JPS63195335A - 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
- JPS63195335A JPS63195335A JP62026556A JP2655687A JPS63195335A JP S63195335 A JPS63195335 A JP S63195335A JP 62026556 A JP62026556 A JP 62026556A JP 2655687 A JP2655687 A JP 2655687A JP S63195335 A JPS63195335 A JP S63195335A
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- Japan
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- exhaust gas
- turbine
- auxiliary combustor
- turbo compressor
- piping
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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】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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、システムからの排熱エネルｆ−をタービン
の駆動力に利用し、タービンと同軸上に設置されたコン
プレッサによりシステムが必要とする空気を供給するタ
ーボコンプレッサシステムに関するものである。
の駆動力に利用し、タービンと同軸上に設置されたコン
プレッサによりシステムが必要とする空気を供給するタ
ーボコンプレッサシステムに関するものである。
この種のターボコンプレッサはシステムの排熱エネル手
−を無駄に捨てることなく、システム内で有効にエネル
ｆ−回収を図るものであるが、その代表的なものとして
燃料電池発電システムがある。以下−例としてこの燃料
電池発電システムについて説明する。
−を無駄に捨てることなく、システム内で有効にエネル
ｆ−回収を図るものであるが、その代表的なものとして
燃料電池発電システムがある。以下−例としてこの燃料
電池発電システムについて説明する。
燃料電池発電システムは、従来の汽力発°電に比べ高効
率が期待できること、環境保全性が良い等の利点があシ
、実用化を目指し近年盛んに開発が進められている。燃
料電池発電システムは、空気極、燃料極及び電解質層か
ら成る燃料電池本体と、天然ガス等の炭化水素系燃料を
改質して燃料電池本体に燃料となる水素ガスを供給する
改′Ｒ器と、燃料電池本体及び改質器に空気を供給する
ターボコンプレッサとを備えてりる。燃料電池本体の性
能は反応ガスの圧力の増大によって向上する煩向を示し
、このため燃料、空気、各反応ガスの動作圧力は例えば
４〜６ Ｋｆ／ Ｏｍｇ程度に加圧維持される。
率が期待できること、環境保全性が良い等の利点があシ
、実用化を目指し近年盛んに開発が進められている。燃
料電池発電システムは、空気極、燃料極及び電解質層か
ら成る燃料電池本体と、天然ガス等の炭化水素系燃料を
改質して燃料電池本体に燃料となる水素ガスを供給する
改′Ｒ器と、燃料電池本体及び改質器に空気を供給する
ターボコンプレッサとを備えてりる。燃料電池本体の性
能は反応ガスの圧力の増大によって向上する煩向を示し
、このため燃料、空気、各反応ガスの動作圧力は例えば
４〜６ Ｋｆ／ Ｏｍｇ程度に加圧維持される。
このとき、空気の圧縮には多大の動力を必要とするが、
この動力は改質器からの燃焼排ガス及び燃料電池本体を
水冷却式としているために発生する余剰スチーム、ある
いは燃料電池本体の空気極からの余剰空気を導入するタ
ーボコンプレッサのタービンによりまかなわれる。即ち
、このターボコンプレッサは、システムの排熱エネル千
−をタービンで回収し、同軸上のコンプレッサで必要な
圧縮空気を供給することによってシステム内部で動力を
回収し、システム効率の向上を図るものである。例えば
この具体的な従来の方法として、北海道火力原子力発電
二、ｌ−１１９８５年１２ 月、 Ｖｏｌ 、２８第１
・２号に開示されているものがあシ、その実施例を簡略
化して第２図に示す。図において＋１）は例えば燃料電
池本体、改質器等で構成されるシステム、（２）はシス
テム（１）からの排ガスによって駆動され、システム（
１）に必要な圧縮空気を供給するタービン（２ａ）とこ
のタービン（２畠）と同軸上に配置されたコンプレッサ
（２ｂ）とから成るターボコンプレッサ、（３）はこの
ターボコンブしツサ（２）のコンプレッサ（２ｂ）の入
口側に設置され九Ｍ気配管、（４）はコンプレッサ（２
ｂ）の出口側に設置されコンプレッサ（２ｂ）からの空
気をシステムｆｌ）に供給するための空気供給配管、（
６）はシステム１１）からの排ガスを夕でビン（２ａ）
へ導くシステム排ガス配管、（６）はシステム排ガス配
管（５）の途中に設けられたタービン動力を付勢する補
助燃焼器、（））はシステム（１）からの余剰スチーム
を補助燃焼器＋６１の上流側のシステム排ガス配管（６
）に導くシステム余剰スチーム配管である。
この動力は改質器からの燃焼排ガス及び燃料電池本体を
水冷却式としているために発生する余剰スチーム、ある
いは燃料電池本体の空気極からの余剰空気を導入するタ
ーボコンプレッサのタービンによりまかなわれる。即ち
、このターボコンプレッサは、システムの排熱エネル千
−をタービンで回収し、同軸上のコンプレッサで必要な
圧縮空気を供給することによってシステム内部で動力を
回収し、システム効率の向上を図るものである。例えば
この具体的な従来の方法として、北海道火力原子力発電
二、ｌ−１１９８５年１２ 月、 Ｖｏｌ 、２８第１
・２号に開示されているものがあシ、その実施例を簡略
化して第２図に示す。図において＋１）は例えば燃料電
池本体、改質器等で構成されるシステム、（２）はシス
テム（１）からの排ガスによって駆動され、システム（
１）に必要な圧縮空気を供給するタービン（２ａ）とこ
のタービン（２畠）と同軸上に配置されたコンプレッサ
（２ｂ）とから成るターボコンプレッサ、（３）はこの
ターボコンブしツサ（２）のコンプレッサ（２ｂ）の入
口側に設置され九Ｍ気配管、（４）はコンプレッサ（２
ｂ）の出口側に設置されコンプレッサ（２ｂ）からの空
気をシステムｆｌ）に供給するための空気供給配管、（
６）はシステム１１）からの排ガスを夕でビン（２ａ）
へ導くシステム排ガス配管、（６）はシステム排ガス配
管（５）の途中に設けられたタービン動力を付勢する補
助燃焼器、（））はシステム（１）からの余剰スチーム
を補助燃焼器＋６１の上流側のシステム排ガス配管（６
）に導くシステム余剰スチーム配管である。
次いで、上記の様に構成され念従来のシステムにおいて
、ターボコンプレッサの動作を説明する。
、ターボコンプレッサの動作を説明する。
システム（１）が起動され、ターボコンプレッサ（２）
が自刃運転状態にあれば、コンプレッサ（２ｂ）によっ
て圧縮された空気が、空気供給配管（４）を通シ、シス
テム１１）に供給される。システム＋１）から排出され
るシステム排ガスは、システム排ガス配管（６）に導び
かれて補助燃焼器＋６１を通過し、タービン動力として
、タービン（２１）に供給される。このとき、ターボコ
ンプレッサの自刃運転に必要なタービン動力が不足して
いれば補助燃焼器（８１に燃料を導入して燃焼させ、タ
ーじン入ロガス温度を上昇させることにより、不足動力
を補うことができる。更に、システム（１）から生ずる
余剰スチームを補助燃焼器（１１）の上流側のシステム
排ガス配管（６）に投入して、タービン動力として供給
すれば、余剰スチーム投入量に見合つ九排熱が回収され
補助燃焼器（６）の°燃料消費量がおさえられるため、
システム全体の効率を上げることが可能である。
が自刃運転状態にあれば、コンプレッサ（２ｂ）によっ
て圧縮された空気が、空気供給配管（４）を通シ、シス
テム１１）に供給される。システム＋１）から排出され
るシステム排ガスは、システム排ガス配管（６）に導び
かれて補助燃焼器＋６１を通過し、タービン動力として
、タービン（２１）に供給される。このとき、ターボコ
ンプレッサの自刃運転に必要なタービン動力が不足して
いれば補助燃焼器（８１に燃料を導入して燃焼させ、タ
ーじン入ロガス温度を上昇させることにより、不足動力
を補うことができる。更に、システム（１）から生ずる
余剰スチームを補助燃焼器（１１）の上流側のシステム
排ガス配管（６）に投入して、タービン動力として供給
すれば、余剰スチーム投入量に見合つ九排熱が回収され
補助燃焼器（６）の°燃料消費量がおさえられるため、
システム全体の効率を上げることが可能である。
しかるに、このような従来構成のものは、例えばシステ
ム起動時や低負荷時などシステム排ガス温度が低い場合
、余剰スチームが凝縮するためにミストを生じ烏く、こ
のため、後流側の配管の内面あるいは補助バーナ（６）
内で錆や腐食（工０−ジ３ン）を発生し九シ、発生した
ミストが補助バーナを通シ過電てタービニ７（２ｍ）に
至シ、タービン（２１）のブレードに損傷を与えたシす
るといつな問題点を有していた。
ム起動時や低負荷時などシステム排ガス温度が低い場合
、余剰スチームが凝縮するためにミストを生じ烏く、こ
のため、後流側の配管の内面あるいは補助バーナ（６）
内で錆や腐食（工０−ジ３ン）を発生し九シ、発生した
ミストが補助バーナを通シ過電てタービニ７（２ｍ）に
至シ、タービン（２１）のブレードに損傷を与えたシす
るといつな問題点を有していた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、システムの排熱エネルギーを有効に回収し、
且つターボコンづレツサを安全に運転することのできる
ターボコンプレッサシステムを提供しようとするもので
ある。
たもので、システムの排熱エネルギーを有効に回収し、
且つターボコンづレツサを安全に運転することのできる
ターボコンプレッサシステムを提供しようとするもので
ある。
この発明に係るターボコンブしツサシステムは、システ
ム余剰スチーム配管を補助燃焼器下流側のシステム排ガ
ス配管に接続し、システムから排出される余剰スチーム
を、このシステム余剰スチーム配管を通過させて、補助
燃焼器の下流のシステム排ガス配管に導き、タービン動
力として供給するようにしたものである。
ム余剰スチーム配管を補助燃焼器下流側のシステム排ガ
ス配管に接続し、システムから排出される余剰スチーム
を、このシステム余剰スチーム配管を通過させて、補助
燃焼器の下流のシステム排ガス配管に導き、タービン動
力として供給するようにしたものである。
この発明におけるターボコンプレッサシステムは、シス
テムが起動し、システム排ガス温度が充分高い時はもち
ろんのこと、システム起動時や低負荷時などシステム排
ガス温度が低くタービン動力が不足するときは補助燃焼
器を燃焼させているため、タービシ入口ガス温度は常に
高温に呆持されておシ、こうし九高温雰囲気中に余剰ス
チームが投入されることになるので余剰スチームは凝縮
することなくタービン動力として供給され、有効に排熱
エネルｆ−を回収し、且つ安全にターボコンプレッサを
運転することができる。
テムが起動し、システム排ガス温度が充分高い時はもち
ろんのこと、システム起動時や低負荷時などシステム排
ガス温度が低くタービン動力が不足するときは補助燃焼
器を燃焼させているため、タービシ入口ガス温度は常に
高温に呆持されておシ、こうし九高温雰囲気中に余剰ス
チームが投入されることになるので余剰スチームは凝縮
することなくタービン動力として供給され、有効に排熱
エネルｆ−を回収し、且つ安全にターボコンプレッサを
運転することができる。
以下、この発明の一実施例を第１図に基いて説明する。
図において、（ｔ）〜（６１は第２図に示す従来構成と
同じものである。（８）はシステム（１）から排出され
る余剰スチームを補助燃焼器＋８）下流側のシステム排
ガス配管（５）に導くシステム余剰スチーム配管である
。
同じものである。（８）はシステム（１）から排出され
る余剰スチームを補助燃焼器＋８）下流側のシステム排
ガス配管（５）に導くシステム余剰スチーム配管である
。
次いで第１図の実施例の動作について説明する。
システム（１）が起動されターボコンプレッサ（２）が
自刃運転を行なっていれば、コンプレッサ（２ｂ）によ
って圧縮された空気が、空気供給配管（４）を通シシス
テム（１）に供給される。システム（１）から排出され
るシステム排ガスは、システム排ガス配管（６）に導び
かれてタービン（２為）に供給され、タービン動力とな
る。このとき、コンプレッサ負荷に対してタービン動力
が不足していれば、補助燃焼器（６）に燃料を導入して
燃焼させてやると、タービン入口ガス温度が上昇し、こ
れに伴ってタービン動力が増加する。更に、システム（
１）から排出される余剰スチームを・システム余剰スチ
ーム配管（８）を通して、補助燃焼器＋６１下流側のシ
ステム排ガス配管（５）に投入してやれば、排ガス温度
が充分高いため、スチームは凝縮することなくタービン
動力として供給され、ターボコンプレッサ（２）を安全
に運転することができる。と同時にスチーム投入量に見
合った排熱エネルｆ−がタービン動力として回収される
ことにより、補助燃焼器（６）の燃料消費量もおさえら
れるため、システム全体の効率を上げることが可能とな
る。
自刃運転を行なっていれば、コンプレッサ（２ｂ）によ
って圧縮された空気が、空気供給配管（４）を通シシス
テム（１）に供給される。システム（１）から排出され
るシステム排ガスは、システム排ガス配管（６）に導び
かれてタービン（２為）に供給され、タービン動力とな
る。このとき、コンプレッサ負荷に対してタービン動力
が不足していれば、補助燃焼器（６）に燃料を導入して
燃焼させてやると、タービン入口ガス温度が上昇し、こ
れに伴ってタービン動力が増加する。更に、システム（
１）から排出される余剰スチームを・システム余剰スチ
ーム配管（８）を通して、補助燃焼器＋６１下流側のシ
ステム排ガス配管（５）に投入してやれば、排ガス温度
が充分高いため、スチームは凝縮することなくタービン
動力として供給され、ターボコンプレッサ（２）を安全
に運転することができる。と同時にスチーム投入量に見
合った排熱エネルｆ−がタービン動力として回収される
ことにより、補助燃焼器（６）の燃料消費量もおさえら
れるため、システム全体の効率を上げることが可能とな
る。
尚、上記実施例では燃料電池発電システムを対象とした
場合について述べたが、その他化学プラント等のシステ
ムを対象とできることは言うまでもなく、要するに余剰
スチームを利用でき、且つターボコンプレッサを利用す
るシステムにこの発明を適用することができる。
場合について述べたが、その他化学プラント等のシステ
ムを対象とできることは言うまでもなく、要するに余剰
スチームを利用でき、且つターボコンプレッサを利用す
るシステムにこの発明を適用することができる。
以上のように、この発明によれば、システム余剰スチー
ム配管を補助燃焼器下流側高温部のシステム排ガス配管
に設置したので、システム排ガス温度が低い場合でもタ
ーボコンプレッサを安全に運転することができ、しかも
排熱エネル甲−の回収により、システム効率の向上を図
ることができる。
ム配管を補助燃焼器下流側高温部のシステム排ガス配管
に設置したので、システム排ガス温度が低い場合でもタ
ーボコンプレッサを安全に運転することができ、しかも
排熱エネル甲−の回収により、システム効率の向上を図
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例によるターボコンプレッサ
システムを示す系統図、第２図は従来のターボコンプレ
ッサシステムを示す系統図を示す。 図において、（１）はシステム、（２）はターボコンプ
レッサ、 （２１）はタービン、 （２ｂ）はコンブし
ツサ、（５）はシステム排ガス配管、（６）は補助燃焼
器、（８）はシステム余剰スチーム配管である。 尚１図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
システムを示す系統図、第２図は従来のターボコンプレ
ッサシステムを示す系統図を示す。 図において、（１）はシステム、（２）はターボコンプ
レッサ、 （２１）はタービン、 （２ｂ）はコンブし
ツサ、（５）はシステム排ガス配管、（６）は補助燃焼
器、（８）はシステム余剰スチーム配管である。 尚１図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- システムからの排ガスにより駆動されるタービンとこの
タービンと同軸上に直結され上記システムに必要な圧縮
空気を供給するコンプレッサとから構成されるターボコ
ンプレッサと、上記タービンへ至るシステム排ガス配管
途上に設置され、タービンの不足動力を補う補助燃焼器
とを備えたターボコンプレッサシステムにおいて、上記
システムと補助燃焼器下流側のシステム排ガス配管との
間を接続するシステム余剰スチーム配管を備え、上記シ
ステムからの余剰スチームを補助燃焼器下流側のシステ
ム排ガス配置に導くよりにしたことを特徴とするターボ
コンプレッサシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026556A JPH0612077B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62026556A JPH0612077B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 燃料電池発電システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63195335A true JPS63195335A (ja) | 1988-08-12 |
| JPH0612077B2 JPH0612077B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=12196804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62026556A Expired - Lifetime JPH0612077B2 (ja) | 1987-02-06 | 1987-02-06 | 燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0612077B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000348749A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電プラントの起動方法 |
| JP2001015134A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池とガスタービンの複合発電装置 |
| JP2012043795A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Boeing Co:The | 燃料電池による電力および水の発生 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51104541A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS51104539A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS54130715A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Steam injection type gas tubine engine |
| JPS58165273A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池の発電方法 |
-
1987
- 1987-02-06 JP JP62026556A patent/JPH0612077B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS51104541A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS51104539A (ja) * | 1975-02-12 | 1976-09-16 | United Technologies Corp | |
| JPS54130715A (en) * | 1978-03-31 | 1979-10-11 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Steam injection type gas tubine engine |
| JPS58165273A (ja) * | 1982-03-26 | 1983-09-30 | Fuji Electric Co Ltd | 燃料電池の発電方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000348749A (ja) * | 1999-06-01 | 2000-12-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池発電プラントの起動方法 |
| JP2001015134A (ja) * | 1999-06-29 | 2001-01-19 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 燃料電池とガスタービンの複合発電装置 |
| JP2012043795A (ja) * | 2010-08-20 | 2012-03-01 | Boeing Co:The | 燃料電池による電力および水の発生 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0612077B2 (ja) | 1994-02-16 |
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