JPH10106598A - 燃料電池用改質器の差圧制御方法 - Google Patents

燃料電池用改質器の差圧制御方法

Info

Publication number
JPH10106598A
JPH10106598A JP8252647A JP25264796A JPH10106598A JP H10106598 A JPH10106598 A JP H10106598A JP 8252647 A JP8252647 A JP 8252647A JP 25264796 A JP25264796 A JP 25264796A JP H10106598 A JPH10106598 A JP H10106598A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
reformer
gas
combustion chamber
fuel cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8252647A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoaki Miura
智亮 三浦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd filed Critical Ishikawajima Harima Heavy Industries Co Ltd
Priority to JP8252647A priority Critical patent/JPH10106598A/ja
Publication of JPH10106598A publication Critical patent/JPH10106598A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Landscapes

  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 改質管の内外差圧を過大にすることなく、燃
料電池発電設備の起動・停止ができる燃料電池用改質器
の差圧制御方法を提供する。 【解決手段】 タービン圧縮機7の起動に先立って先行
的に改質器反応側圧力P3を規定圧力まで高めておき、
その圧力到達後にタービン圧縮機を起動する。特に、改
質器反応側圧力の昇圧をタービン圧縮機用油ポンプ7d
の起動と同時に行うのがよい。また、改質器8の燃焼室
圧力P2と改質器用の燃料ガス圧力P1とをそれぞれ検
出し、起動時には燃焼室圧力を所定の規定圧力に設定
し、燃料圧力が燃焼室圧力より大きい場合には、燃料ガ
ス4を大気放出して減圧する。更に、改質器の燃焼室圧
力P2と改質ガス圧力P3とをそれぞれ検出してその差
圧を演算し、燃焼室圧力が高い場合には燃焼排ガス5を
大気放出して減圧し、改質ガス圧力が高いときには改質
ガス2を大気放出して減圧する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、燃料電池用改質器の差
圧制御方法に関する。
【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。図3は、かかる燃料電池用改質器の試験装置
の概略図である。この図において、8は、燃料ガス1を
水素を含むアノードガス2に改質する改質器であり、こ
の改質器8内には内部に改質触媒を充填した改質管8a
が内蔵されている。また、改質管8aの外側には燃料ガ
ス4と空気6が供給され、燃料ガス4を燃焼させて改質
管8aを外部から加熱するようになっている。かかる改
質器8により改質管8aを加熱し管内の燃料ガス1を改
質することができる。
【0003】図4は、上述した改質器を用いた燃料電池
発電設備(以下、単に燃料電池発電設備という)の模式
図である。この図に示すように燃料電池発電設備は、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8と、アノードガス2と酸素を含むカソー
ドガス3とから発電する燃料電池9とを備えており、改
質器8で作られたアノードガス2は燃料電池9に供給さ
れ、燃料電池8のアノード側Aでその大部分(例えば8
0%)を消費した後、アノード排ガス4として改質器の
燃焼室に循環供給される。改質器8ではアノード排ガス
中の可燃成分(水素、一酸化炭素、メタン等)が燃焼
し、高温の燃焼ガスにより改質管8aを加熱し管内の燃
料ガス1を改質する。改質器8の燃焼室を出た燃焼排ガ
ス5は加圧空気6と合流してカソードガス3となり、燃
料電池8のカソード側Cに供給される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した燃料電池発電
設備の起動・停止時には、改質器8に加圧空気6を供給
するタービン圧縮機7を起動・停止させる必要がある。
しかし、その場合、改質器8の反応管(改質管8a)の
内外差圧が過大となり、改質器に損傷を与える可能性が
ある。
【0005】すなわち、タービン圧縮機7の起動時にお
いては、数秒から数十秒で吐出圧力が規定値(3〜5a
ta)に到達し、これに伴い、空気ライン6に連結され
た改質器の燃焼側圧力(改質燃焼室ガス圧力)も同様に
上昇する。これに対して、改質器反応側圧力(改質器出
口改質ガス圧力)の昇圧は系統に接続された窒素ライン
の窒素供給能力によるため、ケタ違いに時間がかかり、
相対的に昇圧速度が遅く、その結果改質器の反応管内外
差圧が過大となることがあった。
【0006】本発明は上述した問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の目的は、改
質管の内外差圧を過大にすることなく、燃料電池発電設
備の起動・停止ができる燃料電池用改質器の差圧制御方
法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、タービ
ン圧縮機の起動に先立って先行的に改質器反応側圧力を
規定圧力まで高めておき、その圧力到達後にタービン圧
縮機を起動する、ことを特徴とする燃料電池用改質器の
差圧制御方法が提供される。本発明の好ましい実施形態
によれば、前記改質器反応側圧力の昇圧は、タービン圧
縮機用油ポンプ起動と同時に行う。
【0008】上記本発明の方法により、窒素ラインの窒
素供給能力の低い場合でも、予め改質器反応側圧力を規
定圧力(例えば2ata)まで高めておくので、タービ
ン圧縮機を起動後,短時間(数秒から数十秒)に吐出圧
力が規定値(3〜5ata)に到達し、これに伴い改質
器の燃焼側圧力がも同様に上昇しても、発生する差圧は
反応側の予圧分小さくなり、反応管内外差圧を許容範囲
内に収めることができる。
【0009】また、改質器の燃焼室圧力と改質器用の燃
料ガス圧力とをそれぞれ検出し、起動時には燃焼室圧力
を所定の規定圧力に設定し、燃料圧力が燃焼室圧力より
大きい場合には、燃料ガスを大気放出して減圧する。こ
の方法により、燃焼室圧力を起動時には規定圧力(例え
ば2ata)に、その後は燃料ガス圧力と同圧に制御す
ることができる。
【0010】更に、改質器の燃焼室圧力と改質ガス圧力
とをそれぞれ検出してその差圧を演算し、燃焼室圧力が
高い場合には燃焼排ガスを大気放出して減圧し、改質ガ
ス圧力が高いときには改質ガスを大気放出して減圧す
る。この方法により、燃焼室圧力と改質ガス圧力のいず
れかの減圧により、圧力を互いに近づけることができ
る。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。なお、各図において、共通
する部分には同一の符号を付して使用する。図1は、本
発明による燃料電池発電設備の構成図である。この図に
おいて、本発明の燃料電池発電設備10は、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8と、ア
ノードガス2と酸素を含むカソードガス3とから発電す
る燃料電池9とを備え、燃料電池9のアノード側Aを出
たアノード排ガス4をアノードブロア11により改質器
8の燃焼室に供給し、改質器8でアノード排ガス4中の
可燃成分を燃焼し、燃焼排ガス5をカソードガス3に供
給するようになっている。また、タービン圧縮機7を備
え、改質器8及び燃料電池9のカソード側に加圧空気6
を供給するようになっている。かかる構成は、図4に示
した従来の燃料電池発電設備と同様である。
【0012】図1において、タービン圧縮機7は、ター
ビン7a、圧縮機7b、電動機7c、及び油ポンプ7d
からなる。油ポンプ7dは、タービン圧縮機7の軸受に
潤滑油を供給するようになっている。更に、図1の燃料
電池発電設備10は、圧力検出器12a,12b,12
c、放出制御弁14a,14b,14c、制御ユニット
16a,16b,16cを備えている。
【0013】圧力検出器12aは、改質器8に供給され
るアノード排ガス4の圧力P1、すなわちアノードブロ
ア11により昇圧後の圧力を検出するようになってい
る。また、圧力検出器12b,12cは、それぞれ燃焼
排ガス5とアノードガス2の圧力P2,P3を検出する
ようになっている。圧力検出器12b,12cは、それ
ぞれ改質器8の燃焼室と改質管から出た直後の圧力を検
出するのがよい。
【0014】放出制御弁14a,14b,14cは、そ
れぞれアノードブロア11により昇圧後のアノード排ガ
ス4、燃焼排ガス5、及びアノードガス2を放出するよ
うになっている。なお、放出したガスは、発電設備にお
ける低圧部分、又はフレアスタック等に供給するように
なっている。
【0015】図2は、起動時の圧力変化を示す図であ
る。この図において、(A)は従来例、(B)は本発明
の方法の場合を示している。この図において、S,S2
はタービン圧縮機7の起動時であり、S1は油ポンプ7
dの起動時でありΔPは、差圧の許容範囲を示してい
る。上述した本発明の方法によれば、タービン圧縮機7
の起動に先立って先行的に改質器反応側圧力を規定圧力
(例えば2ata)まで高めておき、その圧力到達後に
タービン圧縮機を起動する。すなわち、図2(B)に示
すように、制御ユニット16aにより、改質器反応側圧
力P3の昇圧を、タービン圧縮機用油ポンプ7dの起動
と同時に行い(時点S1)、かつ制御ユニット16bに
より、改質器8の燃焼室圧力P2と改質器用の燃料ガス
4の圧力P1とをそれぞれ圧力検出器12a,12bで
検出し、起動時には燃焼室圧力P2を所定の規定圧力
(例えば2ata)に設定し、圧力検出器12aで検出
した燃料圧力P1が燃焼室圧力P2より大きい場合に
は、燃料ガス4を大気放出して燃料圧力P1を減圧す
る。この方法により、タービン圧縮機7の起動(時点S
1)に先立って先行的に改質器反応側圧力P2を規定圧
力(例えば2ata)まで高めることができ、図2
(B)に模式的に示すように、窒素ラインの窒素供給能
力の低い場合でも、タービン圧縮機7を起動後,短時間
(数秒から数十秒)に吐出圧力が規定値(3〜5at
a)に到達し、これに伴い改質器の燃焼側圧力P2が同
様に上昇しても、発生する差圧は反応側の予圧分小さく
なり、反応管内外差圧を許容範囲内に収めることがで
き、かつ燃焼室圧力P2を起動時には規定圧力(例えば
2ata)に、その後は燃料ガス圧力と同圧に制御する
ことができる。
【0016】図1の制御ユニット16cにより、改質器
8の燃焼室圧力P2と改質ガス圧力P3とをそれぞれ検
出してその差圧(=P2−P3)を演算し、燃焼室圧力
P2が高い場合には燃焼排ガス5を大気放出して燃焼室
圧力P2を減圧し、改質ガス圧力P3が高いときには改
質ガス2を大気放出して改質ガス圧力P3を減圧する。
この方法により、燃焼室圧力P2と改質ガス圧力P3の
いずれかの減圧により、圧力を互いに近づけることがで
き、起動後の反応管内外差圧を常時許容範囲内に収める
ことができる。
【0017】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できる
ことは勿論である。また、上述した説明は、燃料電池の
起動時について主に説明したが、停止時にも同様に適用
することができる。
【0018】
【発明の効果】上述したように本発明の燃料電池用改質
器の差圧制御方法は、改質管の内外差圧を過大にするこ
となく、燃料電池発電設備の起動・停止ができる、等の
優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による燃料電池発電設備の構成図であ
る。
【図2】起動時の圧力変化を示す図である。
【図3】燃料電池用改質器の試験装置の概略図である。
【図4】従来の燃料電池発電設備の模式図である。
【符号の説明】
1 燃料ガス 2 アノードガス 3 カソードガス 4 アノード排ガス 4a 放出ライン 5 燃料排ガス 6 加圧空気 7 タービン圧縮機 7a タービン 7b 圧縮機 7c 電動機 7d 油ポンプ 8 改質器 8a 改質管(反応管) 9 燃料電池 10 燃料電池発電設備 11 アノードブロア 12a,12b,12c 圧力検出器 14a,14b,14c 放出制御弁 16a,16b,16c 制御ユニット

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 タービン圧縮機の起動に先立って先行的
    に改質器反応側圧力を規定圧力まで高めておき、その圧
    力到達後にタービン圧縮機を起動する、ことを特徴とす
    る燃料電池用改質器の差圧制御方法。
  2. 【請求項2】 前記改質器反応側圧力の昇圧は、タービ
    ン圧縮機用油ポンプ起動と同時に行う、ことを特徴とす
    る請求項1に記載の燃料電池用改質器の差圧制御方法。
  3. 【請求項3】 改質器の燃焼室圧力P2と改質器用の燃
    料ガス圧力P1とをそれぞれ検出し、起動時には燃焼室
    圧力を所定の規定圧力に設定し、燃料圧力が燃焼室圧力
    より大きい場合には、燃料ガスを大気放出して減圧す
    る、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用改質
    器の差圧制御方法。
  4. 【請求項4】 改質器の燃焼室圧力P2と改質ガス圧力
    P3とをそれぞれ検出してその差圧を演算し、燃焼室圧
    力が高い場合には燃焼排ガスを大気放出して減圧し、改
    質ガス圧力が高いときには改質ガスを大気放出して減圧
    する、ことを特徴とする請求項1に記載の燃料電池用改
    質器の差圧制御方法。
JP8252647A 1996-09-25 1996-09-25 燃料電池用改質器の差圧制御方法 Pending JPH10106598A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8252647A JPH10106598A (ja) 1996-09-25 1996-09-25 燃料電池用改質器の差圧制御方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8252647A JPH10106598A (ja) 1996-09-25 1996-09-25 燃料電池用改質器の差圧制御方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10106598A true JPH10106598A (ja) 1998-04-24

Family

ID=17240271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8252647A Pending JPH10106598A (ja) 1996-09-25 1996-09-25 燃料電池用改質器の差圧制御方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10106598A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10127600A1 (de) * 2001-05-31 2002-12-12 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem
JP2007265651A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Casio Comput Co Ltd 燃料電池型発電装置
CN103115126A (zh) * 2013-02-04 2013-05-22 中国长安汽车集团股份有限公司四川建安车桥分公司 驱动桥液力减速差速器
US8980489B2 (en) 2006-03-27 2015-03-17 Casio Computer Co., Ltd. Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10127600A1 (de) * 2001-05-31 2002-12-12 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem
DE10127600C2 (de) * 2001-05-31 2003-07-24 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Verfahren zur Erzeugung von elektrischer Energie mittels eines Brennstoffzellensystems und Brennstoffzellensystem
JP2007265651A (ja) * 2006-03-27 2007-10-11 Casio Comput Co Ltd 燃料電池型発電装置
US8980489B2 (en) 2006-03-27 2015-03-17 Casio Computer Co., Ltd. Fuel cell type power generation device, electronic apparatus and treatment method of fuel
CN103115126A (zh) * 2013-02-04 2013-05-22 中国长安汽车集团股份有限公司四川建安车桥分公司 驱动桥液力减速差速器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2800186B1 (en) Fuel cell hybrid system
CN100440599C (zh) 增高效率的燃料电池/涡轮发电装置
JP6228752B2 (ja) 発電システム及び発電システムの起動方法
CA2562716C (en) Fuel cell shutdown with steam purging
JP2002110207A (ja) 燃料電池システムおよびその運転方法
JPH10106598A (ja) 燃料電池用改質器の差圧制御方法
JP3262145B2 (ja) 燃料電池用空気供給装置
JPH1167240A (ja) 多段タービン圧縮機を備えた燃料電池発電装置
KR102188389B1 (ko) 연료개질 플랜트의 다단연소기 연소촉매 시동 방법
JP4097193B2 (ja) 燃料電池とガスタービンのコンバインド発電設備とその起動停止方法
JP5166660B2 (ja) 複合発電システム
JP2000348749A (ja) 燃料電池発電プラントの起動方法
JP3377523B2 (ja) 燃料電池システム
JPH1167251A (ja) 燃料電池発電装置
JP3505741B2 (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池の運転方法
JP3312498B2 (ja) 燃料電池発電装置
JP3582131B2 (ja) 溶融炭酸塩型燃料電池発電装置
JP3349284B2 (ja) 固体高分子燃料電池
JPH1167252A (ja) 燃料電池発電装置
JP3509132B2 (ja) 燃料電池発電装置
JP3239540B2 (ja) 改質器の温度制御方法
JP6632911B2 (ja) 燃料電池及び燃料電池複合発電システム並びに燃料電池の停止方法
JPH10223236A (ja) 燃料電池発電装置
JP2004247117A (ja) 燃料電池発電プラントの差圧制御装置
JP2000123853A (ja) 燃料電池システム