JPS63216270A - 固体電解質燃料電池発電システム - Google Patents
固体電解質燃料電池発電システムInfo
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- JPS63216270A JPS63216270A JP62048094A JP4809487A JPS63216270A JP S63216270 A JPS63216270 A JP S63216270A JP 62048094 A JP62048094 A JP 62048094A JP 4809487 A JP4809487 A JP 4809487A JP S63216270 A JPS63216270 A JP S63216270A
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- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 29
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 title claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 41
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 27
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- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000011084 recovery Methods 0.000 abstract description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 1
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- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
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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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04082—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration
- H01M8/04089—Arrangements for control of reactant parameters, e.g. pressure or concentration of gaseous reactants
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
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- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
- H01M8/04007—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids related to heat exchange
- H01M8/04014—Heat exchange using gaseous fluids; Heat exchange by combustion of reactants
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- 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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、火力プラント製品の燃料電池発電に適用され
る固体電解質燃料電池発電システムに関する。
る固体電解質燃料電池発電システムに関する。
第２図に、従来のこの糧固体電解質燃料電池（以下５Ｏ
ＦＣと称す）による発電システムの基本的な構成例を示
す。
ＦＣと称す）による発電システムの基本的な構成例を示
す。
反応用空気１はコンプレッサ２にて昇圧され、熱交換器
３にて排ガス４との間で熱交換を行い、昇温されて、５
ＯＦＣモノニール５へ導かれる。反応用燃料６は発電反
応に有効に利用される有効燃料７と余剰燃料８とに別れ
るが、これらは共に、５ＯＦＣモジユ一ル５内部にて反
応用空気９と反応して、排ガス１０を生成する。排ガス
１ｏはガスタービン１１を駆動した後、排ガス４となっ
て系外へ排出されるが、この時、ガスタービン１１によ
ってコンプレッサ２が駆動され、又、発電機１２が駆動
されて電力が取り出されエネルギ回収が行われる。
３にて排ガス４との間で熱交換を行い、昇温されて、５
ＯＦＣモノニール５へ導かれる。反応用燃料６は発電反
応に有効に利用される有効燃料７と余剰燃料８とに別れ
るが、これらは共に、５ＯＦＣモジユ一ル５内部にて反
応用空気９と反応して、排ガス１０を生成する。排ガス
１ｏはガスタービン１１を駆動した後、排ガス４となっ
て系外へ排出されるが、この時、ガスタービン１１によ
ってコンプレッサ２が駆動され、又、発電機１２が駆動
されて電力が取り出されエネルギ回収が行われる。
尚、前述の通シことに記載する従来技術は今回の発明と
の相違を明瞭に表す為の一つの例を示すものであること
から、ここではこの発明及び従来技術の双方に共通して
利用できる、ＰＳＡ、蒸気タービン等の熱回収システム
については特に言及しないものとする。
の相違を明瞭に表す為の一つの例を示すものであること
から、ここではこの発明及び従来技術の双方に共通して
利用できる、ＰＳＡ、蒸気タービン等の熱回収システム
については特に言及しないものとする。
排ガス１０は低圧であることから、ガスタービン１１に
おけるエネルギ回収率が小さく、一方、回収率を大きく
するには排ガス１０を高圧にする必要があシコンプレッ
サ２の大型化及びガスタービン１１の翼の多段化等、設
備の大型化が必要となる。そこでエネルギ回収率も大き
く設備もコンパクトとなるシステムが求められている。
おけるエネルギ回収率が小さく、一方、回収率を大きく
するには排ガス１０を高圧にする必要があシコンプレッ
サ２の大型化及びガスタービン１１の翼の多段化等、設
備の大型化が必要となる。そこでエネルギ回収率も大き
く設備もコンパクトとなるシステムが求められている。
又、排ガス１０を高圧にした場合には５ＯＦＣモジー−
ル５内部と大気間で排ガス及び可燃性又は爆発性である
反応用燃料６のｆスシール性の改善についても相当の困
難が予想されている。
ル５内部と大気間で排ガス及び可燃性又は爆発性である
反応用燃料６のｆスシール性の改善についても相当の困
難が予想されている。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕余剰燃料８を
５ＯＦＣモジユール５と別個に設けた燃焼室１３にて燃
焼させてガスタービン１１でのエネルギ回収を図る。
５ＯＦＣモジユール５と別個に設けた燃焼室１３にて燃
焼させてガスタービン１１でのエネルギ回収を図る。
以下、第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。
投入空気１はコンプレッサ２にて昇圧され、熱交換器３
にてガスタービン１１からの排ガス４と熱交換して昇温
される。このうち一部は反応用空気９として５ＯＦＣモ
ジユール５へ投入され、発電反応に利用され、残りは燃
焼用空気１４として燃焼室１３へ投入される。一方、反
応用燃料６は５ＯＦＣモジー−ル５からの排ガス１０と
熱交換器１５にて熱交換して昇温され、有効燃料７は５
ＯＦＣモジーール５内にて反応用空気９と反応し、発電
反応を行い、排ガス１０を生成して系外へ排出され、余
剰燃料８は燃焼室１３にて燃焼用空気１４と反応して燃
焼ガス１６を生成する。燃焼ガス１６はガスタービン１
１を駆動し、排ガス４となって系外へ排出すれ、この時
、コンプレッサ２及び発電機１２が駆動されてエネルギ
が回収される。
にてガスタービン１１からの排ガス４と熱交換して昇温
される。このうち一部は反応用空気９として５ＯＦＣモ
ジユール５へ投入され、発電反応に利用され、残りは燃
焼用空気１４として燃焼室１３へ投入される。一方、反
応用燃料６は５ＯＦＣモジー−ル５からの排ガス１０と
熱交換器１５にて熱交換して昇温され、有効燃料７は５
ＯＦＣモジーール５内にて反応用空気９と反応し、発電
反応を行い、排ガス１０を生成して系外へ排出され、余
剰燃料８は燃焼室１３にて燃焼用空気１４と反応して燃
焼ガス１６を生成する。燃焼ガス１６はガスタービン１
１を駆動し、排ガス４となって系外へ排出すれ、この時
、コンプレッサ２及び発電機１２が駆動されてエネルギ
が回収される。
尚、本発明が従来技術と異なるところは、新たに燃焼室
１３を設けることによって、燃焼ガス１６によってガス
タービン１ノが駆動されるところにある。従って本発明
の実施例で「排ガス４が投入空気１と、又、排ガス１０
が反応燃料６と熱交換を行う」としている部分には次の
様なパリエージ。
１３を設けることによって、燃焼ガス１６によってガス
タービン１ノが駆動されるところにある。従って本発明
の実施例で「排ガス４が投入空気１と、又、排ガス１０
が反応燃料６と熱交換を行う」としている部分には次の
様なパリエージ。
ンもあシうる。
■ 排ガス４と反応燃料６が熱交換し、排ガス１０と投
入空気１と熱交換する。
入空気１と熱交換する。
■ 排ガス４と排ガス１０を一旦混合した後、これを分
岐し、それぞれ、投入空気１及び反応燃料６と別個に熱
交換する。
岐し、それぞれ、投入空気１及び反応燃料６と別個に熱
交換する。
■ 排ガス４と排ガス１０を一旦混合した後、まず投入
空気１（又は反応燃料６）、次に反応燃料６（又は投入
空気１）と順に熱交換を行う。
空気１（又は反応燃料６）、次に反応燃料６（又は投入
空気１）と順に熱交換を行う。
（即ち熱交換器３及び１５を排ガス４と１０の混合ガス
に対して直列に並べ、混合ガスが２段階に熱回収される
。） 又、前記の通り従来技術と共通項となるＰＳＡ、蒸気タ
ービン等のエネルギ回収システムについては特に言及し
ない。本発明はこれらの設置・不設置等に拘らずこれら
のエネルギ回収要素とは独立した発明を考えることがで
きる。
に対して直列に並べ、混合ガスが２段階に熱回収される
。） 又、前記の通り従来技術と共通項となるＰＳＡ、蒸気タ
ービン等のエネルギ回収システムについては特に言及し
ない。本発明はこれらの設置・不設置等に拘らずこれら
のエネルギ回収要素とは独立した発明を考えることがで
きる。
上述したように本発明によれば、発電反応を５ＯＦＣモ
ノニ一ル５内部で、又、余剰燃料８の燃焼を燃焼室１３
内部で、各々別個に行うことＫより、５ＯＦＣモジユー
ル５内圧、即ち排ガス１ｏの圧力を任意に選定可能でコ
ンプレッサの小型化、消費動力の低減が可能となる。又
、ガスタービン１１は最適高効率の設計が可能となる。
ノニ一ル５内部で、又、余剰燃料８の燃焼を燃焼室１３
内部で、各々別個に行うことＫより、５ＯＦＣモジユー
ル５内圧、即ち排ガス１ｏの圧力を任意に選定可能でコ
ンプレッサの小型化、消費動力の低減が可能となる。又
、ガスタービン１１は最適高効率の設計が可能となる。
従って、発電機１２にて大出力が得られ、エネルギ回収
率が高くナル。又、５ＯＦＣモジユール５と大気間のシ
ール性が容易となる。
率が高くナル。又、５ＯＦＣモジユール５と大気間のシ
ール性が容易となる。
第１図は本発明の一実施例としての５ＯＦＣ発電システ
ムを示す系統概念図、第２図は従来技術の一実施例とし
ての５ＯＦＣ発電システムを示す系統概念図である。 １・・・反応用空気、２・・・コンプレッサ、３，１５
・・・熱交換機、４．１０・・・排ガス、５・・・５Ｏ
ＦＣモジーール、６・・・反応用燃料、７・・・有効燃
料、８・・・余剰燃料、９・・・反応用空気、１１・・
・ガスタービン、１２・・・発電機、１３・・・燃焼室
、１４・・・燃焼用空気、１６・・・燃焼ガス。
ムを示す系統概念図、第２図は従来技術の一実施例とし
ての５ＯＦＣ発電システムを示す系統概念図である。 １・・・反応用空気、２・・・コンプレッサ、３，１５
・・・熱交換機、４．１０・・・排ガス、５・・・５Ｏ
ＦＣモジーール、６・・・反応用燃料、７・・・有効燃
料、８・・・余剰燃料、９・・・反応用空気、１１・・
・ガスタービン、１２・・・発電機、１３・・・燃焼室
、１４・・・燃焼用空気、１６・・・燃焼ガス。
Claims (1)
- 固体電解質燃料電池による発電システムに於いて、上記
電池に投入された反応用空気と反応用燃料に於ける発電
反応に利用されなかった余剰燃料を上記電池モジュール
とは別置の燃焼室に投入し、反応用空気より分岐した燃
焼用空気にて燃焼させ、この燃焼ガスにてガスタービン
を駆動することを特徴とする固体電解質燃料電池発電シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048094A JPS63216270A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 固体電解質燃料電池発電システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62048094A JPS63216270A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 固体電解質燃料電池発電システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63216270A true JPS63216270A (ja) | 1988-09-08 |
Family
ID=12793730
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62048094A Pending JPS63216270A (ja) | 1987-03-03 | 1987-03-03 | 固体電解質燃料電池発電システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63216270A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992000614A1 (de) * | 1990-07-02 | 1992-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstoffzellen-kraftwerk |
| US5449568A (en) * | 1993-10-28 | 1995-09-12 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Indirect-fired gas turbine bottomed with fuel cell |
| US5541014A (en) * | 1995-10-23 | 1996-07-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Indirect-fired gas turbine dual fuel cell power cycle |
| WO1999035702A1 (en) * | 1998-01-08 | 1999-07-15 | Southern California Edison Company | Power generation system utilizing turbine gas generator and fuel cell |
| JP2000133295A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質燃料電池複合発電プラントシステム |
| WO2003094265A1 (en) * | 2002-05-03 | 2003-11-13 | Rolls-Royce Plc | A gas turbine engine and fuel cell stack combination |
| JP2004119239A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備及び複合発電設備 |
| EP1441408A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-28 | The Boeing Company | Hybrid solid oxide fuel cell aircraft auxiliary power unit |
| WO2005001974A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 燃料電池・常圧タービン・ハイブリッドシステム |
| JP2008078144A (ja) * | 2007-10-15 | 2008-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備及び複合発電設備 |
| US7380749B2 (en) * | 2005-04-21 | 2008-06-03 | The Boeing Company | Combined fuel cell aircraft auxiliary power unit and environmental control system |
| EP2311127A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-04-20 | Wärtsilä Finland Oy | Method and arrangement to enhance the preheating of a fuel cell system |
| JP2013040611A (ja) * | 2012-09-21 | 2013-02-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合発電システム |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP62048094A patent/JPS63216270A/ja active Pending
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1992000614A1 (de) * | 1990-07-02 | 1992-01-09 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennstoffzellen-kraftwerk |
| US5449568A (en) * | 1993-10-28 | 1995-09-12 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Indirect-fired gas turbine bottomed with fuel cell |
| US5541014A (en) * | 1995-10-23 | 1996-07-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Indirect-fired gas turbine dual fuel cell power cycle |
| WO1999035702A1 (en) * | 1998-01-08 | 1999-07-15 | Southern California Edison Company | Power generation system utilizing turbine gas generator and fuel cell |
| JP2000133295A (ja) * | 1998-10-26 | 2000-05-12 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 固体電解質燃料電池複合発電プラントシステム |
| WO2003094265A1 (en) * | 2002-05-03 | 2003-11-13 | Rolls-Royce Plc | A gas turbine engine and fuel cell stack combination |
| JP2004119239A (ja) * | 2002-09-27 | 2004-04-15 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備及び複合発電設備 |
| EP1441408A1 (en) * | 2002-12-31 | 2004-07-28 | The Boeing Company | Hybrid solid oxide fuel cell aircraft auxiliary power unit |
| WO2005001974A1 (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-06 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | 燃料電池・常圧タービン・ハイブリッドシステム |
| JP2005038817A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-02-10 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 燃料電池・常圧タービン・ハイブリッドシステム |
| US7563527B2 (en) | 2003-06-30 | 2009-07-21 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Fuel cell-atmospheric-pressure turbine hybrid system |
| JP4579560B2 (ja) * | 2003-06-30 | 2010-11-10 | 川崎重工業株式会社 | 燃料電池・常圧タービン・ハイブリッドシステム |
| US7380749B2 (en) * | 2005-04-21 | 2008-06-03 | The Boeing Company | Combined fuel cell aircraft auxiliary power unit and environmental control system |
| US8016228B2 (en) | 2005-04-21 | 2011-09-13 | The Boeing Company | Combined fuel cell aircraft auxiliary power unit and environmental control system |
| JP2008078144A (ja) * | 2007-10-15 | 2008-04-03 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 燃料電池−ガスタービン発電設備及び複合発電設備 |
| EP2311127A1 (en) * | 2008-07-10 | 2011-04-20 | Wärtsilä Finland Oy | Method and arrangement to enhance the preheating of a fuel cell system |
| EP2311127A4 (en) * | 2008-07-10 | 2013-10-23 | Convion Oy | METHOD AND ARRANGEMENT FOR ADVANCED PRE-HEATING OF A FUEL CELL SYSTEM |
| JP2013040611A (ja) * | 2012-09-21 | 2013-02-28 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 複合発電システム |
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