JPH0828231B2 - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
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- JPH0828231B2 JPH0828231B2 JP59130010A JP13001084A JPH0828231B2 JP H0828231 B2 JPH0828231 B2 JP H0828231B2 JP 59130010 A JP59130010 A JP 59130010A JP 13001084 A JP13001084 A JP 13001084A JP H0828231 B2 JPH0828231 B2 JP H0828231B2
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- pressure
- gas line
- exhaust gas
- combustion exhaust
- fuel cell
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
- H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
- H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
-
- 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
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は燃料電池発電プラントに係り、特に改質装置
における改質効率の向上並びに寿命の長期化を図り得る
ようにした燃料電池発電プラントに関する。
における改質効率の向上並びに寿命の長期化を図り得る
ようにした燃料電池発電プラントに関する。
［発明の技術的背景とその問題点］ 近年、燃料の有しているエネルギーを直接電気的エネ
ルギーに変換するものとして燃料電池発電プラントが知
られている。この燃料電池発電プラントは通常、電解質
を挟んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成す
ると共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触さ
せ、また他方の電極の背面に空気などの酸化剤を接触さ
せ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上記電
極間から電気エネルギーを取出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取出すことができるものである。
ルギーに変換するものとして燃料電池発電プラントが知
られている。この燃料電池発電プラントは通常、電解質
を挟んで一対の多孔質電極を配置して燃料電池を構成す
ると共に、一方の電極の背面に水素などの燃料を接触さ
せ、また他方の電極の背面に空気などの酸化剤を接触さ
せ、このとき起こる電気化学的反応を利用して、上記電
極間から電気エネルギーを取出すようにしたものであ
り、上記燃料と酸化剤が供給されている限り高い変換効
率で電気エネルギーを取出すことができるものである。
第２図は、従来から考えられているこの種の燃料電池
発電プラントの構成例をブロック図にて示したものであ
る。図において１は改質装置で、内側に改質反応触媒層
２が設けられた断面環状の改質管３と、燃焼ガスライン
４および燃焼空気ライン５を通して供給される燃焼用ガ
スおよび燃焼用空気を燃焼室６で燃焼させる燃焼バーナ
ノズル７とを備えて成る。また、８は炭化水素系の原料
ガス（メタン等）に水蒸気を混合した混合ガスを供給す
るための原料ガスラインで、この混合ガスを上記改質管
３の内側に導入する。そして、上記燃焼室６での燃焼で
得られた高温加熱ガスを改質管２の外側を通過させるこ
とにより、上記原料ガスを改質ガスに改質し改質ガスラ
イン９を介して送出するようにしている。一方、10は図
示しない電解質を挟んで燃料極11および酸化剤極12の一
対の多孔質電極を配置してなる燃料電池であり、燃料極
11の背面に上記改質ガスライン９を通して供給される改
質ガスを燃料として接触させ、また酸化剤極12の背面に
空気ライン13を通して供給される空気を酸化剤として接
触させ、このとき起こる電気化学的反応を利用して各電
極11,12間から電気エネルギーを取出すようにしてい
る。そして、この燃料電池10で空気と反応した改質ガス
は燃料排ガスとして上記燃焼ガスライン４を介し、また
同じく改質ガスと反応した空気は空気排ガスとして上記
燃焼空気ライン５を介して夫々改質装置１へ供給するよ
うにしている。さらに、上記改質装置１からの燃焼排ガ
スは燃焼排ガスライン15を介しタービン16へ供給してこ
れを回転させることにより、これと同軸のコンプレッサ
17により大気中の空気を圧縮してこの圧縮空気を上記空
気ライン13へ送出するようにしている。ここで、タービ
ン16およびコンプレッサ17により空気処理装置を構成し
ている。さらにまた、図において18は原料ガスの供給流
量を調節する調節弁、19および20は上記燃料電池10への
改質ガスおよび空気の供給量を夫々調節する調節弁、21
および22は上記改質装置１への燃焼ガスおよび燃焼用空
気の供給量を夫々調節する調節弁、23は上記タービン16
への燃焼排ガス量を調節する調節弁、24は上記改質装置
１からの改質装置ガスを大気中に放出する放出弁、25は
上記燃料電池10から排出される空気排ガスを同じく大気
中に放出する放出弁である。
発電プラントの構成例をブロック図にて示したものであ
る。図において１は改質装置で、内側に改質反応触媒層
２が設けられた断面環状の改質管３と、燃焼ガスライン
４および燃焼空気ライン５を通して供給される燃焼用ガ
スおよび燃焼用空気を燃焼室６で燃焼させる燃焼バーナ
ノズル７とを備えて成る。また、８は炭化水素系の原料
ガス（メタン等）に水蒸気を混合した混合ガスを供給す
るための原料ガスラインで、この混合ガスを上記改質管
３の内側に導入する。そして、上記燃焼室６での燃焼で
得られた高温加熱ガスを改質管２の外側を通過させるこ
とにより、上記原料ガスを改質ガスに改質し改質ガスラ
イン９を介して送出するようにしている。一方、10は図
示しない電解質を挟んで燃料極11および酸化剤極12の一
対の多孔質電極を配置してなる燃料電池であり、燃料極
11の背面に上記改質ガスライン９を通して供給される改
質ガスを燃料として接触させ、また酸化剤極12の背面に
空気ライン13を通して供給される空気を酸化剤として接
触させ、このとき起こる電気化学的反応を利用して各電
極11,12間から電気エネルギーを取出すようにしてい
る。そして、この燃料電池10で空気と反応した改質ガス
は燃料排ガスとして上記燃焼ガスライン４を介し、また
同じく改質ガスと反応した空気は空気排ガスとして上記
燃焼空気ライン５を介して夫々改質装置１へ供給するよ
うにしている。さらに、上記改質装置１からの燃焼排ガ
スは燃焼排ガスライン15を介しタービン16へ供給してこ
れを回転させることにより、これと同軸のコンプレッサ
17により大気中の空気を圧縮してこの圧縮空気を上記空
気ライン13へ送出するようにしている。ここで、タービ
ン16およびコンプレッサ17により空気処理装置を構成し
ている。さらにまた、図において18は原料ガスの供給流
量を調節する調節弁、19および20は上記燃料電池10への
改質ガスおよび空気の供給量を夫々調節する調節弁、21
および22は上記改質装置１への燃焼ガスおよび燃焼用空
気の供給量を夫々調節する調節弁、23は上記タービン16
への燃焼排ガス量を調節する調節弁、24は上記改質装置
１からの改質装置ガスを大気中に放出する放出弁、25は
上記燃料電池10から排出される空気排ガスを同じく大気
中に放出する放出弁である。
さてかかる燃料電池発電プラントにおいて、燃料電池
10はその燃料極11と酸化剤極12相互間の差圧が大きくな
ると破損することから、夫々の圧力を検出して調節弁1
9,20の開閉により制御するようにしている。そして、調
節弁19を急激に閉制御すると改質ガスライン９の圧力が
上昇するため、調節弁24を開放して改質ガスライン９の
改質ガスを外部へ放出するようにしている。一方、改質
装置１は高温で使用するため、できる限り改質管３の外
側と内側との差圧を常に小さくしないと破損して高温で
の寿命が短くなる。そこで、かかる大きな差圧が生じて
も管破壊を起こさないようにするには改質管３の管壁厚
さを厚くすればよいが、この管壁厚さを厚くするとその
分だけ管外部から改質管３への伝熱特性が低下して改質
効率が悪くなる。そして、上記で改質管３の外側と内側
との間に大きな差圧が発生する原因としては、次のよう
な２つのケースが考えられる。
10はその燃料極11と酸化剤極12相互間の差圧が大きくな
ると破損することから、夫々の圧力を検出して調節弁1
9,20の開閉により制御するようにしている。そして、調
節弁19を急激に閉制御すると改質ガスライン９の圧力が
上昇するため、調節弁24を開放して改質ガスライン９の
改質ガスを外部へ放出するようにしている。一方、改質
装置１は高温で使用するため、できる限り改質管３の外
側と内側との差圧を常に小さくしないと破損して高温で
の寿命が短くなる。そこで、かかる大きな差圧が生じて
も管破壊を起こさないようにするには改質管３の管壁厚
さを厚くすればよいが、この管壁厚さを厚くするとその
分だけ管外部から改質管３への伝熱特性が低下して改質
効率が悪くなる。そして、上記で改質管３の外側と内側
との間に大きな差圧が発生する原因としては、次のよう
な２つのケースが考えられる。
（ａ）調節弁19が開、調節弁24が閉で改質管３の内圧つ
まり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁23が閉じて
いて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン15の圧力が
高くなる場合 （ｂ）調節弁19および調節弁24が共に閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁23が
開、調節弁21,22が閉で改質管３の外圧つまり燃焼排ガ
スライン15の圧力が零になる場合 この２つのケースによって、改質壁３には大きな内圧
あるいは外圧がかかることになる。そして、実際のプラ
ントで実験を行なった結果、調節弁の開閉切換を行なう
過渡時の減少として瞬間的ではあるが上記のような状態
が発生することが明らかとなっている。また、各調節弁
の制御は自動的に行なわれるが、これらの弁の故障によ
って定常的に相当長時間にわたって改質管３の圧力をか
けることがありうることから、上記のような問題は避け
られ状況にあるのが現状である。
まり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁23が閉じて
いて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン15の圧力が
高くなる場合 （ｂ）調節弁19および調節弁24が共に閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁23が
開、調節弁21,22が閉で改質管３の外圧つまり燃焼排ガ
スライン15の圧力が零になる場合 この２つのケースによって、改質壁３には大きな内圧
あるいは外圧がかかることになる。そして、実際のプラ
ントで実験を行なった結果、調節弁の開閉切換を行なう
過渡時の減少として瞬間的ではあるが上記のような状態
が発生することが明らかとなっている。また、各調節弁
の制御は自動的に行なわれるが、これらの弁の故障によ
って定常的に相当長時間にわたって改質管３の圧力をか
けることがありうることから、上記のような問題は避け
られ状況にあるのが現状である。
［発明の目的］ 本発明は上記のような問題を解決するために成された
もので、その目的は改質管に大きな内外差圧をかけない
ようにして管破壊を防止して寿命を長くすると共に、改
質管への伝熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を
行なうことが可能な改質装置を備えた燃料電池発電プラ
ントを提供することにある。
もので、その目的は改質管に大きな内外差圧をかけない
ようにして管破壊を防止して寿命を長くすると共に、改
質管への伝熱特性を向上させて極めて効率の良い改質を
行なうことが可能な改質装置を備えた燃料電池発電プラ
ントを提供することにある。
［発明の概要］ 本発明は上記の目的を達成するため、改質管の内側に
原料ガスを導入すると共に、前記改質管の外側に高温加
熱ガスを通過させることにより前記原料ガスを改質して
その改質ガスを改質ガスラインを介して燃料電池本体側
へ送出し、且つこの燃料電池本体で発電に使用した後の
排出ガスを改質器の加熱燃焼器で燃焼させ、この燃焼排
ガスを改質器から燃焼排ガスラインを介して排出する燃
料電池発電プラントにおいて、前記改質ガスラインより
導入される改質ガス圧力と前記燃焼排ガスラインより導
入される燃焼排ガス圧力の差圧で動作し、且つ燃焼排ガ
スライン圧力の方が改質ガスライン圧力より所定差圧以
上高くなると燃焼排ガスラインの圧力流体を放出する第
１の安全弁装置及び逆に改質ガスライン圧力の方が燃焼
排ガスラインの圧力より所定差圧以上高くなると改質ガ
スラインの圧力流体を放出する第２の安全弁装置とをそ
れぞれ設ける構成としたものである。
原料ガスを導入すると共に、前記改質管の外側に高温加
熱ガスを通過させることにより前記原料ガスを改質して
その改質ガスを改質ガスラインを介して燃料電池本体側
へ送出し、且つこの燃料電池本体で発電に使用した後の
排出ガスを改質器の加熱燃焼器で燃焼させ、この燃焼排
ガスを改質器から燃焼排ガスラインを介して排出する燃
料電池発電プラントにおいて、前記改質ガスラインより
導入される改質ガス圧力と前記燃焼排ガスラインより導
入される燃焼排ガス圧力の差圧で動作し、且つ燃焼排ガ
スライン圧力の方が改質ガスライン圧力より所定差圧以
上高くなると燃焼排ガスラインの圧力流体を放出する第
１の安全弁装置及び逆に改質ガスライン圧力の方が燃焼
排ガスラインの圧力より所定差圧以上高くなると改質ガ
スラインの圧力流体を放出する第２の安全弁装置とをそ
れぞれ設ける構成としたものである。
［発明の実施例］ 以下、本発明を図面に示す一実施例について説明す
る。第１図は、本発明による構成例を図にて示したもの
で、第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。つま
り、第１図は前記第２図における改質ガスライン９と燃
焼排ガスライン15とを結ぶライン上に、上記燃焼排ガス
ライン15の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差
圧以上高くなるとその間動作して、上記燃焼排ガスライ
ン15の燃焼排ガスを外部に放出する第１のガス放出手
段、例えば第１の安全弁装置26と、上記改質ガスライン
９の圧力が燃焼排ガスライン15の圧力よりも規定差圧以
上高くなるとその間動作して、上記改質ガスライン９の
改質ガスを外部に放出する第２のガス放出手段、例えば
第２の安全弁装置27とを設けるようにしたものである。
る。第１図は、本発明による構成例を図にて示したもの
で、第２図と同一部分には同一符号を付してその説明を
省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる。つま
り、第１図は前記第２図における改質ガスライン９と燃
焼排ガスライン15とを結ぶライン上に、上記燃焼排ガス
ライン15の圧力が改質ガスライン９の圧力よりも規定差
圧以上高くなるとその間動作して、上記燃焼排ガスライ
ン15の燃焼排ガスを外部に放出する第１のガス放出手
段、例えば第１の安全弁装置26と、上記改質ガスライン
９の圧力が燃焼排ガスライン15の圧力よりも規定差圧以
上高くなるとその間動作して、上記改質ガスライン９の
改質ガスを外部に放出する第２のガス放出手段、例えば
第２の安全弁装置27とを設けるようにしたものである。
ここで、第１および第２の各安全弁装置26および27
は、次のように同一構成となっている。つまり、図にお
いて28は弁体で、この弁体28は弁軸29に取付けられ上下
の圧力を受けるダイヤフラムによって上下動可能なよう
に軸受け30によりガイドされている。さらに上部ダイヤ
フラム31には、上部圧力室32の圧力とこれに加えて同室
内に設けたスプリング33によって弁体28が下方に押しつ
けられ、また、下部ダイヤフラム34は、下部圧力室35の
圧力を受けて上記弁軸29を上方に押し上げる構成として
いる。なおこの場合、スプリング33の押付け力の大きさ
を調節することによって、上記規定差圧の大きさを任意
に変更し得るようになっている。そして、かかる構成の
第１の安全弁装置26をその上部圧力室32が上記改質ガス
ライン９に、かつその下部圧力室35が上記燃焼排ガスラ
イン15に夫々通ずるように設けると共に、第２の安全弁
装置27をその上部圧力室32が上記燃焼排ガスライン15
に、かつその下部圧力室35が上記改質ガスライン９に夫
々通ずるように設けている。
は、次のように同一構成となっている。つまり、図にお
いて28は弁体で、この弁体28は弁軸29に取付けられ上下
の圧力を受けるダイヤフラムによって上下動可能なよう
に軸受け30によりガイドされている。さらに上部ダイヤ
フラム31には、上部圧力室32の圧力とこれに加えて同室
内に設けたスプリング33によって弁体28が下方に押しつ
けられ、また、下部ダイヤフラム34は、下部圧力室35の
圧力を受けて上記弁軸29を上方に押し上げる構成として
いる。なおこの場合、スプリング33の押付け力の大きさ
を調節することによって、上記規定差圧の大きさを任意
に変更し得るようになっている。そして、かかる構成の
第１の安全弁装置26をその上部圧力室32が上記改質ガス
ライン９に、かつその下部圧力室35が上記燃焼排ガスラ
イン15に夫々通ずるように設けると共に、第２の安全弁
装置27をその上部圧力室32が上記燃焼排ガスライン15
に、かつその下部圧力室35が上記改質ガスライン９に夫
々通ずるように設けている。
かかる構成の燃料電池発電システムにおいて、第１お
よび第２の安全弁装置26および27は、夫々上部圧力室32
の内部にスプリング33が設けてあるため、この押す力以
上に下部圧力室35の圧力が上部圧力室32の圧力より規定
差圧より高くなると、その間弁体28が開口して下部圧力
室35内のガスが排出されることになる。よって、前述し
たような調節弁の開閉制御により例えば、まず （ａ）調節弁19が開、調節弁24が閉で改質管３の内圧つ
まり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁23が閉じて
いて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン15の圧力が
規定差圧以上に高くなったような場合には、その間第１
の安全弁装置26が動作して弁体28を開き、上記燃焼排ガ
スライン15の燃焼排ガスが外部に放出されることにな
る。また、 （ｂ）調節弁19および調節弁24が共に閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁23が
開、調節弁21,22が閉で改質管３の外圧つまり燃焼排ガ
スライン15の圧力が零になったような場合には、その間
第２の安全弁装置27が動作して弁体28を開き、上記改質
ガスライン９の改質ガスが外部に放出されることにな
る。
よび第２の安全弁装置26および27は、夫々上部圧力室32
の内部にスプリング33が設けてあるため、この押す力以
上に下部圧力室35の圧力が上部圧力室32の圧力より規定
差圧より高くなると、その間弁体28が開口して下部圧力
室35内のガスが排出されることになる。よって、前述し
たような調節弁の開閉制御により例えば、まず （ａ）調節弁19が開、調節弁24が閉で改質管３の内圧つ
まり改質ガスライン９の圧力が零となり、弁23が閉じて
いて改質管３の外圧つまり燃焼排ガスライン15の圧力が
規定差圧以上に高くなったような場合には、その間第１
の安全弁装置26が動作して弁体28を開き、上記燃焼排ガ
スライン15の燃焼排ガスが外部に放出されることにな
る。また、 （ｂ）調節弁19および調節弁24が共に閉で改質管３の内
圧つまり改質ガスライン９の圧力が高く、調節弁23が
開、調節弁21,22が閉で改質管３の外圧つまり燃焼排ガ
スライン15の圧力が零になったような場合には、その間
第２の安全弁装置27が動作して弁体28を開き、上記改質
ガスライン９の改質ガスが外部に放出されることにな
る。
上述したように本実施例の燃料電池発電システムはタ
ービン16およびコンプレッサ17から成り大気中の空気を
圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反
応触媒層２が設けられた改質管３の内側に原料ガスおよ
び水蒸気の混合ガスを導入すると共に、上記改質管３の
外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６の燃焼バ
ーナノズル７により燃焼して得られた高温加熱ガスを通
過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改質し、
かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排ガスラ
イン15を介し上記空気処理装置へその駆動源として排出
する改質装置１と、この改質装置１で得られた改質ガス
を改質ガスライン９を介し燃料として燃料極11に導入す
ると共に上記空気処理装置で得られた圧縮空気を酸化剤
として酸化剤極12に導入し、これらを電気化学的に反応
させて発電を行ない、かつこの発電に使用した後の燃料
および酸化剤を上記改質装置への燃焼用ガスおよび燃焼
用空気として夫々排出する燃料電池10と、上記改質ガス
ライン９と燃焼排ガスライン15とを結ぶライン上に設け
られ、かつ上記燃焼排ガスライン15の圧力が改質ガスラ
イン９の圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
して上記燃焼排ガスライン15の燃焼排ガスを外部に放出
する第１の安全弁装置26と、上記改質ガスライン９と燃
焼排ガスライン15とを結ぶライン上に設けられ、かつ上
記改質ガスライン９の圧力が燃焼排ガスライン15の圧力
よりも規定差圧以上高くなるとその間動作して上記改質
ガスライン９の改質ガスを外部に放出する第２の安全装
置27とから構成するようにしたものである。
ービン16およびコンプレッサ17から成り大気中の空気を
圧縮して圧縮空気を得る空気処理装置と、内部に改質反
応触媒層２が設けられた改質管３の内側に原料ガスおよ
び水蒸気の混合ガスを導入すると共に、上記改質管３の
外側に燃焼用ガスおよび燃焼用空気を燃焼室６の燃焼バ
ーナノズル７により燃焼して得られた高温加熱ガスを通
過させることにより上記混合ガスを改質ガスに改質し、
かつこの改質に使用した後の燃焼排ガスを燃焼排ガスラ
イン15を介し上記空気処理装置へその駆動源として排出
する改質装置１と、この改質装置１で得られた改質ガス
を改質ガスライン９を介し燃料として燃料極11に導入す
ると共に上記空気処理装置で得られた圧縮空気を酸化剤
として酸化剤極12に導入し、これらを電気化学的に反応
させて発電を行ない、かつこの発電に使用した後の燃料
および酸化剤を上記改質装置への燃焼用ガスおよび燃焼
用空気として夫々排出する燃料電池10と、上記改質ガス
ライン９と燃焼排ガスライン15とを結ぶライン上に設け
られ、かつ上記燃焼排ガスライン15の圧力が改質ガスラ
イン９の圧力よりも規定差圧以上高くなるとその間動作
して上記燃焼排ガスライン15の燃焼排ガスを外部に放出
する第１の安全弁装置26と、上記改質ガスライン９と燃
焼排ガスライン15とを結ぶライン上に設けられ、かつ上
記改質ガスライン９の圧力が燃焼排ガスライン15の圧力
よりも規定差圧以上高くなるとその間動作して上記改質
ガスライン９の改質ガスを外部に放出する第２の安全装
置27とから構成するようにしたものである。
したがって、前述したような調節弁の開閉制御による
過渡時において改質装置１の改質管３の外側と内側との
差圧が規定差圧よりも高なったような場合には、その間
改質ガスライン９または燃焼排ガスライン15のうちの高
い方のラインのガスを外部へ放出することにより、改質
管３に大きな内外差圧をかけないようにして管破壊を防
止し、高温で使用する改質装置１の寿命を長くすること
が可能となる。また、改質管３に大きな内外差圧がかか
らないことから改質管３の管壁の厚さを薄くすることが
でき、もって管外部から改質管３への伝熱特性を向上さ
せて改質効率を高めることが可能となり、極めて信頼性
の高い燃料電池発電プラント９を得ることができる。
過渡時において改質装置１の改質管３の外側と内側との
差圧が規定差圧よりも高なったような場合には、その間
改質ガスライン９または燃焼排ガスライン15のうちの高
い方のラインのガスを外部へ放出することにより、改質
管３に大きな内外差圧をかけないようにして管破壊を防
止し、高温で使用する改質装置１の寿命を長くすること
が可能となる。また、改質管３に大きな内外差圧がかか
らないことから改質管３の管壁の厚さを薄くすることが
でき、もって管外部から改質管３への伝熱特性を向上さ
せて改質効率を高めることが可能となり、極めて信頼性
の高い燃料電池発電プラント９を得ることができる。
尚、上記実施例では安全弁装置として第１および第２
の２つの安全弁装置26および27を設けたが、これに限ら
ずこれらのうちのいずれか一方のみを設けるようにして
もよいものである。
の２つの安全弁装置26および27を設けたが、これに限ら
ずこれらのうちのいずれか一方のみを設けるようにして
もよいものである。
［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、改質ガスライン
より導入される改質ガス圧力と前記燃焼排ガスラインよ
り導入される燃焼排ガス圧力の差圧で動作し、且つ燃焼
排ガスライン圧力の方が改質ガスライン圧力より所定差
圧以上高くなると燃焼排ガスラインの圧力流体を放出す
る第１の安全弁装置および逆に改質ガスライン圧力の方
が燃焼排ガスラインの圧力よりも所定差圧以上高くなる
と改質ガスラインの圧力流体を放出する第２の安全弁装
置とをそれぞれ設けるようにしたので、改質管に大きな
内外差圧が加わることがなく、管破壊を防止して寿命を
長くすることができると共に、改質管への伝熱特性を向
上させて極めて効率のよい改質を行うことが可能な改質
装置を備えた燃料電池発電プラントを提供できる。
より導入される改質ガス圧力と前記燃焼排ガスラインよ
り導入される燃焼排ガス圧力の差圧で動作し、且つ燃焼
排ガスライン圧力の方が改質ガスライン圧力より所定差
圧以上高くなると燃焼排ガスラインの圧力流体を放出す
る第１の安全弁装置および逆に改質ガスライン圧力の方
が燃焼排ガスラインの圧力よりも所定差圧以上高くなる
と改質ガスラインの圧力流体を放出する第２の安全弁装
置とをそれぞれ設けるようにしたので、改質管に大きな
内外差圧が加わることがなく、管破壊を防止して寿命を
長くすることができると共に、改質管への伝熱特性を向
上させて極めて効率のよい改質を行うことが可能な改質
装置を備えた燃料電池発電プラントを提供できる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック構成図、第２
図は従来の燃料電池発電プラントを示すブロック構成図
である。 １……改質装置、２……改質反応触媒層、３……改質
管、４……燃焼ガスライン、５……燃焼空気ライン、６
……燃焼室、７……燃焼バーナノズル、８……原料ガス
ライン、９……改質装置ガスライン、10……燃料電池、
11……燃料極、12……酸化剤極、13……空気ライン、15
……燃焼排ガスライン、16……タービン、17……コンプ
レッサ、18〜23……調節弁、24,25……放出弁、26,27…
…安全弁装置、28……弁体、29……弁軸、30……軸受
け、31,34……ダイヤフラム、32……上部圧力室、33…
…スプリング、35……下部圧力室。
図は従来の燃料電池発電プラントを示すブロック構成図
である。 １……改質装置、２……改質反応触媒層、３……改質
管、４……燃焼ガスライン、５……燃焼空気ライン、６
……燃焼室、７……燃焼バーナノズル、８……原料ガス
ライン、９……改質装置ガスライン、10……燃料電池、
11……燃料極、12……酸化剤極、13……空気ライン、15
……燃焼排ガスライン、16……タービン、17……コンプ
レッサ、18〜23……調節弁、24,25……放出弁、26,27…
…安全弁装置、28……弁体、29……弁軸、30……軸受
け、31,34……ダイヤフラム、32……上部圧力室、33…
…スプリング、35……下部圧力室。
Claims (1)
- 【請求項１】改質管の内側に原料ガスを導入すると共
に、前記改質管の外側に高温加熱ガスを通過させること
により前記原料ガスを改質してその改質ガスを改質ガス
ラインを介して燃料電池本体側へ送出し、且つこの燃料
電池本体で発電に使用した後の排出ガスを改質器の加熱
燃焼器で燃焼させ、この燃焼排ガスを改質器から燃焼排
ガスラインを介して排出する燃料電池発電プラントにお
いて、前記改質ガスラインより導入される改質ガス圧力
と前記燃焼排ガスラインより導入される燃焼排ガス圧力
の差圧で動作し、且つ燃焼排ガスライン圧力の方が改質
ガスライン圧力より所定差圧以上高くなると燃焼排ガス
ラインの圧力流体を放出する第１の安全弁装置および逆
に改質ガスライン圧力の方が燃焼排ガスラインの圧力よ
り所定差圧以上高くなると改質ガスラインの圧力流体を
放出する第２の安全弁装置とをそれぞれ設けたことを特
徴とする燃料電池発電プラント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130010A JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59130010A JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6110876A JPS6110876A (ja) | 1986-01-18 |
| JPH0828231B2 true JPH0828231B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=15023914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59130010A Expired - Lifetime JPH0828231B2 (ja) | 1984-06-26 | 1984-06-26 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828231B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH088521Y2 (ja) * | 1988-10-27 | 1996-03-06 | 石川島播磨重工業株式会社 | 燃料電池の差圧コントロール装置 |
| JPH09213354A (ja) * | 1996-02-01 | 1997-08-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電設備 |
| US6979503B2 (en) * | 2003-04-04 | 2005-12-27 | Texaco Inc. | Method and apparatus for burst disk identification |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0637281B2 (ja) * | 1984-03-31 | 1994-05-18 | 株式会社東芝 | 燃料改質装置 |
-
1984
- 1984-06-26 JP JP59130010A patent/JPH0828231B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6110876A (ja) | 1986-01-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |