JPH06140063A - 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 - Google Patents
燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置Info
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- JPH06140063A JPH06140063A JP4290978A JP29097892A JPH06140063A JP H06140063 A JPH06140063 A JP H06140063A JP 4290978 A JP4290978 A JP 4290978A JP 29097892 A JP29097892 A JP 29097892A JP H06140063 A JPH06140063 A JP H06140063A
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Classifications
-
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- 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
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- Fuel Cell (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 燃料電池の起動時において改質器を含む配管
の昇温時間を短縮する方法及び装置を提供する。 【構成】 改質器１０と、燃料電池２０と、アノード排
ガスにより改質器の燃焼用ガスを加熱する熱交換器５０
と、アノード排ガス中の水分を分離するガス冷却器３０
及び気水分離器３２と、アノード排ガスを改質器の燃焼
室に供給するアノードブロア４０とを備える燃料電池発
電設備の昇温方法であって、燃料電池をバイパスしてア
ノードガスライン２とアノード排ガスライン３とを連通
させ、改質器をバイパスして燃焼用ガスライン５と燃料
ガス供給ライン１とを連通させ、ガス冷却器及び気水分
離器を通さないようにガス冷却器及び気水分離器をバイ
パスさせ、これらバイパスラインと既存のライン又は配
管とにより閉ループを構成し、閉ループ内に窒素ガスを
加熱しながら循環する。
の昇温時間を短縮する方法及び装置を提供する。 【構成】 改質器１０と、燃料電池２０と、アノード排
ガスにより改質器の燃焼用ガスを加熱する熱交換器５０
と、アノード排ガス中の水分を分離するガス冷却器３０
及び気水分離器３２と、アノード排ガスを改質器の燃焼
室に供給するアノードブロア４０とを備える燃料電池発
電設備の昇温方法であって、燃料電池をバイパスしてア
ノードガスライン２とアノード排ガスライン３とを連通
させ、改質器をバイパスして燃焼用ガスライン５と燃料
ガス供給ライン１とを連通させ、ガス冷却器及び気水分
離器を通さないようにガス冷却器及び気水分離器をバイ
パスさせ、これらバイパスラインと既存のライン又は配
管とにより閉ループを構成し、閉ループ内に窒素ガスを
加熱しながら循環する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池発電設備の配
管の昇温方法及び装置に関し、更に詳しくは、燃料電池
発電設備の起動時において改質器の改質管を含む配管の
昇温時間を短縮する方法及び装置に関する。
管の昇温方法及び装置に関し、更に詳しくは、燃料電池
発電設備の起動時において改質器の改質管を含む配管の
昇温時間を短縮する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融炭酸塩型燃料電池は、高効率、かつ
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図２に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガスと酸素を含むカソードガ
スとから発電する燃料電池２０とを一般に備えており、
改質器１０で作られたアノードガス２は燃料電池２０に
供給され、燃料電池２０内でその大部分（例えば８０
％）を消費した後、アノード排ガスとして改質器１０の
燃焼室１０ａに供給される。
環境への影響が少ないなど、従来の発電装置にはない特
徴を有しており、水力・火力・原子力に続く発電システ
ムとして注目を集め、現在世界各国で鋭意研究開発が行
われている。特に天然ガスを燃料とする溶融炭酸塩型燃
料電池を用いた発電設備では、図２に示すように天然ガ
ス等の燃料ガス１を水素を含むアノードガス２に改質す
る改質器１０と、アノードガスと酸素を含むカソードガ
スとから発電する燃料電池２０とを一般に備えており、
改質器１０で作られたアノードガス２は燃料電池２０に
供給され、燃料電池２０内でその大部分（例えば８０
％）を消費した後、アノード排ガスとして改質器１０の
燃焼室１０ａに供給される。
【０００３】アノード排ガスは改質器１０に供給される
前に、アノード排ガス中の水分を凝縮し分離するための
ガス冷却器３０及び気水分離器３２を通され、水分８が
分離されたガスはアノードブロア４０により圧送されて
燃焼用ガスとして熱交換器５０を経て改質器１０の燃焼
室１０ａに供給される。上記熱交換器５０においては燃
料電池２０を通った直後の高温のアノード排ガスと上記
アノードブロアー４０により圧送された燃焼用ガスとの
間において熱交換が行われるようになっている。
前に、アノード排ガス中の水分を凝縮し分離するための
ガス冷却器３０及び気水分離器３２を通され、水分８が
分離されたガスはアノードブロア４０により圧送されて
燃焼用ガスとして熱交換器５０を経て改質器１０の燃焼
室１０ａに供給される。上記熱交換器５０においては燃
料電池２０を通った直後の高温のアノード排ガスと上記
アノードブロアー４０により圧送された燃焼用ガスとの
間において熱交換が行われるようになっている。
【０００４】改質器１０では燃焼用ガス中の可燃成分
（水素、一酸化炭素、メタン等）を燃焼室１０ａで別に
供給される空気７で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改質
室１０ｂで改質管１０ｃを加熱し改質管１０ｃ内を通る
燃料ガスを改質する。改質室１０ｂを出た燃焼排ガスは
燃料電池用のカソードガスに合流され、燃料電池２０の
カソード側に必要な二酸化炭素を供給する。カソードガ
スは燃料電池２０内でその一部が反応した後、系外に排
出される。
（水素、一酸化炭素、メタン等）を燃焼室１０ａで別に
供給される空気７で燃焼し、高温の燃焼ガスにより改質
室１０ｂで改質管１０ｃを加熱し改質管１０ｃ内を通る
燃料ガスを改質する。改質室１０ｂを出た燃焼排ガスは
燃料電池用のカソードガスに合流され、燃料電池２０の
カソード側に必要な二酸化炭素を供給する。カソードガ
スは燃料電池２０内でその一部が反応した後、系外に排
出される。
【０００５】このような発電設備にあってはその運転を
停止したときに燃料電池内に残留した残留ガスにより化
学反応が行われてしまうため、これを防止すべく、発電
設備の停止時に配管内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）を充填す
ることが行われる。また、発電設備の運転を開始すると
きは上記窒素ガスを加熱しながら循環して配管等を昇温
する必要がある。これは、配管等が冷えた状態で発電設
備の運転を開始すると、燃料ガスに含まれている改質用
水蒸気が改質器１０の改質管１０ｃで冷やされて水滴と
なり、この水滴が改質管１０ｃ内の改質触媒を劣化させ
るため、これを防止する必要があるためである。
停止したときに燃料電池内に残留した残留ガスにより化
学反応が行われてしまうため、これを防止すべく、発電
設備の停止時に配管内に窒素ガス（Ｎ2 ガス）を充填す
ることが行われる。また、発電設備の運転を開始すると
きは上記窒素ガスを加熱しながら循環して配管等を昇温
する必要がある。これは、配管等が冷えた状態で発電設
備の運転を開始すると、燃料ガスに含まれている改質用
水蒸気が改質器１０の改質管１０ｃで冷やされて水滴と
なり、この水滴が改質管１０ｃ内の改質触媒を劣化させ
るため、これを防止する必要があるためである。
【０００６】そこで従来、発電設備においては、その運
転停止時に配管内に充填した上記窒素ガスを暖めながら
配管等に循環させ配管等の昇温を図るため、既存の配管
のほかに窒素ガスの循環に必要な配管を設け、窒素ガス
を循環させていた。即ち、アノードガスライン２とアノ
ード排ガスライン３との間を連通し燃料電池２０を通さ
ないバイパスライン４と、改質器１０の燃焼室１０ａに
入る燃焼用ガスライン５と上記燃焼用ガスを改質器１０
の改質管１０ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間
を連通するバイパスライン６とを設けて、改質器１０の
改質菅１０ｃ−アノードガスライン２−バイパスライン
４−アノード排ガスライン３−熱交換器５０−ガス冷却
器３０−気水分離器３２−アノードブロア４０−熱交換
器５０−燃焼用ガスライン５−バイパスライン６−燃料
ガス供給ライン１−改質器１０の閉ループ経路を形成
し、アノードブロア４０により窒素ガスを循環してい
た。尚、アノード排ガスは改質器の燃焼室で燃焼される
燃焼用ガスとして利用されるが、説明の都合上、燃料電
池２０からガス冷却器３０及び気水分離器３２を経てア
ノードブロア４０に入るまでのガスをアノード排ガス
と、又その経路をアノード排ガスライン３といい、アノ
ードブロア４０から改質器の燃焼室までのガスを燃焼用
ガス、又その経路を燃焼用ガスライン５という。
転停止時に配管内に充填した上記窒素ガスを暖めながら
配管等に循環させ配管等の昇温を図るため、既存の配管
のほかに窒素ガスの循環に必要な配管を設け、窒素ガス
を循環させていた。即ち、アノードガスライン２とアノ
ード排ガスライン３との間を連通し燃料電池２０を通さ
ないバイパスライン４と、改質器１０の燃焼室１０ａに
入る燃焼用ガスライン５と上記燃焼用ガスを改質器１０
の改質管１０ｃに供給する燃料ガス供給ライン１との間
を連通するバイパスライン６とを設けて、改質器１０の
改質菅１０ｃ−アノードガスライン２−バイパスライン
４−アノード排ガスライン３−熱交換器５０−ガス冷却
器３０−気水分離器３２−アノードブロア４０−熱交換
器５０−燃焼用ガスライン５−バイパスライン６−燃料
ガス供給ライン１−改質器１０の閉ループ経路を形成
し、アノードブロア４０により窒素ガスを循環してい
た。尚、アノード排ガスは改質器の燃焼室で燃焼される
燃焼用ガスとして利用されるが、説明の都合上、燃料電
池２０からガス冷却器３０及び気水分離器３２を経てア
ノードブロア４０に入るまでのガスをアノード排ガス
と、又その経路をアノード排ガスライン３といい、アノ
ードブロア４０から改質器の燃焼室までのガスを燃焼用
ガス、又その経路を燃焼用ガスライン５という。
【０００７】このような循環経路を循環する窒素ガス
は、改質器１０において加熱され、熱交換器５０を通っ
た後、ガス冷却器３０及び気水分離器３２を通る際に冷
却されるが、再び熱交換器５０を通るとき、ガス冷却器
３０及び気水分離器３２の上流の高温な窒素ガスとの間
で熱交換が行われて加熱された後、燃焼用ガスライン
５、バイパスライン６、燃料ガス供給ライン１を介して
改質器１０の改質管１０ｃに戻される。尚、改質器１０
においてはその燃焼室１０ａで燃料を燃焼して、改質菅
１０ｃを通る窒素ガスを加熱するようになっている。
は、改質器１０において加熱され、熱交換器５０を通っ
た後、ガス冷却器３０及び気水分離器３２を通る際に冷
却されるが、再び熱交換器５０を通るとき、ガス冷却器
３０及び気水分離器３２の上流の高温な窒素ガスとの間
で熱交換が行われて加熱された後、燃焼用ガスライン
５、バイパスライン６、燃料ガス供給ライン１を介して
改質器１０の改質管１０ｃに戻される。尚、改質器１０
においてはその燃焼室１０ａで燃料を燃焼して、改質菅
１０ｃを通る窒素ガスを加熱するようになっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記したよう
な発電設備にあっては、アノード排ガスライン３を通過
した高温の窒素ガスは熱交換器５０を経てからガス冷却
器３０及び気水分離器３２を通されるため、冷却されて
しまい、このような窒素ガスを熱交換器５０を介して燃
焼用ガス供給ライン１に供給しても、一旦冷却されてい
るため、配管の昇温速度が遅く発電設備を通常の運転に
するための時間がかかってしまっていたという問題があ
った。
な発電設備にあっては、アノード排ガスライン３を通過
した高温の窒素ガスは熱交換器５０を経てからガス冷却
器３０及び気水分離器３２を通されるため、冷却されて
しまい、このような窒素ガスを熱交換器５０を介して燃
焼用ガス供給ライン１に供給しても、一旦冷却されてい
るため、配管の昇温速度が遅く発電設備を通常の運転に
するための時間がかかってしまっていたという問題があ
った。
【０００９】本発明は、かかる問題を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明は、上記閉ルー
プ経路内を循環させる窒素ガスに水蒸気が含有されてい
ないことに着目し、ガス冷却器及び気水分離器を通すこ
となく加熱された窒素ガスが不必要に冷却されることが
ないようにし、発電設備の起動時における配管の昇温を
高速で行い、発電設備を通常の運転にするための時間を
短縮することを目的とするものである。
案されたものである。すなわち、本発明は、上記閉ルー
プ経路内を循環させる窒素ガスに水蒸気が含有されてい
ないことに着目し、ガス冷却器及び気水分離器を通すこ
となく加熱された窒素ガスが不必要に冷却されることが
ないようにし、発電設備の起動時における配管の昇温を
高速で行い、発電設備を通常の運転にするための時間を
短縮することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、燃料ガ
スを水素を含むアノードガスに改質する改質器と、前記
アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電する
燃料電池と、燃料電池を出た高温のアノード排ガスと熱
交換して改質器の燃焼室の直前の燃焼用ガスを加熱する
熱交換器と、該熱交換器で冷却されたアノード排ガスの
水分を分離するガス冷却器及び気水分離器と、該ガス冷
却器及び気水分離器で水分を分離されたアノード排ガス
を改質器の燃焼室に燃焼用ガスとして供給するためのア
ノードブロアと、を備える燃料電池発電設備の配管の昇
温方法であって、上記燃料電池をバイパスしてアノード
ガスラインとアノード排ガスラインとを連通させ、改質
器をバイパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ライ
ンとを連通させ、ガス冷却器及び気水分離器をバイパス
してガス冷却器の上流のアノード排ガスラインと気水分
離器の下流であって上記アノードブロアの上流のアノー
ド排ガスラインとを連通させ、これらバイパスラインと
既存のライン又は配管とにより閉ループを構成し、該閉
ループ内に窒素ガスを加熱しながら循環する、ことを特
徴とする燃料電池発電設備の配管の昇温方法が提供され
る。
スを水素を含むアノードガスに改質する改質器と、前記
アノードガスと酸素を含むカソードガスとから発電する
燃料電池と、燃料電池を出た高温のアノード排ガスと熱
交換して改質器の燃焼室の直前の燃焼用ガスを加熱する
熱交換器と、該熱交換器で冷却されたアノード排ガスの
水分を分離するガス冷却器及び気水分離器と、該ガス冷
却器及び気水分離器で水分を分離されたアノード排ガス
を改質器の燃焼室に燃焼用ガスとして供給するためのア
ノードブロアと、を備える燃料電池発電設備の配管の昇
温方法であって、上記燃料電池をバイパスしてアノード
ガスラインとアノード排ガスラインとを連通させ、改質
器をバイパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ライ
ンとを連通させ、ガス冷却器及び気水分離器をバイパス
してガス冷却器の上流のアノード排ガスラインと気水分
離器の下流であって上記アノードブロアの上流のアノー
ド排ガスラインとを連通させ、これらバイパスラインと
既存のライン又は配管とにより閉ループを構成し、該閉
ループ内に窒素ガスを加熱しながら循環する、ことを特
徴とする燃料電池発電設備の配管の昇温方法が提供され
る。
【００１１】更に、本発明によれば、燃料ガスを水素を
含むアノードガスに改質する改質器と、前記アノードガ
スと酸素を含むカソードガスとから発電する燃料電池
と、燃料電池を出た高温のアノード排ガスと熱交換して
燃焼用ガスを加熱する熱交換器と、該熱交換器で冷却さ
れたアノード排ガスの水分を分離するガス冷却器及び気
水分離器と、該ガス冷却器及び気水分離器で水分を分離
されたアノード排ガスを改質器の燃焼室に燃焼用ガスと
して供給するためのアノードブロアと、を備える燃料電
池発電設備の配管の昇温装置であって、上記燃料電池を
バイパスしてアノードガスラインとアノード排ガスライ
ンとを連通するバイパスラインと、改質器をバイパスし
て燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通する
バイパスラインと、ガス冷却器及び気水分離器をバイパ
スしてガス冷却器の上流のアノード排ガスラインと気水
分離器の下流であって上記アノードブロアの上流のアノ
ード排ガスラインとを連通するバイパスラインとを設
け、これらバイパスラインと既存のライン又は配管とに
より閉ループを構成した、ことを特徴とする燃料電池発
電設備の配管の昇温装置が提供される。
含むアノードガスに改質する改質器と、前記アノードガ
スと酸素を含むカソードガスとから発電する燃料電池
と、燃料電池を出た高温のアノード排ガスと熱交換して
燃焼用ガスを加熱する熱交換器と、該熱交換器で冷却さ
れたアノード排ガスの水分を分離するガス冷却器及び気
水分離器と、該ガス冷却器及び気水分離器で水分を分離
されたアノード排ガスを改質器の燃焼室に燃焼用ガスと
して供給するためのアノードブロアと、を備える燃料電
池発電設備の配管の昇温装置であって、上記燃料電池を
バイパスしてアノードガスラインとアノード排ガスライ
ンとを連通するバイパスラインと、改質器をバイパスし
て燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通する
バイパスラインと、ガス冷却器及び気水分離器をバイパ
スしてガス冷却器の上流のアノード排ガスラインと気水
分離器の下流であって上記アノードブロアの上流のアノ
ード排ガスラインとを連通するバイパスラインとを設
け、これらバイパスラインと既存のライン又は配管とに
より閉ループを構成した、ことを特徴とする燃料電池発
電設備の配管の昇温装置が提供される。
【００１２】
【作用】上記本発明によれば、ガス冷却器の上流のアノ
ード排ガスラインと気水分離器の下流であって上記アノ
ードブロアの上流のアノード排ガスラインとを連通する
ガス冷却器及び気水分離器のバイパスラインを設けたの
で、発電設備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び
循環において窒素ガスをガス冷却器及び気水分離器を通
すことなく不必要に冷却することがない。
ード排ガスラインと気水分離器の下流であって上記アノ
ードブロアの上流のアノード排ガスラインとを連通する
ガス冷却器及び気水分離器のバイパスラインを設けたの
で、発電設備の運転開始時における窒素ガスの加熱及び
循環において窒素ガスをガス冷却器及び気水分離器を通
すことなく不必要に冷却することがない。
【００１３】従って、窒素ガス循環による改質器の改質
管を含む配管の昇温を高速に行うことができ、これによ
り、発電設備を通常の運転にするための時間を短縮する
ことができる。
管を含む配管の昇温を高速に行うことができ、これによ
り、発電設備を通常の運転にするための時間を短縮する
ことができる。
【００１４】
【実施例】以下に本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、図面中、従来の発電設備と共通な
装置には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明
による方法を実施するための発電設備を示す全体構成図
である。尚、発電設備における通常の運転は上記従来例
として示した発電設備で説明した通常の運転と異なると
ころはないのでその説明は省略し、発電設備における運
転開始時の窒素ガス循環について詳細に説明する。
して説明する。なお、図面中、従来の発電設備と共通な
装置には同一の符号を付して使用する。図１は、本発明
による方法を実施するための発電設備を示す全体構成図
である。尚、発電設備における通常の運転は上記従来例
として示した発電設備で説明した通常の運転と異なると
ころはないのでその説明は省略し、発電設備における運
転開始時の窒素ガス循環について詳細に説明する。
【００１５】１１ａはアノードガスライン３の上記バイ
パスライン４との分岐点よりも下流の位置（燃料電池側
の位置）に配設された遮断弁、１１ｂはアノードガスラ
イン３の燃料電池の下流に配設された遮断弁、１２は上
記バイパスライン４の途中に配設された遮断弁であり、
これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで
切り替わるように制御される。
パスライン４との分岐点よりも下流の位置（燃料電池側
の位置）に配設された遮断弁、１１ｂはアノードガスラ
イン３の燃料電池の下流に配設された遮断弁、１２は上
記バイパスライン４の途中に配設された遮断弁であり、
これら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで
切り替わるように制御される。
【００１６】１３は燃焼用ガスライン５の上記バイパス
ライン６との分岐点よりも下流の位置（改質器側の位
置）に配設された遮断弁で、１４は上記バイパスライン
６の途中に配設された遮断弁であり、これら遮断弁は発
電設備の通常運転時と運転開始時とで切り替わるように
制御される。１５はガス冷却器３０の上流のアノード排
ガスライン３と気水分離器３２の下流であって上記アノ
ードブロア４０の上流のアノード排ガスラインとを連通
するバイパスラインである。
ライン６との分岐点よりも下流の位置（改質器側の位
置）に配設された遮断弁で、１４は上記バイパスライン
６の途中に配設された遮断弁であり、これら遮断弁は発
電設備の通常運転時と運転開始時とで切り替わるように
制御される。１５はガス冷却器３０の上流のアノード排
ガスライン３と気水分離器３２の下流であって上記アノ
ードブロア４０の上流のアノード排ガスラインとを連通
するバイパスラインである。
【００１７】１６はアノード排ガスライン４の上記バイ
パスライン１５との分岐点よりも下流の位置（ガス冷却
器３０側の位置）に配設された遮断弁で、１７は上記バ
イパスライン１５の途中に配設された遮断弁であり、こ
れら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで切
り替わるように制御される。尚、これら遮断弁は各バイ
パスラインが分岐された位置の直後に配設され、発電設
備の運転モードにより切り替わるように制御されている
が、これに限らず、各バイパスラインの分岐点に２方向
への切り替えが可能な切換弁を用い、発電設備の運転モ
ードにより切り替えるようにしてもよい。
パスライン１５との分岐点よりも下流の位置（ガス冷却
器３０側の位置）に配設された遮断弁で、１７は上記バ
イパスライン１５の途中に配設された遮断弁であり、こ
れら遮断弁は発電設備の通常運転時と運転開始時とで切
り替わるように制御される。尚、これら遮断弁は各バイ
パスラインが分岐された位置の直後に配設され、発電設
備の運転モードにより切り替わるように制御されている
が、これに限らず、各バイパスラインの分岐点に２方向
への切り替えが可能な切換弁を用い、発電設備の運転モ
ードにより切り替えるようにしてもよい。
【００１８】以上のような発電設備において、その運転
の開始に際し、窒素ガスの循環は次のようにして行なわ
れる。先ず、各遮断弁はいずれもバイパスライン側に設
けられたものが開放され、分岐点からそれぞれ燃料電
池、ガス冷却器及び改質器の燃焼室側に近い位置にある
遮断弁が閉塞される。即ち、アノードガスライン２にお
いて燃料電池２０の前後に設けられた遮断弁１１ａ、１
１ｂが閉塞され、燃料電池のバイパスライン４に設けら
れた遮断弁１２が開放されて、これにより、窒素ガスは
燃料電池には行かず燃料電池のバイパスライン４を流れ
ることとなる。
の開始に際し、窒素ガスの循環は次のようにして行なわ
れる。先ず、各遮断弁はいずれもバイパスライン側に設
けられたものが開放され、分岐点からそれぞれ燃料電
池、ガス冷却器及び改質器の燃焼室側に近い位置にある
遮断弁が閉塞される。即ち、アノードガスライン２にお
いて燃料電池２０の前後に設けられた遮断弁１１ａ、１
１ｂが閉塞され、燃料電池のバイパスライン４に設けら
れた遮断弁１２が開放されて、これにより、窒素ガスは
燃料電池には行かず燃料電池のバイパスライン４を流れ
ることとなる。
【００１９】また、アノード排ガスライン４においてガ
ス冷却器３０の直前に設けられた遮断弁１６が閉塞さ
れ、ガス冷却器３０及び気水分離器３２のバイパスライ
ン１５に設けられた遮断弁１７が開放されて、これによ
り、窒素ガスはガス冷却器３０及び気水分離器燃料電池
３２には行かず、ガス冷却器３０及び気水分離器３２の
バイパスライン１５を流れることとなる。
ス冷却器３０の直前に設けられた遮断弁１６が閉塞さ
れ、ガス冷却器３０及び気水分離器３２のバイパスライ
ン１５に設けられた遮断弁１７が開放されて、これによ
り、窒素ガスはガス冷却器３０及び気水分離器燃料電池
３２には行かず、ガス冷却器３０及び気水分離器３２の
バイパスライン１５を流れることとなる。
【００２０】更に、燃焼用ガスライン５において改質器
１０の燃焼室１０ａの直前に設けられた遮断弁１３が閉
塞され、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６
に設けられた遮断弁１４が開放されて、これにより、窒
素ガスは改質器１０の燃焼室１０ａには行かず、改質器
１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６を流れることと
なる。
１０の燃焼室１０ａの直前に設けられた遮断弁１３が閉
塞され、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６
に設けられた遮断弁１４が開放されて、これにより、窒
素ガスは改質器１０の燃焼室１０ａには行かず、改質器
１０の燃焼室１０ａのバイパスライン６を流れることと
なる。
【００２１】そして、窒素ガスはこれらバイパスライン
と既存のライン又は配管とにより以下のように閉ループ
経路を構成し、該閉ループ経路内を循環することとな
る。即ち、改質器１０の改質菅１０ｃ−アノードガスラ
イン２−バイパスライン４−アノード排ガスライン３−
熱交換器５０−バイパスライン１５−アノードブロア４
０−熱交換器５０−燃焼用ガスライン５−バイパスライ
ン６−燃料ガス供給ライン１−改質器１０の改質管１０
ｃの閉ループ経路が形成され、アノードブロア４０によ
り窒素ガスが循環される。
と既存のライン又は配管とにより以下のように閉ループ
経路を構成し、該閉ループ経路内を循環することとな
る。即ち、改質器１０の改質菅１０ｃ−アノードガスラ
イン２−バイパスライン４−アノード排ガスライン３−
熱交換器５０−バイパスライン１５−アノードブロア４
０−熱交換器５０−燃焼用ガスライン５−バイパスライ
ン６−燃料ガス供給ライン１−改質器１０の改質管１０
ｃの閉ループ経路が形成され、アノードブロア４０によ
り窒素ガスが循環される。
【００２２】ところで、このような閉ループ経路内にお
いて、先ず、窒素ガスは改質器１０の改質管１０ｃ内に
おいてその燃焼室１０ａでの燃料の燃焼により加熱さ
れ、該加熱された窒素ガスは燃料電池のバイパスライン
４を通過して、熱交換器５０に供給され、該熱交換器５
０においては後述する燃焼用ガスライン５内の窒素ガス
との間で熱交換が行われ、ガス冷却器３０及び気水分離
器３２のバイパスライン１５を流れる。このとき、窒素
ガスはガス冷却器３０及び気水分離器３２へは流れない
ので、不必要に冷却されない。
いて、先ず、窒素ガスは改質器１０の改質管１０ｃ内に
おいてその燃焼室１０ａでの燃料の燃焼により加熱さ
れ、該加熱された窒素ガスは燃料電池のバイパスライン
４を通過して、熱交換器５０に供給され、該熱交換器５
０においては後述する燃焼用ガスライン５内の窒素ガス
との間で熱交換が行われ、ガス冷却器３０及び気水分離
器３２のバイパスライン１５を流れる。このとき、窒素
ガスはガス冷却器３０及び気水分離器３２へは流れない
ので、不必要に冷却されない。
【００２３】次に、ガス冷却器３０及び気水分離器３２
のバイパスライン１５を流れた窒素ガスはアノードブロ
ア４０により圧送され、燃焼用ガスライン５及び熱交換
器５０を通過して、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパ
スライン６を経て燃料ガス供給ライン１に合流される。
のバイパスライン１５を流れた窒素ガスはアノードブロ
ア４０により圧送され、燃焼用ガスライン５及び熱交換
器５０を通過して、改質器１０の燃焼室１０ａのバイパ
スライン６を経て燃料ガス供給ライン１に合流される。
【００２４】改質器１０の改質管１０ｃで熱せられた窒
素ガスは各ラインを流れる際に徐々に冷却されるがアノ
ードブロア４０の下流において熱交換器５０により、よ
り熱源（改質器の改質管）に近い部分の窒素ガスとの間
で熱交換が行われるので再び加熱され、効率良く配管等
を昇温することができる。燃料ガス供給ライン１に合流
された窒素ガスは再び改質器１０の改質管１０ｃに供給
され、ここで、加熱されてた後上記閉ループ経路内を循
環することとなる。
素ガスは各ラインを流れる際に徐々に冷却されるがアノ
ードブロア４０の下流において熱交換器５０により、よ
り熱源（改質器の改質管）に近い部分の窒素ガスとの間
で熱交換が行われるので再び加熱され、効率良く配管等
を昇温することができる。燃料ガス供給ライン１に合流
された窒素ガスは再び改質器１０の改質管１０ｃに供給
され、ここで、加熱されてた後上記閉ループ経路内を循
環することとなる。
【００２５】
【発明の効果】従って、本発明によれば、ガス冷却器の
上流のアノード排ガスラインと気水分離器の下流であっ
て上記アノードブロアの上流のアノード排ガスラインと
を連通するガス冷却器及び気水分離器のバイパスライン
を設けたので、発電設備の運転開始時における窒素ガス
の加熱及び循環において窒素ガスをガス冷却器及び気水
分離器を通すことなく不必要に冷却することがなく、従
って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含む配管の
昇温を高速に行うことができ、これにより、発電設備を
通常の運転にするための時間を短縮することができる。
上流のアノード排ガスラインと気水分離器の下流であっ
て上記アノードブロアの上流のアノード排ガスラインと
を連通するガス冷却器及び気水分離器のバイパスライン
を設けたので、発電設備の運転開始時における窒素ガス
の加熱及び循環において窒素ガスをガス冷却器及び気水
分離器を通すことなく不必要に冷却することがなく、従
って、窒素ガス循環による改質器の改質管を含む配管の
昇温を高速に行うことができ、これにより、発電設備を
通常の運転にするための時間を短縮することができる。
【図１】本発明による方法を実施する発電設備を示す全
体構成図である。
体構成図である。
【図２】従来の発電設備を示す全体構成図である。
１ 燃料供給ライン ２ アノードガスライン ３ アノード排ガスライン ４ バイパスライン（燃料電池） ５ 燃焼用ガスライン ６ バイパスライン（改質器） ７ 空気 ８ 水分（ドレン） １０ 改質器 １０ａ 燃焼室 １０ｂ 改質室 １０ｃ 改質管 １１ａ、１１ｂ、１３、１４、１６、１７ 遮断弁 １５ バイパスライン（ガス冷却器及び気水分離器） ２０ 燃料電池 ３０ ガス冷却器 ３２ 気水分離器 ４０ アノードブロア ５０ 熱交換器
フロントページの続き (72)発明者 橋本 文朗 東京都江東区豊洲３丁目２番16号 石川島 播磨重工業株式会社豊洲総合事務所内
Claims (2)
- 【請求項１】 燃料ガスを水素を含むアノードガスに改
質する改質器と、前記アノードガスと酸素を含むカソー
ドガスとから発電する燃料電池と、燃料電池を出た高温
のアノード排ガスと熱交換して改質器の燃焼室に供給す
る燃焼用ガスを加熱する熱交換器と、該熱交換器で冷却
されたアノード排ガスの水分を分離するガス冷却器及び
気水分離器と、該ガス冷却器及び気水分離器で水分を分
離されたアノード排ガスを改質器の燃焼室に燃焼用ガス
として供給するためのアノードブロアと、を備える燃料
電池発電設備の配管の昇温方法であって、 上記燃料電池をバイパスしてアノードガスラインとアノ
ード排ガスラインとを連通させ、改質器をバイパスして
燃焼用ガスラインと燃料ガス供給ラインとを連通させ、
ガス冷却器及び気水分離器をバイパスしてガス冷却器の
上流のアノード排ガスラインと気水分離器の下流であっ
て上記アノードブロアの上流のアノード排ガスラインと
を連通させ、 これらバイパスラインと既存のライン又は配管とにより
閉ループを構成し、該閉ループ内に窒素ガスを加熱しな
がら循環する、ことを特徴とする燃料電池発電設備の配
管の昇温方法。 - 【請求項２】 燃料ガスを水素を含むアノードガスに改
質する改質器と、前記アノードガスと酸素を含むカソー
ドガスとから発電する燃料電池と、燃料電池を出た高温
のアノード排ガスと熱交換して燃焼用ガスを加熱する熱
交換器と、該熱交換器で冷却されたアノード排ガスの水
分を分離するガス冷却器及び気水分離器と、該ガス冷却
器及び気水分離器で水分を分離されたアノード排ガスを
改質器の燃焼室に燃焼用ガスとして供給するためのアノ
ードブロアと、を備える燃料電池発電設備の配管の昇温
装置であって、 上記燃料電池をバイパスしてアノードガスラインとアノ
ード排ガスラインとを連通するバイパスラインと、 改質器をバイパスして燃焼用ガスラインと燃料ガス供給
ラインとを連通するバイパスラインと、 ガス冷却器及び気水分離器をバイパスしてガス冷却器の
上流のアノード排ガスラインと気水分離器の下流であっ
て上記アノードブロアの上流のアノード排ガスラインと
を連通するバイパスラインとを設け、これらバイパスラ
インと既存のライン又は配管とにより閉ループを構成し
た、ことを特徴とする燃料電池発電設備の配管の昇温装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290978A JPH06140063A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4290978A JPH06140063A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06140063A true JPH06140063A (ja) | 1994-05-20 |
Family
ID=17762888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4290978A Pending JPH06140063A (ja) | 1992-10-29 | 1992-10-29 | 燃料電池発電設備における配管の昇温方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06140063A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002056871A (ja) * | 2000-05-30 | 2002-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池暖気装置 |
| KR20040002072A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 현대자동차주식회사 | 연료 전지 스택 시스템 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62198058A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 液冷式燃料電池の電熱供給システム |
| JPH0487263A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント |
| JPH04269460A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池プラントの昇温方法 |
-
1992
- 1992-10-29 JP JP4290978A patent/JPH06140063A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62198058A (ja) * | 1986-02-25 | 1987-09-01 | Fuji Electric Co Ltd | 液冷式燃料電池の電熱供給システム |
| JPH0487263A (ja) * | 1990-07-27 | 1992-03-19 | Hitachi Ltd | 燃料電池発電プラント |
| JPH04269460A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-25 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池プラントの昇温方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002056871A (ja) * | 2000-05-30 | 2002-02-22 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池暖気装置 |
| KR20040002072A (ko) * | 2002-06-29 | 2004-01-07 | 현대자동차주식회사 | 연료 전지 스택 시스템 |
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