b에는 상기 제1 유로(1141a)가 직사각형 단면 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으나, 상기 제1 유로(1141a)의 단면 형상은 특별히 제한되지 않고, 원, 다각형 등의 단면 형상을 가질 수 있다. The first flow path 1141a formed by the first partition wall portion 1141 may extend in one direction, and the second flow path 1141a from which moisture has been removed by the moisture remover 1150 may be used. Node-off gas can move. The second anode off gas from which the moisture has been removed may be introduced through a first end of the first flow path 1141a and then discharged through a second end of the first flow path 1141a facing the first end. have. In one embodiment, although the first flow path 1141a is shown to have a rectangular cross-sectional shape in FIG. 2B, the cross-sectional shape of the first flow path 1141a is not particularly limited, and a cross-sectional shape such as a circle or a polygon is used. I can have it.
상기 제2 격벽부(1142)는 상기 제1 격벽부(1141) 중 적어도 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 이에 따라 상기 제2 격벽부(1142)에 의해 형성되는 상기 제2 유로(1142a)는 상기 제1 유로(1141a)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 제2 유로(1142a)로는 상기 연료전지 스택(1110)으로부터 배출된 상기 제1 애노드 오프 가스가 이동할 수 있다. The second partition wall portion 1142 may be disposed to surround at least a side surface of the first partition wall portion 1141, and accordingly, the second flow path 1142a formed by the second partition wall portion 1142 It may be formed to surround the first flow path 1141a. The first anode off gas discharged from the fuel cell stack 1110 may move through the second flow path 1142a.
상기 제3 격벽부(1143)는 상기 제2 격벽부(1142) 중 적어도 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있고, 이에 따라 상기 제3 격벽부(1143)에 의해 형성되는 상기 제3 유로(1143a)는 상기 제2 유로(1142a)를 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 제3 유로(1143a)로는 상기 냉각 매체가 이동할 수 있다.The third partition wall portion 1143 may be disposed to surround at least a side of the second partition wall portion 1142, and accordingly, the third flow path 1143a formed by the third partition wall portion 1143 is It may be formed to surround the second flow path 1142a. The cooling medium may move through the third flow path 1143a.
상기 제1 열교환기(1140)에 있어서, 상기 제2 애노드 오프 가스가 이동하는 제1 유로(1141a) 및 상기 냉각 매체가 이동하는 제3 유로(1143a) 사이에 가장 고온인 상기 제1 애노드 오프 가스가 이동하는 제2 유로(1142a)가 위치하므로, 열교환을 통해 상기 제1 애노드 오프 가스의 열에너지가 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 냉각 매체로 전달될 수 있고, 그 결과, 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도는 하강하고, 상기 제2 애노드 오프 가스의 온도는 상승할 수 있다. 한편, 상기 냉각 매체로 외부 공기 공급원에서 공급된 공기가 적용될 경우, 상기 공기는 상기 제1 애노드 오프 가스와의 열교환에 의해 가열될 수 있다. 따라서, 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210)에는 미리 가열된 상기 공기 및 상기 제2 애노드 오프 가스를 각각 공급될 수 있고, 상기 수분제거기(1150)에는 온도가 낮아진 상기 제1 애노드 오프 가스를 공급될 수 있다.In the first heat exchanger 1140, the first anode off gas having the highest temperature between the first flow path 1141a through which the second anode-off gas moves and the third flow path 1143a through which the cooling medium moves Since the second flow path 1142a is located, the thermal energy of the first anode off gas can be transferred to the second anode off gas and the cooling medium through heat exchange, and as a result, the first anode off gas The temperature of may decrease, and the temperature of the second anode off gas may increase. Meanwhile, when air supplied from an external air supply source is applied as the cooling medium, the air may be heated by heat exchange with the first anode off gas. Accordingly, the preheated air and the second anode off gas may be supplied to the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210, respectively, and the first anode with a lowered temperature may be supplied to the moisture remover 1150. Off gas can be supplied.
상기 수분제거기(1150)는 상기 연료전지 하우징(1130)의 외부에 배치되고, 기체와 액체를 분리할 수 있는 기액 분리기를 포함할 수 있다. 상기 수분제거기(1150)의 기액 분리기로는 공지의 기액 분리 장치가 제한 없이 적용될 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. The moisture remover 1150 may be disposed outside the fuel cell housing 1130 and may include a gas-liquid separator capable of separating gas and liquid. As the gas-liquid separator of the moisture remover 1150, a known gas-liquid separation device may be applied without limitation, and a detailed description thereof will be omitted.
상기 개질기(1120)는 수증기 개질 반응을 통해 개질된 연료가스를 상기 연료전지 스택(1110)에 공급하므로, 상기 연료전지 스택(1110)으로부터 배출되는 상기 제1 애노드 오프 가스는 수분을 함유하고 있는데, 상기 수분제거기(1150)는 기액 분리를 통해 상기 제1 애노드 오프 가스로부터 상기 제2 애노드 오프 가스 및 응축수를 분리하여 배출할 수 있다. 즉, 상기 수분제거기(1150)는 상기 제2 애노드 오프 가스를 상기 제1 열교환기(1140)로 공급할 수 있고, 상기 응축수를 상기 개질기(1120)로 공급할 수 있다. Since the reformer 1120 supplies the fuel gas reformed through the steam reforming reaction to the fuel cell stack 1110, the first anode off gas discharged from the fuel cell stack 1110 contains moisture, The moisture remover 1150 may separate and discharge the second anode off gas and condensed water from the first anode off gas through gas-liquid separation. That is, the moisture remover 1150 may supply the second anode off gas to the first heat exchanger 1140 and may supply the condensed water to the reformer 1120.
한편, 상기 제1 애노드 오프 가스로부터 수분을 분리하기 위해서는 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 물의 끓는점 미만의 온도로 하강시키는 것이 요구되는데, 본 발명에서는 상기 제1 열교환기(1140)를 상기 연료전지 하우징(1130) 외부에 배치하고, 상기 제1 열교환기(1140) 내에서의 열교환을 통해 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 하강시킬 수 있다. Meanwhile, in order to separate moisture from the first anode-off gas, it is required to lower the temperature of the first anode-off gas to a temperature less than the boiling point of water. In the present invention, the first heat exchanger 1140 is used as the fuel cell. It is disposed outside the housing 1130 and the temperature of the first anode off gas may be lowered through heat exchange in the first heat exchanger 1140.
그리고, 상기 연료전지 하우징(1130)의 내부는 상기 연료전지 스택(1110)의 작동을 위해 고온으로 유지되므로, 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 추가적으로 하강시키기 위해, 상기 수분제거기(1150)는 상기 연료전지 하우징(1130)의 외부에 배치될 수 있다. And, since the inside of the fuel cell housing 1130 is maintained at a high temperature for the operation of the fuel cell stack 1110, in order to further lower the temperature of the first anode off gas, the moisture remover 1150 It may be disposed outside the fuel cell housing 1130.
한편, 상기 제1 열교환기(1140) 내에서의 열교환만으로 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 물의 끓는점 미만의 온도로 하강시킬 수 없는 경우, 상기 수분제거기(1150)는 상기 기액 분리기 외에 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 하강시키기 위한 냉각기(미도시)를 더 포함할 수 있다. On the other hand, when the temperature of the first anode off gas cannot be lowered to a temperature lower than the boiling point of water only by heat exchange in the first heat exchanger 1140, the moisture remover 1150 may be used as the first heat exchanger in addition to the gas-liquid separator. A cooler (not shown) for lowering the temperature of the anode off gas may be further included.
상기 엔진 장치(1210)는 상기 연료전지 하우징(1130) 외부에 배치되고, 상기 제2 애노드 오프 가스를 연소시켜 기계적 에너지를 생성하고, 이를 이용하여 전기 에너지를 생성할 수 있다. 상기 엔진 장치(1210)로는 상기 제2 애노드 오프 가스를 연소시켜 전기 에너지를 생성할 수 있다면 그 구성이 특별히 제한되지 않는다. The engine device 1210 is disposed outside the fuel cell housing 1130, and generates mechanical energy by burning the second anode off gas, and generates electrical energy by using the second anode off gas. The configuration of the engine device 1210 is not particularly limited as long as it can generate electric energy by burning the second anode off gas.
상기 제2 열교환기(1220)는 상기 엔진 장치(1210)로부터 배출된 고온의 배기 가스, 상기 제1 열교환기(1140)로부터 공급된 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기 공급원(20)으로부터 공급된 공기 사이의 열교환을 유도할 수 있고, 가열된 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기를 상기 엔진 장치(1210)에 공급할 수 있으며, 열교환 후의 상기 엔진 장치(1210)의 배기가스를 외부로 배출할 수 있다. 상기 제2 열교환기(1220)의 구조는 상기 제1 열교환기(1130)의 구조와 동일 또는 유사하므로, 이에 대한 중복된 상세한 설명은 생략한다. The second heat exchanger 1220 includes high-temperature exhaust gas discharged from the engine device 1210, the second anode off gas supplied from the first heat exchanger 1140, and the air supply source 20. Heat exchange between the air can be induced, the heated second anode off gas and the air can be supplied to the engine device 1210, and the exhaust gas of the engine device 1210 after heat exchange can be discharged to the outside. . Since the structure of the second heat exchanger 1220 is the same as or similar to the structure of the first heat exchanger 1130, a redundant detailed description thereof will be omitted.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(1000)은 제1 밸브(1310), 제2 밸브(1320) 및 제3 밸브(1330)를 더 포함할 수 있다. 일 실시예로, 상기 연료전지 하우징(1130)의 내부는 상대적으로 고온 상태가 유지되므로, 상기 제1 밸브(1310), 제2 밸브(1320) 및 제3 밸브(1330)는 상기 연료전지 하우징(1130)의 외부에 배치되어, 장시간 안정적으로 동작할 수 있다. 그리고 상기 제1 밸브(1310), 제2 밸브(1320) 및 제3 밸브(1330) 각각은 연결된 배관의 개폐뿐만 아니라 유량을 제어할 수 있다.Meanwhile, the hybrid power generation system 1000 according to an embodiment of the present invention may further include a first valve 1310, a second valve 1320, and a third valve 1330. In one embodiment, since the inside of the fuel cell housing 1130 is maintained in a relatively high temperature state, the first valve 1310, the second valve 1320, and the third valve 1330 are formed in the fuel cell housing ( 1130), it can operate stably for a long time. In addition, each of the first valve 1310, the second valve 1320, and the third valve 1330 may control a flow rate as well as opening and closing of a connected pipe.
상기 제1 밸브(1310)는 상기 제1 열교환기(1140)로부터 상기 제2 애노드 오프 가스가 배출되는 제1 배관(1131), 상기 제2 열교환기(1220)로 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급하는 제2 배관(1312) 및 상기 제2 열교환기(1220)의 출구, 즉, 외부 배출구로 상기 제2 애노드 오프 가스를 전달하는 제3 배관(1313)과 연결될 수 있다. 상기 제1 밸브(1310)에 의해, 상기 제1 열교환기(1130)로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스는 상기 제2 열교환기(1220)에 공급되거나 외부로 배출될 수 있다. 일 실시예로, 상기 엔진 장치(1210)가 정상적으로 작동하고 있는 경우, 상기 제1 밸브(1310)는 상기 제2 애노드 오프 가스를 상기 제2 배관(1312)을 통해 상기 제 열교환기(1220)에 공급할 수 있고, 이 경우, 상기 제2 열교환기(1220)는 열교환을 통해 상기 제2 애노드 오프 가스를 추가적으로 가열한 후 이를 상기 엔진 장치(1210)에 공급할 수 있다. 이와 다른 실시예로, 상기 엔진 장치(1210)에 이상이 발생한 경우, 상기 제1 밸브(1310)는 상기 제2 애노드 오프 가스를 바이패스 배관인 상기 제3 배관(1313)을 통해 외부로 배출할 수 있다. The first valve 1310 supplies the second anode off gas to a first pipe 1131 through which the second anode off gas is discharged from the first heat exchanger 1140 and to the second heat exchanger 1220 The second pipe 1312 may be connected to an outlet of the second heat exchanger 1220, that is, a third pipe 1313 for transferring the second anode off gas to an external outlet. By the first valve 1310, the second anode off gas discharged from the first heat exchanger 1130 may be supplied to the second heat exchanger 1220 or discharged to the outside. In one embodiment, when the engine device 1210 is operating normally, the first valve 1310 transfers the second anode off gas to the second heat exchanger 1220 through the second pipe 1312. In this case, the second heat exchanger 1220 may additionally heat the second anode off gas through heat exchange and then supply it to the engine device 1210. In another embodiment, when an abnormality occurs in the engine device 1210, the first valve 1310 discharges the second anode off gas to the outside through the third pipe 1313 which is a bypass pipe. I can.
상기 제2 밸브(1320)는 상기 수분제거기(1150)로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스가 상기 제1 열교환기(1140)로 이동하는 제4 배관(1321)에 설치될 수 있다. 일 실시예로, 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210)가 정상적으로 작동하는 경우, 상기 제2 밸브(1320)는 상기 수분제거기(1150)로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 상기 제1 열교환기(1140)에 공급할 수 있다. 이와 다른 실시예로, 상기 연료전지 스택(1110) 또는 상기 엔진 장치(1210)에 이상이 발생한 경우, 상기 제2 밸브(1320)는 상기 제4 배관(1321)를 통한 상기 제2 애노드 오프 가스의 이동을 차단할 수 있다. The second valve 1320 may be installed in a fourth pipe 1321 through which the second anode off gas discharged from the moisture remover 1150 moves to the first heat exchanger 1140. In one embodiment, when the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 operate normally, the second valve 1320 may reduce the second anode off gas discharged from the moisture remover 1150 to the It may be supplied to the first heat exchanger 1140. In another embodiment, when an abnormality occurs in the fuel cell stack 1110 or the engine device 1210, the second valve 1320 is You can block the movement.
상기 제3 밸브(1330)는 외부 공기 공급원(20)에 연결된 제5 배관(1331), 상기 제1 열교환기(1140)에 공기를 공급하는 제6 배관(1332) 및 상기 제2 열교환기(1220)에 공기를 공급하는 제7 배관(1333)과 연결될 수 있고, 상기 공기 공급원(20)에서 공급된 공기를 상기 제1 열교환기(1140) 또는 상기 제2 열교환기(1220)로 공급할 수 있다. 일 실시예로, 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210) 모두가 정상적으로 작동하고 있는 경우, 상기 제3 밸브(1330)는 상기 공기를 상기 제6 및 제7 배관(1332, 1333)을 통해 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210)에 각각 공급할 수 있다. 그리고 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210) 중 하나에 이상이 발생한 경우, 정상적으로 동작하는 것에만 공기를 공급하고 이상이 발생한 것에는 공기가 공급되지 않도록 차단할 수 있다. 또한, 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210) 모두에 이상이 발생한 경우에는, 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진 장치(1210) 모두에 공기가 공급되지 않도록 상기 제6 및 제7 배관(1332, 1333)을 차단할 수 있다. The third valve 1330 includes a fifth pipe 1331 connected to an external air supply source 20, a sixth pipe 1332 supplying air to the first heat exchanger 1140, and the second heat exchanger 1220. ) May be connected to a seventh pipe 1333 supplying air, and the air supplied from the air supply source 20 may be supplied to the first heat exchanger 1140 or the second heat exchanger 1220. In one embodiment, when both the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 are operating normally, the third valve 1330 may supply the air to the sixth and seventh pipes 1332 and 1333. Through the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 may be supplied to each. In addition, when an abnormality occurs in one of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210, air may be supplied only to normal operation and blocked so that air is not supplied to the abnormal operation. In addition, when an abnormality occurs in both the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210, the sixth and the sixth and the sixth 7 Pipes 1332 and 1333 can be blocked.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(1000)은 상기 제1 내지 제3 밸브(1310, 1320, 13301)의 동작을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the hybrid power generation system 1000 according to an embodiment of the present invention may further include a control unit (not shown) that controls the operation of the first to third valves 1310, 1320, and 13301.
상기 제어부는 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진장치(1210)의 동작 상태를 파악하여 상기 제1 내지 제3 밸브(1310, 1320, 13301)의 동작을 제어할 수 있다. 예를 들면, 상기 제어부는 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진장치(1210) 각각의 출력 전류, 배기가스 온도 등을 감지하여 상기 연료전지 스택(1110) 및 상기 엔진장치(1210)의 동작 상태를 파악할 수 있다. The control unit may control operations of the first to third valves 1310, 1320, and 13301 by grasping the operating states of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210. For example, the control unit senses the output current and exhaust gas temperature of each of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210 to determine the operating state of the fuel cell stack 1110 and the engine device 1210. Can grasp.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(2000)은 연료전지 스택(2110), 개질기(2120), 연료전지 하우징(2130), 제1 열교환기(2140), 수분제거기(2150), 엔진 장치(2210), 제2 열교환기(2220), 제1 내지 제4 밸브(2310, 2320, 2330, 2340) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 3, a hybrid power generation system 2000 according to another embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 2110, a reformer 2120, a fuel cell housing 2130, a first heat exchanger 2140, and a moisture remover. 2150, an engine device 2210, a second heat exchanger 2220, first to fourth valves 2310, 2320, 2330, 2340, and a control unit (not shown).
본 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(2000)은 상기 제4 밸브(2340)를 더 포함한다는 것을 제외하고는 도 1을 참조하여 설명한 하이브리드 발전 시스템(1000)의 구성과 실질적으로 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 중복되는 상세한 설명은 생략하고 도 1을 참조하여 설명한 하이브리드 발전 시스템(1000)과의 차이점을 중심으로 설명한다.The hybrid power generation system 2000 according to the present embodiment is substantially the same as or similar to the configuration of the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1, except that the fourth valve 2340 is further included. In FIG. 1, a detailed description will be omitted, and the difference from the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1 will be mainly described.
상기 제4 밸브(2340)는 상기 제1 열교환기(2130)로부터 배출된 공기를 상기 연료전지 스택(2110)에 공급하는 배관으로부터 분기되어 상기 제1 열교환기(2130)로부터 배출된 공기 중 일부를 상기 제2 열교환기(2220)로 공급하는 제8 배관(2341)에 설치될 수 있고, 상기 제8 배관(2341)의 개폐를 제어할 수 있다. The fourth valve 2340 is branched from a pipe supplying the air discharged from the first heat exchanger 2130 to the fuel cell stack 2110 and absorbs some of the air discharged from the first heat exchanger 2130. It may be installed in the eighth pipe 2341 supplied to the second heat exchanger 2220, and the opening and closing of the eighth pipe 2341 may be controlled.
상기 제어부는 상기 제7 배관(2333)을 통해 상기 제2 열교환기(2220)에 공급되는 공기와 독립적으로 상기 제8 배관(2341)을 통해 미리 가열된 공기를 상기 제2 열교환기(2220)에 공급할 수 있다. The control unit transfers the air heated in advance through the eighth pipe 2341 to the second heat exchanger 2220 independently of the air supplied to the second heat exchanger 2220 through the seventh pipe 2333. Can supply.
한편, 본 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(2000)은 상기 제7 배관(2333) 및 상기 제3 밸브(2330)를 구비하지 않을 수 있고, 이 경우, 상기 제2 열교환기(2220)는 상기 제8 배관(2341)을 통해서만 공기를 공급받을 수 있다. Meanwhile, the hybrid power generation system 2000 according to the present embodiment may not include the seventh pipe 2333 and the third valve 2330, and in this case, the second heat exchanger 2220 8 Air can be supplied only through the pipe 2341.
도 4는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a hybrid power generation system according to another embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(3000)은 연료전지 스택(3110), 개질기(3120), 연료전지 하우징(3130), 제1 열교환기(3140), 제1 수분제거기(3150), 제2 수분 제거기(3160), 엔진 장치(3210), 제2 열교환기(3220), 제1 내지 제4 밸브(3310, 3320, 3330, 3340) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 4, a hybrid power generation system 3000 according to another embodiment of the present invention includes a fuel cell stack 3110, a reformer 3120, a fuel cell housing 3130, a first heat exchanger 3140, and a first The moisture remover 3150, the second moisture remover 3160, the engine unit 3210, the second heat exchanger 3220, the first to fourth valves 3310, 3320, 3330, 3340, and a control unit (not shown) Can include.
본 실시예에 따른 하이브리드 발전 시스템(3000)은 상기 제2 수분제거기(3160)를 더 포함한다는 것을 제외하고는 도 1을 참조하여 설명한 하이브리드 발전 시스템(1000)의 구성과 실질적으로 동일 또는 유사하므로, 이하에서는 중복되는 상세한 설명은 생략하고 도 1을 참조하여 설명한 하이브리드 발전 시스템(1000)과의 차이점을 중심으로 설명한다.The hybrid power generation system 3000 according to the present embodiment is substantially the same as or similar to the configuration of the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1 except that the second moisture remover 3160 is further included, Hereinafter, duplicated detailed descriptions will be omitted, and a description will be made focusing on differences from the hybrid power generation system 1000 described with reference to FIG. 1.
상기 제2 수분제거기(3160)는 상기 연료전지 하우징(3130)의 외부에 배치되고, 기체와 액체를 분리할 수 있는 기액 분리기를 포함할 수 있다. 상기 제2 수분제거기(3160)는 상기 제1 밸브(3310)를 통해 상기 제1 열교환기(3140)로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급받은 후 이로부터 수분을 제거하여 응축수를 생성할 수 있고, 상기 수분이 추가적으로 제거된 제2 애노드 오프 가스는 상기 제2 열교환기로 공급하고, 상기 응축수는 상기 개질기(3120)로 공급할 수 있다. The second moisture remover 3160 may be disposed outside the fuel cell housing 3130 and may include a gas-liquid separator capable of separating gas and liquid. The second moisture remover 3160 receives the second anode off gas discharged from the first heat exchanger 3140 through the first valve 3310 and then removes moisture therefrom to generate condensed water. In addition, the second anode off gas from which the moisture has been additionally removed may be supplied to the second heat exchanger, and the condensed water may be supplied to the reformer 3120.
본 발명의 하이브리드 발전 시스템에 따르면, 연료전지 스택으로부터 배출된 애노드 오프 가스로부터 응축수를 회수하여 개질기로 공급함에도 제1 열교환기를 통해 가열한 후 이를 엔진 장치로 공급할 수 있어서, 상기 엔진 장치의 발전 성능 및 동작 안정성을 향상시킬 수 있다. According to the hybrid power generation system of the present invention, even though condensed water is recovered from the anode off gas discharged from the fuel cell stack and supplied to the reformer, it is heated through the first heat exchanger and then supplied to the engine device. Operation stability can be improved.
그리고 상기 제1 내지 제3 밸브를 통해 상기 엔진 장치에 애노드 오프 가스 및 공기를 안정적으로 공급할 수 있을 뿐만 아니라, 상기 연료전지 스택이나 엔진 장치에 이상이 발생한 경우 신속하게 대응할 수 있다. In addition, it is possible to stably supply anode off gas and air to the engine device through the first to third valves, and to respond quickly when an abnormality occurs in the fuel cell stack or the engine device.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can.
[부호의 설명][Explanation of code]
1000, 2000, 3000: 하이브리드 발전 시스템1000, 2000, 3000: hybrid power generation system
1110, 2110, 3110: 연료전지 스택 1120, 2120, 3120: 개질기1110, 2110, 3110: fuel cell stack 1120, 2120, 3120: reformer
1130, 2103, 3130: 연료전지 하우징 1140, 2140, 3140: 제1 열교환기1130, 2103, 3130: fuel cell housing 1140, 2140, 3140: first heat exchanger
1150, 2150, 3150: 수분제거기 1210, 2210, 3210: 엔진 장치1150, 2150, 3150: moisture remover 1210, 2210, 3210: engine unit
1220, 2220, 3220: 제2 열교환기 1310, 2310, 3310: 제1 밸브1220, 2220, 3220: second heat exchanger 1310, 2310, 3310: first valve
1320, 2320, 3320: 제2 밸브 1330, 2330, 3330: 제3 밸브1320, 2320, 3320: second valve 1330, 2330, 3330: third valve

Claims (11)

  1. 전기에너지를 생성하고, 제1 애노드 오프 가스를 배출하는 연료전지 스택;A fuel cell stack generating electric energy and discharging a first anode off gas;
    기액 분리를 통해 상기 제1 애노드 오프 가스를 제2 애노드 오프 가스 및 응축수로 분리하는 제1 수분제거기;A first moisture remover for separating the first anode off gas into a second anode off gas and condensed water through gas-liquid separation;
    상기 제1 애노드 오프 가스, 상기 제2 애노드 오프 가스 및 냉각 매체 사이의 열교환을 통해 상기 제1 애노드 오프 가스의 온도를 감소시켜 상기 제1 수분제거기에 제공하고, 상기 제2 애노드 오프 가스의 온도를 상승시켜 배출하는 제1 열교환기; 및The temperature of the first anode-off gas is reduced through heat exchange between the first anode-off gas, the second anode-off gas, and the cooling medium to be provided to the first moisture remover, and the temperature of the second anode-off gas is reduced. A first heat exchanger that rises and discharges; And
    상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 연소시켜 전기 에너지를 생성하는 엔진 장치;를 포함하는, 하이브리드 발전 시스템.Containing, an engine device for generating electric energy by burning the second anode off gas discharged from the first heat exchanger.
  2. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 열교환기는 상기 냉각 매체로 외부 공기 공급원에서 공급된 공기를 공급받고, 열교환을 통해 상기 공기의 온도를 상승시켜 상기 연료전지 스택에 제공하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.Wherein the first heat exchanger receives air supplied from an external air supply source as the cooling medium, raises the temperature of the air through heat exchange, and provides it to the fuel cell stack.
  3. 제1항에 있어서,The method of claim 1,
    상기 제1 수분제거기로부터 공급된 응축수를 이용하여 연료 가스를 개질하고, 개질된 연료 가스를 상기 연료전지 스택에 공급하는 개질기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.The hybrid power generation system, further comprising a reformer for reforming the fuel gas using the condensed water supplied from the first moisture remover and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
  4. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 제1 열교환기는,The first heat exchanger,
    상기 제2 애노드 오프 가스가 이동하는 제1 유로를 형성하는 제1 격벽부;A first partition wall forming a first flow path through which the second anode off gas moves;
    상기 제1 유로를 둘러싸고, 상기 제1 애노드 오프 가스가 이동하는 제2 유로를 형성하는 제2 격벽부; 및 A second partition wall portion surrounding the first flow path and forming a second flow path through which the first anode off gas moves; And
    상기 제2 유로를 둘러싸고, 상기 냉각 매체가 이동하는 제3 유로를 형성하는 제3 격벽부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.And a third partition wall portion surrounding the second flow path and forming a third flow path through which the cooling medium moves.
  5. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 연료전지 스택을 내부에 수용하는 연료전지 하우징을 더 포함하고,Further comprising a fuel cell housing accommodating the fuel cell stack therein,
    상기 제1 열교환기 및 상기 제1 수분제거기는 상기 연료전지 하우징의 외부에 배치된 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.The hybrid power generation system, characterized in that the first heat exchanger and the first moisture remover are disposed outside the fuel cell housing.
  6. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 엔진 장치로부터 배출된 고온의 엔진 배기 가스, 상기 제1 열교환기로부터 공급된 상기 제2 애노드 오프 가스 및 외부 공기 공급원에서 공급된 공기 사이의 열교환을 통해, 상기 엔진 배기 가스의 온도를 감소시키고, 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기의 온도를 상승시키고, 냉각된 상기 배기 가스는 외부로 배출하고, 승온된 상기 제2 애노드 오프 가스 및 상기 공기는 상기 엔진 장치에 공급하는 제2 열교환기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.Through heat exchange between the high-temperature engine exhaust gas discharged from the engine device, the second anode off gas supplied from the first heat exchanger, and air supplied from an external air supply source, to reduce the temperature of the engine exhaust gas, Further comprising a second heat exchanger for raising the temperature of the second anode off gas and the air, discharging the cooled exhaust gas to the outside, and supplying the heated second anode off gas and the air to the engine device. It characterized in that, hybrid power generation system.
  7. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 제1 열교환기로부터 상기 제2 애노드 오프 가스가 배출되는 제1 배관, 상기 엔진 장치 또는 상기 제2 열교환기로 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급하는 제2 배관 및 외부 배출구로 상기 제2 애노드 오프 가스를 전달하는 제3 배관과 연결되고, 상기 제1 열교환기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스를 상기 제2 열교환기에 공급하거나, 상기 외부 배출구로 배출하는 제1 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.A first pipe through which the second anode-off gas is discharged from the first heat exchanger, a second pipe through which the second anode-off gas is supplied to the engine device or the second heat exchanger, and the second anode-off gas to an external outlet And a first valve connected to a third pipe that transmits the signal and supplying the second anode off gas discharged from the first heat exchanger to the second heat exchanger or discharging it to the external outlet. , Hybrid power generation system.
  8. 제7항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 제1 밸브로부터 상기 제2 애노드 오프 가스를 공급받은 후 기액 분리를 통해 상기 제2 애노드 오프 가스를 제3 애노드 오프 가스 및 응축수로 분리하고, 상기 제3 애노드 오프 가스를 상기 제2 열교환기에 공급하는 제2 수분제거기;After receiving the second anode off gas from the first valve, the second anode off gas is separated into a third anode off gas and condensed water through gas-liquid separation, and the third anode off gas is supplied to the second heat exchanger. A second moisture remover;
    상기 제1 및 제2 수분제거기로부터 공급된 응축수를 이용하여 연료 가스를 개질하고, 개질된 연료 가스를 상기 연료전지 스택에 공급하는 개질기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.A hybrid power generation system, further comprising a reformer for reforming the fuel gas using the condensed water supplied from the first and second moisture removers, and supplying the reformed fuel gas to the fuel cell stack.
  9. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    상기 제1 열교환기로부터 배출된 공기를 상기 연료전지 스택에 공급하는 배관으로부터 분기되어 상기 제2 열교환기로 상기 공기를 공급하는 제8 배관에 설치되고, 상기 제8 배관의 개폐를 제어하는 제4 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.A fourth valve branched from a pipe supplying the air discharged from the first heat exchanger to the fuel cell stack, installed in an eighth pipe supplying the air to the second heat exchanger, and controlling opening and closing of the eighth pipe It characterized in that it further comprises a, hybrid power generation system.
  10. 제6항에 있어서, The method of claim 6,
    외부 공기 공급원에 연결된 제5 배관, 상기 제1 열교환기에 공기를 공급하는 제6 배관 및 상기 제2 열교환기에 공기를 공급하는 제7 배관과 연결되고, 상기 공기 공급원에서 공급된 공기를 상기 제1 열교환기 또는 상기 제2 열교환기로 공급하는 제3 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.A fifth pipe connected to an external air supply source, a sixth pipe supplying air to the first heat exchanger, and a seventh pipe supplying air to the second heat exchanger are connected, and the air supplied from the air supply source is transferred to the first heat exchanger. The hybrid power generation system further comprising a third valve for supplying the group or the second heat exchanger.
  11. 제1항에 있어서, The method of claim 1,
    상기 제1 수분제거기로부터 배출된 상기 제2 애노드 오프 가스가 상기 제1 열교환기로 이동하는 제4 배관에 설치된 제2 밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 하이브리드 발전 시스템.The hybrid power generation system further comprising a second valve installed in a fourth pipe through which the second anode off gas discharged from the first moisture remover moves to the first heat exchanger.
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