JPS6049569A - 燃料電池発電プラント - Google Patents
燃料電池発電プラントInfo
- Publication number
- JPS6049569A JPS6049569A JP58156331A JP15633183A JPS6049569A JP S6049569 A JPS6049569 A JP S6049569A JP 58156331 A JP58156331 A JP 58156331A JP 15633183 A JP15633183 A JP 15633183A JP S6049569 A JPS6049569 A JP S6049569A
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- JP
- Japan
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- fuel
- power generation
- control valve
- reformed gas
- generation device
- 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
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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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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の技術分野］
この発明は、燃料電池を用いた発電プラントの燃料流電
制御４Ａ置に関するものである。
制御４Ａ置に関するものである。
［発明の技術的背景とその問題点］
燃料電池発電プラントは、近年効率が良く、無公害な発
電として注目されている。電力用として一般に実用化が
期待される方式は、リン酸形と呼ばれる方式で、燃料と
［７て水素の外に多投の炭酸ガスが含まれても使用でき
る特徴を持っている０燃料は原燃料である天然ガス又は
石油ナフサ等を改質して、水素カス５ＯＬＩＩ程度の改
質ガスを製造する必賀がある。その熱源として発電装置
のｖト出ガスを使用する。
電として注目されている。電力用として一般に実用化が
期待される方式は、リン酸形と呼ばれる方式で、燃料と
［７て水素の外に多投の炭酸ガスが含まれても使用でき
る特徴を持っている０燃料は原燃料である天然ガス又は
石油ナフサ等を改質して、水素カス５ＯＬＩＩ程度の改
質ガスを製造する必賀がある。その熱源として発電装置
のｖト出ガスを使用する。
一般に燃料電池を用いた発電装置の効率は４０−以上で
あり、従来の火力発電に比較して高効率である。
あり、従来の火力発電に比較して高効率である。
第１図は一般に考えられて米た燃料電池プラントの概略
ｍ成図である。
ｍ成図である。
改質ガスを製造する燃料処理袋ＴＩ・（１１ｄ ｓ水蒸
気改質を行なう改質器及び−酸化炭素を二酸化炭素に転
換するシフトコンバータから構成される装置原燃料であ
る天然ガスの流量は制御弁２で制御する。水蒸気改質で
あるため、原燃料に比例した水蒸気を混合する必要があ
る。これは制御弁３により原燃料流量に一定比率を保つ
°ＣＶＩＡ合される０制御弁２の開閉制御は、燃料処理
装置１の出口の改質ガス圧を常に一定（二保り様に設定
された制御装置４により駆動される。この制御ｌｌによ
り燃料処理料 装置１全体を改質ガスの貯蔵タンクとして井用すること
になり、改質ガスの安シビ供Ｉｉ６をｔｔｌつている。
気改質を行なう改質器及び−酸化炭素を二酸化炭素に転
換するシフトコンバータから構成される装置原燃料であ
る天然ガスの流量は制御弁２で制御する。水蒸気改質で
あるため、原燃料に比例した水蒸気を混合する必要があ
る。これは制御弁３により原燃料流量に一定比率を保つ
°ＣＶＩＡ合される０制御弁２の開閉制御は、燃料処理
装置１の出口の改質ガス圧を常に一定（二保り様に設定
された制御装置４により駆動される。この制御ｌｌによ
り燃料処理料 装置１全体を改質ガスの貯蔵タンクとして井用すること
になり、改質ガスの安シビ供Ｉｉ６をｔｔｌつている。
一方、発電装置η５は、複数の髪、ｆｉ料単１底ｌ［ｂ
の核）一体から構成され改質ガスのエネルギーを電気出
力に変換する装置である。要求される’ｆｉＬ気出力に
対応した改質ガスの量は、制（−１弁６により制御する
。
の核）一体から構成され改質ガスのエネルギーを電気出
力に変換する装置である。要求される’ｆｉＬ気出力に
対応した改質ガスの量は、制（−１弁６により制御する
。
制御弁６の開閉は、発ｍ装置５の’ｉＷ気出力出力応す
る信号を発生する制御装置７により駆動する。
る信号を発生する制御装置７により駆動する。
発電装置５の中で改質ガスのエネルギーの約４０％は電
気出力に変換されるが、残りは熱となり発電装ｆＲ，５
の温羅を上昇させる。この温度上昇を抑制するため冷却
水を用いた冷却装置ｉ１８ ｌ二より発電装置５を冷却
し、その際に発生ずる水蒸気は、前記した改質用の水蒸
気として制御弁３を介してＷ、燃料に混合され、原燃料
の改質Ｃ二利用される。
気出力に変換されるが、残りは熱となり発電装ｆＲ，５
の温羅を上昇させる。この温度上昇を抑制するため冷却
水を用いた冷却装置ｉ１８ ｌ二より発電装置５を冷却
し、その際に発生ずる水蒸気は、前記した改質用の水蒸
気として制御弁３を介してＷ、燃料に混合され、原燃料
の改質Ｃ二利用される。
発電装置５自体の負荷（電気出力）の変動に対する応答
特性は極めて良好で、龜とんどし１時にして変化できる
。しかし、改質ガスの流量を可変する制御弁６の応答は
、５〜１０秒程度である。発電プラントの規模が大きく
なるにつれて、制御弁６の応答は遅くなり、瞬時の′θ
、気出力出力従することが困難となる。
特性は極めて良好で、龜とんどし１時にして変化できる
。しかし、改質ガスの流量を可変する制御弁６の応答は
、５〜１０秒程度である。発電プラントの規模が大きく
なるにつれて、制御弁６の応答は遅くなり、瞬時の′θ
、気出力出力従することが困難となる。
また、燃料処理装置１の応答も、特に低負荷から高負荷
へ変動する場合に追従遅れが生じる。これは、制御弁６
が開くことにより、その結果として、燃料処理装置１の
出口圧が低下し、その低下を検知することに゛より、制
御弁２がしｉ！ ＜というカスケード制御となっている
からである。
へ変動する場合に追従遅れが生じる。これは、制御弁６
が開くことにより、その結果として、燃料処理装置１の
出口圧が低下し、その低下を検知することに゛より、制
御弁２がしｉ！ ＜というカスケード制御となっている
からである。
［発明の目的］
この発明は、燃料旬；池を用いた発性」、プラントにお
いて、負荷の一変動に対して発電装置の電気出力がすみ
やかに追従できるよう（二、燃料の供給制御を行なうこ
とのできる発電プラントを提供することにある。
いて、負荷の一変動に対して発電装置の電気出力がすみ
やかに追従できるよう（二、燃料の供給制御を行なうこ
とのできる発電プラントを提供することにある。
［発明の概要］
上記目的を達成するため本発明においては、燃料電池を
用いた発電プラントにおいて、原燃料の流入量を制御す
る制御弁と、この制御弁を介して導入される原燃料を処
理する燃料処理装置と、処理燃料を反応させて電気出力
に変換する発電装置と、この発電装置の燃料入口側に設
けられ処理燃料を貯蔵する燃料タンクとを備え、前記発
電装置の発生する電気出力拭に応じて１１１記制御弁を
制御することに％徴を有するものでおる。
用いた発電プラントにおいて、原燃料の流入量を制御す
る制御弁と、この制御弁を介して導入される原燃料を処
理する燃料処理装置と、処理燃料を反応させて電気出力
に変換する発電装置と、この発電装置の燃料入口側に設
けられ処理燃料を貯蔵する燃料タンクとを備え、前記発
電装置の発生する電気出力拭に応じて１１１記制御弁を
制御することに％徴を有するものでおる。
「発明の実施例」
第２図は本発明の一実施例を示す概略桐成図であり、第
１図と異なる点は制御弁Ｇを省略し、発％装餘５の上流
側に改質ガスを貯蔵する燃料タンク９を設けた点である
。
１図と異なる点は制御弁Ｇを省略し、発％装餘５の上流
側に改質ガスを貯蔵する燃料タンク９を設けた点である
。
上記構成とすることにより、発電装置５の電気出力の急
増が生じると、発電装置Ｒ５内の改質ガスの消費杭が急
増し、ガス圧が低下するが、発電装置５の直前に設置さ
れた燃料タンク９より一時的に改質ガスの不足を補うこ
とができるから、発電装置５内の改質ガス圧の低下を抑
えることができるＯ 同時に、電気出力の変化とともに制ｔｌ装館、用により
燃料処理装ｆｉ１．１の入口の原燃料の制御弁２を変化
後の電気出力ｇ二対応する原燃料の流１： （＋？ｉに
制御することＣ二よりプラントの電気出力を負荷に追従
させる。
増が生じると、発電装置Ｒ５内の改質ガスの消費杭が急
増し、ガス圧が低下するが、発電装置５の直前に設置さ
れた燃料タンク９より一時的に改質ガスの不足を補うこ
とができるから、発電装置５内の改質ガス圧の低下を抑
えることができるＯ 同時に、電気出力の変化とともに制ｔｌ装館、用により
燃料処理装ｆｉ１．１の入口の原燃料の制御弁２を変化
後の電気出力ｇ二対応する原燃料の流１： （＋？ｉに
制御することＣ二よりプラントの電気出力を負荷に追従
させる。
原燃料より改質ガスを得る燃料処理装置６−１の応答は
、発電装置５の応答に比較して、数段メＬいため、前記
燃料タンク９により補充される改質ガスの飯が多く必要
となり、それず＝従って燃料タンク９の内容積も大きく
なる。瞬に、これは電気出力の烏、増時８二顕名−に現
われる。そのため、矩１気出力急増時にｔま、先行して
、ＩＱ燃料を流入する制御弁２を開制御し、通常制御時
よりも短時間Ｓ二、目的とする改質ガスが発生する制御
槁構を制御装置１０に持たせるとよい。
、発電装置５の応答に比較して、数段メＬいため、前記
燃料タンク９により補充される改質ガスの飯が多く必要
となり、それず＝従って燃料タンク９の内容積も大きく
なる。瞬に、これは電気出力の烏、増時８二顕名−に現
われる。そのため、矩１気出力急増時にｔま、先行して
、ＩＱ燃料を流入する制御弁２を開制御し、通常制御時
よりも短時間Ｓ二、目的とする改質ガスが発生する制御
槁構を制御装置１０に持たせるとよい。
尚−試鼻によると、燃料タンク９の内容積は、発電装置
５の電池部分の内容積に対しＩＯ倍程度の容積を必要と
する。これを、制御装置ｌＯにより制御弁２を先行的に
￥ｉ〆（フィードフォワード制御）することにより３０
チ程度内容積を低減することができる。
５の電池部分の内容積に対しＩＯ倍程度の容積を必要と
する。これを、制御装置ｌＯにより制御弁２を先行的に
￥ｉ〆（フィードフォワード制御）することにより３０
チ程度内容積を低減することができる。
［発明の効果］
以上紛明の本発明によれば制御弁６の位置に燃料タンク
９を設置することＣ二より％発電装置５の必要とする改
質ガス斂を瞬時にｔ（給することができ、負荷の急増に
追従することができる。
９を設置することＣ二より％発電装置５の必要とする改
質ガス斂を瞬時にｔ（給することができ、負荷の急増に
追従することができる。
また、先行して原燃料の流バな設定することにより、プ
ラント全体の応答性をあけ、前記の燃料タンク９の内容
積を必要最小限小形化することが可能となる。
ラント全体の応答性をあけ、前記の燃料タンク９の内容
積を必要最小限小形化することが可能となる。
第１図は一般に考えられて来た燃料電池発電プラントの
Ｉｇｔ略構成〆１、第２図は本発明の一芙施例を示す桓
略構成図である。
Ｉｇｔ略構成〆１、第２図は本発明の一芙施例を示す桓
略構成図である。
Claims (2)
- （１）燃料電池を用いた発電プラントにおいて、原燃料
の流入量を制御する制御弁と、この制御弁を介して導入
される原燃料を処理する燃料処理装置と、処理燃料を反
応させて電気出力に変換する発電装置と、この発電装置
の燃料入口側に設りられ処理燃料を貯蔵する燃料タンク
とを備え、前記発電装置の発生する電気出力値に応じて
前記制御弁を制御することを特徴とする燃料電池発電プ
ラント。 - （２）前記ｆＯ！Ｉ御弁の制御に当り、前記発電装置Ｃ
賛求される電気出力追・に対応する原燃料が流入する様
に、あらかじめ原燃料流転を設だすることを特徴とする
特許請求の範囲第１ＪＪ４記載の燃料電池発電プラント
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156331A JPS6049569A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 燃料電池発電プラント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58156331A JPS6049569A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 燃料電池発電プラント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6049569A true JPS6049569A (ja) | 1985-03-18 |
Family
ID=15625439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58156331A Pending JPS6049569A (ja) | 1983-08-29 | 1983-08-29 | 燃料電池発電プラント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6049569A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345762A (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電プラント |
| EP0994069A1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator |
| US6565817B1 (en) | 1997-09-04 | 2003-05-20 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Reformer for a fuel cell |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5161744U (ja) * | 1974-11-08 | 1976-05-15 | ||
| JPS52117840U (ja) * | 1976-03-05 | 1977-09-07 | ||
| JPS54115738U (ja) * | 1978-02-03 | 1979-08-14 |
-
1983
- 1983-08-29 JP JP58156331A patent/JPS6049569A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5161744U (ja) * | 1974-11-08 | 1976-05-15 | ||
| JPS52117840U (ja) * | 1976-03-05 | 1977-09-07 | ||
| JPS54115738U (ja) * | 1978-02-03 | 1979-08-14 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6345762A (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-26 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池発電プラント |
| US6565817B1 (en) | 1997-09-04 | 2003-05-20 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Reformer for a fuel cell |
| EP0994069A1 (en) * | 1998-10-13 | 2000-04-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator |
| US6416894B1 (en) | 1998-10-13 | 2002-07-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Hydrogen generator with fuel cell and control method for the same |
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