JPH05234608A - 燃料電池発電システム - Google Patents
燃料電池発電システムInfo
- Publication number
- JPH05234608A JPH05234608A JP4033772A JP3377292A JPH05234608A JP H05234608 A JPH05234608 A JP H05234608A JP 4033772 A JP4033772 A JP 4033772A JP 3377292 A JP3377292 A JP 3377292A JP H05234608 A JPH05234608 A JP H05234608A
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- Japan
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- power generation
- generation system
- fuel cell
- fuel
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】火力発電システムの廃熱を利用することによ
り、低温動作形燃料電池発電システムのシステム熱効率
を改善することにある。 【構成】原燃料６F を水素リッチな燃料ガス６G に改質
して低温動作形燃料電池２に供給する燃料改質器３を備
えた燃料電池発電システム１を、火力発電システム１０
に併設し、原燃料の改質に必要な水蒸気として火力発電
システムの排水蒸気８S を供給して原燃料に混合するこ
とにより、水蒸気を生成するための原燃料の直焚きを排
除し、システム熱効率を改善する。
り、低温動作形燃料電池発電システムのシステム熱効率
を改善することにある。 【構成】原燃料６F を水素リッチな燃料ガス６G に改質
して低温動作形燃料電池２に供給する燃料改質器３を備
えた燃料電池発電システム１を、火力発電システム１０
に併設し、原燃料の改質に必要な水蒸気として火力発電
システムの排水蒸気８S を供給して原燃料に混合するこ
とにより、水蒸気を生成するための原燃料の直焚きを排
除し、システム熱効率を改善する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、所内電源あるいは補
機電源として火力発電システムに併設される低温動作形
の燃料電池発電システム、ことにその熱効率の向上方式
に関する。
機電源として火力発電システムに併設される低温動作形
の燃料電池発電システム、ことにその熱効率の向上方式
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来燃料改質装置から燃料ガスを受けて
発電する燃料電池において、天然ガス等の原燃料を水蒸
気改質する際原燃料に添加する水蒸気は、例えばりん酸
形燃料電池などその運転温度が１９０°Ｃ程度と高い場
合、燃料電池の発電生成熱（排熱）を利用して水を加熱
し生成する方法が採られている。一方、運転温度が１０
０°Ｃ以下の低温動作形燃料電池，例えば固体高分子電
解質型燃料電池を用いた燃料電池発電システムの場合は
運転温度が８０°Ｃ程度であり、水蒸気の生成に必要な
高温の排熱を得ることが困難であるため、原燃料を直焚
きして水蒸気を生成する方式が採られている。
発電する燃料電池において、天然ガス等の原燃料を水蒸
気改質する際原燃料に添加する水蒸気は、例えばりん酸
形燃料電池などその運転温度が１９０°Ｃ程度と高い場
合、燃料電池の発電生成熱（排熱）を利用して水を加熱
し生成する方法が採られている。一方、運転温度が１０
０°Ｃ以下の低温動作形燃料電池，例えば固体高分子電
解質型燃料電池を用いた燃料電池発電システムの場合は
運転温度が８０°Ｃ程度であり、水蒸気の生成に必要な
高温の排熱を得ることが困難であるため、原燃料を直焚
きして水蒸気を生成する方式が採られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】低温動作形燃料電池を
用いた燃料電池発電システムの場合、従来、原燃料の改
質に必要な水蒸気を原燃料の直焚きにより生成している
ために、システム全体としての熱効率が低下するという
問題があり、その改善が求められている。この発明の目
的は、廃熱を利用することにより、低温動作形燃料電池
発電システムのシステム熱効率を改善することにある。
用いた燃料電池発電システムの場合、従来、原燃料の改
質に必要な水蒸気を原燃料の直焚きにより生成している
ために、システム全体としての熱効率が低下するという
問題があり、その改善が求められている。この発明の目
的は、廃熱を利用することにより、低温動作形燃料電池
発電システムのシステム熱効率を改善することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明によれば、原燃料を水素リッチな燃料ガス
に改質して燃料電池に供給する燃料改質器を備えた燃料
電池発電システムにおいて、前記燃料電池発電システム
が火力発電システムに併設され、前記原燃料の改質に必
要な水蒸気あるいは水蒸気の生成熱源の少なくとも一方
が前記火力発電システム側から供給されてなるものとす
る。
に、この発明によれば、原燃料を水素リッチな燃料ガス
に改質して燃料電池に供給する燃料改質器を備えた燃料
電池発電システムにおいて、前記燃料電池発電システム
が火力発電システムに併設され、前記原燃料の改質に必
要な水蒸気あるいは水蒸気の生成熱源の少なくとも一方
が前記火力発電システム側から供給されてなるものとす
る。
【０００５】また、燃料電池発電システムに供給される
水蒸気が、火力発電システムの排水蒸気であるものとす
る。さらに、火力発電システムのボイラ−排ガスを熱源
とする水蒸気発生器を備えてなるものとする。
水蒸気が、火力発電システムの排水蒸気であるものとす
る。さらに、火力発電システムのボイラ−排ガスを熱源
とする水蒸気発生器を備えてなるものとする。
【０００６】
【作用】この発明の構成において、燃料電池発電システ
ムを火力発電システムに併設し、原燃料の改質に必要な
水蒸気あるいは水蒸気の生成熱源の少なくとも一方を火
力発電システム側から供給するよう構成したことによ
り、火力発電システムの廃熱を利用して原燃料の直焚き
を排除することが可能となり、燃料電池発電システムの
システム熱効率を改善する機能が得られる。
ムを火力発電システムに併設し、原燃料の改質に必要な
水蒸気あるいは水蒸気の生成熱源の少なくとも一方を火
力発電システム側から供給するよう構成したことによ
り、火力発電システムの廃熱を利用して原燃料の直焚き
を排除することが可能となり、燃料電池発電システムの
システム熱効率を改善する機能が得られる。
【０００７】また、火力発電システムの排水蒸気を燃料
電池発電システムの燃料改質器に直接供給するよう構成
すれば、水蒸気配管を付加するだけで原燃料の改質に必
要な高温の水蒸気を供給できる機能が得られる。さら
に、火力発電システムのボイラ−排ガスを熱源とする水
蒸気発生器を燃料電池発電システム側に設けるよう構成
すれば、高温のボイラ−排ガスを利用して原燃料の水蒸
気改質温度に近い高温の水蒸気を効率よく生成できる機
能が得られる。
電池発電システムの燃料改質器に直接供給するよう構成
すれば、水蒸気配管を付加するだけで原燃料の改質に必
要な高温の水蒸気を供給できる機能が得られる。さら
に、火力発電システムのボイラ−排ガスを熱源とする水
蒸気発生器を燃料電池発電システム側に設けるよう構成
すれば、高温のボイラ−排ガスを利用して原燃料の水蒸
気改質温度に近い高温の水蒸気を効率よく生成できる機
能が得られる。
【０００８】
【実施例】以下、この発明を実施例に基づいて説明す
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電システ
ムを簡略化して示すシステムフロ−図である。図におい
て、火力発電システム１０に併設された燃料電池発電シ
ステム１は燃料改質器３を備え、天然ガスなどの原燃料
６F を水蒸気改質して得られる水素リッチな改質ガス６
G を燃料ガスとして、低温動作形の燃料電池２の燃料極
に供給する。また、燃料電池２の空気極にはタ−ボコン
プレッサ４で所定温度に加熱，圧縮された反応空気７A
が供給され、一対の電極間で電気化学反応に基づく発電
が運転温度を８０°Ｃ程度に保持して行われる。さら
に、燃料電池２で反応を終えた燃料オフガス６OGおよび
空気オフガス７OAは、燃料改質器３のバ−ナに送られて
残留水素および酸素が燃焼し、原燃料の改質反応熱とし
て利用され、改質器バ−ナの燃焼排ガスはタ−ボコンプ
レッサ４でその廃熱が反応空気側に回収される。
る。図１はこの発明の実施例になる燃料電池発電システ
ムを簡略化して示すシステムフロ−図である。図におい
て、火力発電システム１０に併設された燃料電池発電シ
ステム１は燃料改質器３を備え、天然ガスなどの原燃料
６F を水蒸気改質して得られる水素リッチな改質ガス６
G を燃料ガスとして、低温動作形の燃料電池２の燃料極
に供給する。また、燃料電池２の空気極にはタ−ボコン
プレッサ４で所定温度に加熱，圧縮された反応空気７A
が供給され、一対の電極間で電気化学反応に基づく発電
が運転温度を８０°Ｃ程度に保持して行われる。さら
に、燃料電池２で反応を終えた燃料オフガス６OGおよび
空気オフガス７OAは、燃料改質器３のバ−ナに送られて
残留水素および酸素が燃焼し、原燃料の改質反応熱とし
て利用され、改質器バ−ナの燃焼排ガスはタ−ボコンプ
レッサ４でその廃熱が反応空気側に回収される。
【０００９】このように構成された燃料電池発電システ
ム１において、燃料改質器３は原燃料としての天然ガス
に水蒸気比３〜４程度の水蒸気を混合して８００°Ｃ程
度の高温に保持された改質反応管に通流し、改質触媒の
存在下で水蒸気改質反応を行うが、この実施例の場合、
火力発電システム１０から高温の排水蒸気８S が供給さ
れ、原燃料６F に所定の水蒸気比で混合される。その結
果、火力発電システムの排水蒸気とその熱エネルギ−を
利用して原燃料の直焚きを排除できるので、燃料電池発
電システムのシステム熱効率を従来のそれに比べて約４
％程度向上する効果が得られる。
ム１において、燃料改質器３は原燃料としての天然ガス
に水蒸気比３〜４程度の水蒸気を混合して８００°Ｃ程
度の高温に保持された改質反応管に通流し、改質触媒の
存在下で水蒸気改質反応を行うが、この実施例の場合、
火力発電システム１０から高温の排水蒸気８S が供給さ
れ、原燃料６F に所定の水蒸気比で混合される。その結
果、火力発電システムの排水蒸気とその熱エネルギ−を
利用して原燃料の直焚きを排除できるので、燃料電池発
電システムのシステム熱効率を従来のそれに比べて約４
％程度向上する効果が得られる。
【００１０】図２はこの発明の異なる実施例を示すシス
テムフロ−図であり、燃料電池発電システム１が水蒸気
発生器５を備え、火力発電システム１０から熱媒体とし
ての高温のボイラ−排ガス９OGを水蒸気発生器５に供給
して水を加熱し、生成した高温の水蒸気８S を燃料改質
器３に供給して原燃料と混合するよう構成した点が前述
の実施例と異なっており、高温のボイラ−排ガスが持つ
廃熱を有効利用して原燃料の改質温度に近い高温の水蒸
気を生成できることにより、より高いシステム熱効率を
得ることができる。
テムフロ−図であり、燃料電池発電システム１が水蒸気
発生器５を備え、火力発電システム１０から熱媒体とし
ての高温のボイラ−排ガス９OGを水蒸気発生器５に供給
して水を加熱し、生成した高温の水蒸気８S を燃料改質
器３に供給して原燃料と混合するよう構成した点が前述
の実施例と異なっており、高温のボイラ−排ガスが持つ
廃熱を有効利用して原燃料の改質温度に近い高温の水蒸
気を生成できることにより、より高いシステム熱効率を
得ることができる。
【００１１】
【発明の効果】この発明は前述のように、燃料電池発電
システムを火力発電システムに併設し、火力発電システ
ムの排水蒸気を原燃料の改質に必要な水蒸気として供給
するか、あるいはボイラ−排ガスを水蒸気発生器の熱媒
体として供給して水蒸気を生成するよう構成した。その
結果、火力発電システムの排水蒸気または廃熱を利用し
て原燃料の直焚きを排除することが可能となり、燃料電
池発電システムのシステム熱効率を従来のそれに比べて
４％以上改善した低温動作形燃料電池発電システムを提
供することができる。
システムを火力発電システムに併設し、火力発電システ
ムの排水蒸気を原燃料の改質に必要な水蒸気として供給
するか、あるいはボイラ−排ガスを水蒸気発生器の熱媒
体として供給して水蒸気を生成するよう構成した。その
結果、火力発電システムの排水蒸気または廃熱を利用し
て原燃料の直焚きを排除することが可能となり、燃料電
池発電システムのシステム熱効率を従来のそれに比べて
４％以上改善した低温動作形燃料電池発電システムを提
供することができる。
【図１】この発明の実施例になる燃料電池発電システム
を簡略化して示すシステムフロ−図
を簡略化して示すシステムフロ−図
【図２】この発明の異なる実施例を示すシステムフロ−
図
図
１ 燃料電池発電システム ２ 低温動作形燃料電池 ３ 燃料改質器 ４ タ−ボコンプレッサ ５ 水蒸気発生器 ６F 原燃料 ６G 改質ガス ７A 反応空気 ８S 排水蒸気 ９0G ボイラ−排ガス（熱媒体） １０ 火力発電システム
Claims (3)
- 【請求項１】原燃料を水素リッチな燃料ガスに改質して
燃料電池に供給する燃料改質器を備えた燃料電池発電シ
ステムにおいて、前記燃料電池発電システムが火力発電
システムに併設され、前記原燃料の改質に必要な水蒸気
あるいは水蒸気の生成熱源の少なくとも一方が前記火力
発電システム側から供給されてなることを特徴とする燃
料電池発電システム。 - 【請求項２】燃料電池発電システムに供給される水蒸気
が、火力発電システムの排水蒸気であることを特徴とす
る請求項１記載の燃料電池発電システム。 - 【請求項３】火力発電システムのボイラ−排ガスを熱源
とする水蒸気発生器を備えてなることを特徴とする請求
項１記載の燃料電池発電システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033772A JPH05234608A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033772A JPH05234608A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05234608A true JPH05234608A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=12395746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033772A Pending JPH05234608A (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05234608A (ja) |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4033772A patent/JPH05234608A/ja active Pending
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