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KR101205538B1 - A solid oxide fuel cell system - Google Patents

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KR101205538B1
KR101205538B1 KR1020110052000A KR20110052000A KR101205538B1 KR 101205538 B1 KR101205538 B1 KR 101205538B1 KR 1020110052000 A KR1020110052000 A KR 1020110052000A KR 20110052000 A KR20110052000 A KR 20110052000A KR 101205538 B1 KR101205538 B1 KR 101205538B1
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KR
South Korea
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fuel
stack
outlet valve
heat exchanger
fuel cell
Prior art date
Application number
KR1020110052000A
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Korean (ko)
Inventor
이태희
유영성
최미화
Original Assignee
한국전력공사
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: A solid oxide fuel cell system which promotes stable drive and efficiency and facilitates control of flow rate and temperature of an inner system is provided to facilitate temperature control on the inner system and to obtain stability during driving. CONSTITUTION: A solid oxide fuel cell system(100) comprises a high temperature box(110) and an air pre-heater exit valve(160). The high temperature box comprises a fuel cell stack(111) and a fuel reformer(112a), first and second catalytic combustors(116a,116b), a vaporizer(114) connected to the first catalytic combustor, a air pre-heater(115) connected to the second catalytic combustor, a first heat exchanger(118a) connected to the vaporizer, a second heat exchanger (118b) connected to the fuel cell stack, and a third heat exchanger(118c) connected to the air pre-heater. [Reference numerals] (110) High temperature box; (111) Stack; (112a) Fuel reformer; (113) Fuel reformer pre-heater; (114) Vaporizer; (115) Air pre-heater; (116a) The first catalytic combustor; (116b) The second catalytic combustor; (117) Fuel reformer pre-heater; (118a) The first heat exchanger; (118b) The second heat exchanger; (118c) The third heat exchanger; (120) The fourth heat exchanger; (130) Purifier; (140) Vaporizer exit valve; (150) Stack non-reactive vapor liquid exit valve; (160) Air pre-heater exit valve; (171) The first vapor liquid isolator; (172) The second vapor liquid isolator; (180) Hot water storage tank; (AA) Air; (BB) Exhausted gas; (CC) Exhausted gas

Description

고체 산화물 연료 전지 시스템{A SOLID OXIDE FUEL CELL SYSTEM}Solid oxide fuel cell system {A SOLID OXIDE FUEL CELL SYSTEM}

본 발명은 고체 산화물 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시스템 내부의 유량 및 온도 제어가 용이하도록 하는 고체 산화물 연료 전지 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a solid oxide fuel cell system, and more particularly, to a solid oxide fuel cell system that facilitates flow rate and temperature control inside the system.

연료 전지는 연료의 전기화학적 산화 반응을 통해 연료의 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 전환시키는 에너지 변환 장치로, 연료의 공급에 의해 연속적인 발전이 가능하다.A fuel cell is an energy conversion device that directly converts chemical energy of a fuel into electrical energy through an electrochemical oxidation reaction of the fuel, and continuous power generation is possible by supply of fuel.

기존의 발전 장치들과 비교할 때 이론적으로 높은 발전 효율을 얻을 수 있으며, 수소를 연료로 사용할 경우 물 이외의 오염 물질을 배출하지 않는 신 재생 에너지 발전 시스템이다.Compared with the existing power generation unit, theoretically high generation efficiency can be obtained, and it is a renewable energy generation system that does not emit pollutants other than water when using hydrogen as a fuel.

이러한 연료 전지는 전해질의 종류에 따라 특성이 달라지는데 고체 산화물 연료 전지는 전해질 및 구성 요소가 세라믹으로 이루어져 600 ~ 1000℃의 고온에서 운전되고, 수소, 일산화탄소, 메탄 등 다양한 연료를 이용할 수 있다.These fuel cells vary in characteristics depending on the type of electrolyte. The solid oxide fuel cell is composed of a ceramic and an electrolyte, and is operated at a high temperature of 600 to 1000 ° C., and various fuels such as hydrogen, carbon monoxide, and methane can be used.

또한 연료 전지는 열 병합 발전 및 복합 발전이 용이하여 가정용, 분산 발전 시스템 및 대형 발전 시스템으로 연구가 진행되고 있다.In addition, fuel cells are easy to combine heat generation and combined cycle power generation, and research is being conducted into domestic, distributed power generation systems and large power generation systems.

이러한 연료 전지를 이용한 시스템을 제작할 때는 발전 용량에 맞게 여러 장의 셀을 분리판 및 밀봉재를 이용하여 적층한 스택을 구성해야 하며, 전기를 생산하는 연료 전지 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 스택의 특성에 맞게 시스템이 설계되어야 한다.When manufacturing such a fuel cell system, it is necessary to construct a stack in which a plurality of cells are stacked using a separator and a sealing material in accordance with the power generation capacity. The system must be designed accordingly.

한편, 고체 산화물 연료 전지는 고온(600 ~ 1000℃)에서 작동되는데 스택을 중심으로 연료 개질기, 기화기, 연소기, 열 교환기 등의 고온부와, 반응물 공급 장치, 시스템 제어 및 모니터링 장치, 전력 변환기 등으로 구성될 수 있다.On the other hand, the solid oxide fuel cell operates at a high temperature (600 to 1000 ° C.) and consists of a high temperature part such as a fuel reformer, a vaporizer, a combustor, a heat exchanger, a reactant supply device, a system control and monitoring device, a power converter, and the like around a stack. Can be.

이 중 고온에서 작동되는 스택은 운전 온도가 매우 중요하다. 만일, 운전 온도가 적정 온도 이하로 내려갈 경우 셀의 성능이 급격히 낮아지고, 운전 온도가 높을 경우 금속 재질의 분리판이 산화되고 밀봉재가 열화되는 문제가 발생한다.Of these stacks operating at high temperatures, the operating temperature is very important. If the operating temperature is lower than the appropriate temperature, the performance of the cell is sharply lowered, and if the operating temperature is high, a problem arises in that the metal separator is oxidized and the sealing material is deteriorated.

또한, 탄화수소계 연료를 촉매 반응에 의해 수소가 다량 함유된 가스로 전환해 주는 연료 개질기도 적정 온도 범위 내에서 제어가 되어야만 정상적인 운전이 가능하다.In addition, a fuel reformer that converts a hydrocarbon fuel into a gas containing a large amount of hydrogen by a catalytic reaction can also be operated normally only when it is controlled within an appropriate temperature range.

스택 미반응 연료를 연소시키는 촉매 연소기, 연료 개질기에 필요한 수증기를 공급하기 위한 기화기, 반응물 예열기 등의 주요 부위의 온도 역시 일정한 온도로 제어가 되어야만 재료의 부식을 막고 필요한 기능을 수행할 수 있다.Temperatures in key areas such as catalytic combustors for burning unreacted stack fuel, vaporizers for supplying steam for fuel reformers, and reactant preheaters must also be controlled to a constant temperature to prevent material corrosion and perform necessary functions.

일반적으로 연료 전지 스택에는 연료 이용률을 고려하여 전기화학적인 양보다 과량의 연료가 공급되고, 전기 생산에 반응하지 않은 연료를 연소하여 필요한 곳에 열량을 공급한다.In general, the fuel cell stack is supplied with an excess amount of fuel in consideration of the fuel utilization rate, and an amount of heat is supplied where necessary by burning fuel that does not react to electricity production.

고체 산화물 연료 전지 시스템의 온도 제어 및 열관리는 스택에서 발생되는 반응열과 미반응 가스를 연소시켜 얻은 열량을 열 교환기를 통해 시스템 내부의 필요한 곳에 공급하는 방식으로 이루어지는데, 시스템이 정상적으로 운전되기 위해서는 전술한 것과 같이 시스템 주요 부위 온도를 제어하는 것이 매우 중요하다.The temperature control and thermal management of the solid oxide fuel cell system is performed by supplying the heat generated by burning the reaction heat and the unreacted gas from the stack to a necessary place inside the system through a heat exchanger. As such, it is very important to control the system main site temperature.

이러한 이유로, 시스템 설계 시 반응물의 유량과 열량, 주요 부위의 작동 온도를 고려하여 최적의 열교환망을 구성하지만, 실제 운전 시 당초 설계된 조건으로만 운전이 이루어질 수 없고 특정 부위의 온도가 상승하거나 적정 온도 이하로 내려가는 문제가 있었다.For this reason, the optimal heat exchange network is constructed in consideration of the flow rate, calories of the reactants, and the operating temperature of the main parts when designing the system. There was a problem going down.

이러한 문제는 고체 산화물 연로 전지 시스템 내부에 밸브를 설치하여 반응물 및 공급물의 흐름을 조정하는 방법으로 내부 온도를 제어하는 것이 효과적이지만, 700℃ 이상의 고온 운전 특성상 시스템 내부에 밸브를 설치할 경우 밀봉 및 밸브 작동에 많은 어려움이 따르며, 고온 특성에 맞게 제작하려면 많은 비용이 소요되는 문제가 있다.This problem is effective in controlling the internal temperature by adjusting the flow of reactants and feeds by installing a valve inside the solid oxide fuel cell system.However, due to the high temperature operation of over 700 ℃, sealing and valve operation There is a lot of difficulties, and there is a problem that costs a lot to produce a high temperature characteristics.

또한, 반응물 유량을 변화시키게 되면 기화기, 개질기, 스택 등의 모든 부위에 영향을 주게 되어 특정 부위의 온도만 제어하는 것 역시 어려운 문제이다.In addition, changing the reactant flow rate affects all parts of the vaporizer, the reformer, the stack, and the like, and controlling only the temperature of a specific part is also a difficult problem.

이에, 고온에서 운전되는 고체 산화물 연료 전지 시스템의 안정적인 운전과 효율 향상을 위한 방안이 요구되고 있는 실정이다.
Accordingly, there is a need for a method for stable operation and efficiency improvement of a solid oxide fuel cell system operated at high temperature.

상술한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 고체 산화물 연료 전지 시스템 내부 배관을 몇 개의 부분으로 분기하고, 분기된 배관 출구 측에 밸브를 설치하여 밸브의 열림 각도를 변경할 수 있는 고체 산화물 연료 전지 시스템을 제공한다.In order to solve the above-mentioned conventional problems, the present invention provides a solid oxide fuel cell which can change the opening angle of the valve by branching the internal pipe of the solid oxide fuel cell system into several parts and installing a valve on the branched pipe outlet side. Provide a system.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood from the following description.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템은, 내부 공간에, 연료 전지 스택과 연료 개질기, 상기 연료 개질기와 연결된 제 1, 2 촉매 연소기, 상기 제 1 촉매 연소기와 연결된 기화기, 상기 제 2 촉매 연소기와 연결된 공기 예열기, 상기 기화기와 연결된 제 1 열 교환기, 상기 연료 전지 스택과 연결된 제 2 열 교환기, 상기 공기 예열기와 연결된 제 3 열 교환기를 포함하며, 단열(斷熱) 및 기밀(氣密) 기능을 가지는 고온 박스 및 상기 고온 박스의 외부에 위치하여 상기 제 1 열 교환기와 연결된 기화기 출구 밸브, 상기 제 2 열 교환기와 연결된 스택 미반응 연료 출구 밸브, 상기 제 3 열 교환기와 연결된 공기 예열기 출구 밸브를 포함하되,스택 미반응 연료 및 상기 고온 박스의 내부 공기는 상기 열 교환기를 통해 상기 고온 박스의 내부에 필요한 열량을 공급하며, 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브, 공기 예열기 출구 밸브는 각 밸브의 열림 각도에 따라 각 배관의 차압을 조절하여 상기 스택 미반응 연료의 분배 및 상기 고온 박스의 내부 온도를 제어한다.In order to achieve the above object, the solid oxide fuel cell system according to an aspect of the present invention, in the internal space, the fuel cell stack and the fuel reformer, the first and second catalytic combustor connected to the fuel reformer, the first catalytic combustor A connected vaporizer, an air preheater connected to the second catalytic combustor, a first heat exchanger connected to the vaporizer, a second heat exchanger connected to the fuel cell stack, a third heat exchanger connected to the air preheater, And a hot box having an airtight function and a vaporizer outlet valve located outside of the hot box and connected to the first heat exchanger, a stack unreacted fuel outlet valve connected to the second heat exchanger, and the third row. An air preheater outlet valve connected to the exchanger, wherein unstacked fuel and internal air of the hot box are phased through the heat exchanger. The amount of heat required is supplied to the inside of the hot box, and the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve, and the air preheater outlet valve adjust the differential pressure of each pipe according to the opening angle of each valve to distribute the stack unreacted fuel. And control the internal temperature of the hot box.

본 발명의 일 측면에서, 상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기는 상기 고온 박스의 내부 공간 중 상부에 위치하며, 상기 제 1, 2 촉매 연소기는 상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기의 하단에 위치하고, 상기 기화기 및 공기 예열기는 상기 제 1, 2 촉매 연소기의 하단에 병렬로 위치하며, 상기 제 1, 2, 3 열 교환기는 상기 고온 박스 내부의 대류 현상 및 작동 온도를 고려하여 상기 제 1, 2 촉매 연소기의 하단에 병렬로 배치된다.In one aspect of the invention, the fuel cell stack and the fuel reformer is located at the top of the inner space of the hot box, the first and second catalytic combustor is located at the bottom of the fuel cell stack and the fuel reformer, the vaporizer and An air preheater is located in parallel at the bottom of the first and second catalytic combustors, and the first, second and third heat exchangers are located at the bottom of the first and second catalytic combustors in consideration of convection and operating temperatures inside the hot box. Are placed in parallel.

본 발명의 일 측면에서, 상기 고온 박스는 제 3 촉매 연소기 및 보조 연료 개질기를 더 포함하되, 상기 제 3 촉매 연소기는 상기 스택 미반응 연료의 일부를 연소시키고, 상기 보조 연료 개질기는 상기 스택 미반응 연료의 일부 연소에 따라 개질 반응을 활성화하여 상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기의 온도를 제어한다.In one aspect of the invention, the hot box further comprises a third catalytic combustor and an auxiliary fuel reformer, wherein the third catalytic combustor combusts a portion of the stack unreacted fuel and the auxiliary fuel reformer is the stack unreacted fuel. Partial combustion of the fuel activates a reforming reaction to control the temperature of the fuel cell stack and fuel reformer.

본 발명의 일 측면에서, 상기 고온 박스 외부에 위치하고, 상기 스택 미반응 연료 출구 밸브을 통해 외부로 배출된 스택 미반응 연료를 연소하는 점화기 및 상기 점화기의 연소로 인해 온수를 제조하는 제 4 열 교환기를 더 포함하되 상기 제 4 열 교환기의 온수 제조는 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브 및 공기 예열기 출구 밸브를 통해 배출되는 배기 가스의 온도를 낮춘다.In one aspect of the invention, an igniter located outside the hot box and combusting the stack unreacted fuel discharged to the outside through the stack unreacted fuel outlet valve and a fourth heat exchanger for producing hot water due to combustion of the igniter. The hot water production of the fourth heat exchanger further includes lowering the temperature of the exhaust gas discharged through the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve and the air preheater outlet valve.

본 발명의 일 측면에서, 상기 제 1, 2 및 3 열 교환기가 온수를 제조하는 경우, 상기 제 1, 2 및 3 열 교환기의 온수 제조는 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브 및 공기 예열기 출구 밸브를 통해 배출되는 배기 가스의 온도를 낮춘다.In one aspect of the invention, where the first, second and third heat exchangers produce hot water, the hot water production of the first, second and third heat exchangers may comprise the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve and the air preheater. Lower the temperature of the exhaust gas discharged through the outlet valve.

본 발명의 일 측면에서, 상기 연료 전지 스택의 공기극 배출 가스는 상기 고온 박스의 내부에 머무르며, 상기 제 1, 2 촉매 연소기에서 스택 미반응 연료와 연소가 되어 고온의 배기 가스를 제공한다.In one aspect of the invention, the cathode exhaust gas of the fuel cell stack stays inside the hot box and is combusted with the stack unreacted fuel in the first and second catalytic combustors to provide a high temperature exhaust gas.

본 발명의 일 측면에서, 상기 스택 미반응 연료 출구 밸브는 상기 연료 전지 스택, 공기 예열기 및 기화기로 연결된 배관의 온도가 과열되는 경우 온도를 제어한다.In one aspect of the invention, the stack unreacted fuel outlet valve controls the temperature when the temperature of the pipe connected to the fuel cell stack, air preheater and vaporizer is overheated.

본 발명의 일 측면에서, 상기 스택 미반응 연료 출구의 밸브가 개방되면, 상기 스택 미반응 연료 출구 밸브로 연결된 배관의 차압을 감소시켜 상기 스택 미반응 연료의 일부가 상기 제 1, 2 촉매 연소기를 거치지 않고 외부로 배출됨으로써, 상기 고온 박스의 내부에서 연소되는 연료의 양이 감소하여 상기 고온 박스의 내부 온도를 제어한다.In one aspect of the invention, when the valve of the stack unreacted fuel outlet is opened, the differential pressure of the pipe connected to the stack unreacted fuel outlet valve is reduced so that a portion of the stack unreacted fuel is removed from the first and second catalytic combustors. By discharging to the outside without passing, the amount of fuel burnt in the inside of the hot box is reduced to control the internal temperature of the hot box.

본 발명의 일 측면에서, 상기 제 3 촉매 연소기 및 보조 연료 개질기는 이중 배관의 일체형 구조이며, 상기 이중 배관의 내부에는 보조 연료 개질 촉매가 위치하고, 상기 이중 배관의 외부에는 상기 스택 미반응 연료가 공급되어 상기 고온 박스의 내부로 배출된 상기 연료 전지 스택의 공기극 출구 가스를 이용하여 열원을 공급한다.In one aspect of the present invention, the third catalytic combustor and the auxiliary fuel reformer is an integral structure of a double pipe, an auxiliary fuel reforming catalyst is located inside the double pipe, and the stack unreacted fuel is supplied to the outside of the double pipe. And supply the heat source using the cathode outlet gas of the fuel cell stack discharged into the high temperature box.

본 발명의 일 측면에서, 상기 제 3 촉매 연소기는 분기된 배관을 포함하되, 상기 분기된 배관은 국부적인 과열 방지를 위해 상기 스택 미반응 연료가 상기 보조 연료 개질기 전체에 균일하게 분배되도록 한다.
In one aspect of the invention, the third catalytic combustor comprises a branched piping, the branched piping allowing the stack unreacted fuel to be uniformly distributed throughout the auxiliary fuel reformer to prevent local overheating.

전술한 본 발명의 고체 산화물 연료 전지 시스템의 과제 해결 수단 중 하나에 의하면, 연소 가스가 배출되는 배관을 열 교환이 일어나는 주요 부위별로 분기하여 열 교환이 완료된 부분에 밸브를 설치하고, 분기된 각 배관에 걸리는 차압으로 시스템 내부의 유량을 조절함으로써, 시스템 내부의 온도 제어를 용이하게 할 수 있다.According to one of the problem solving means of the solid oxide fuel cell system of the present invention described above, a valve is installed at a portion where the heat exchange is completed by branching the pipe where the combustion gas is discharged by the main portion where the heat exchange takes place, and each branched pipe By regulating the flow rate inside the system by the differential pressure applied to, the temperature control inside the system can be facilitated.

또한 전동식 밸브를 설치하고 주요 부위의 온도를 계측하여 시스템 운전 상태에 따라 자동으로 온도 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써 운전 시 안전성을 확보하고 시스템 성능 및 내구성 향상에 기여할 수 있다.
In addition, by installing an electric valve and measuring the temperature of the main part so that the temperature can be automatically controlled according to the operating state of the system, it can secure safety during operation and contribute to the improvement of system performance and durability.

도 1은 본 발명에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 3 촉매 연소기와 보조 연료 개질기의 세부 구조를 도시한 도면이다.
1 is a view showing the configuration of a solid oxide fuel cell system according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a configuration of a solid oxide fuel cell system according to another exemplary embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a detailed structure of a third catalytic combustor and an auxiliary fuel reformer according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다.The present invention may be variously modified and have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail with reference to the accompanying drawings.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제 1, 제 2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.In addition, the numbers (eg, first, second, etc.) used in the description process of the present specification are merely identification symbols for distinguishing one component from another component.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.Also, in this specification, when an element is referred to as being "connected" or "connected" with another element, the element may be directly connected or directly connected to the other element, It should be understood that, unless an opposite description is present, it may be connected or connected via another element in the middle.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템의 구성을 도시한 도면이다.1 is a view showing the configuration of a solid oxide fuel cell system according to the present invention.

본 발명에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)은 고온 박스(110), 스택(111), 연료 개질기(112a), 연료 예비 개질기(113), 기화기(114), 공기 예열기(115), 제 1 촉매 연소기(116a), 제 2 촉매 연소기(116b), 연료 개질 예열기(117), 제 1 열 교환기(118a), 제 2 열 교환기(118b), 제 3 열 교환기(118c), 제 4 열 교환기(120), 점화기(130), 기화기 출구 밸브(140), 스택 미반응 연료 출구 밸브(150), 공기 예열기 출구 밸브(160), 제 1 기액 분리기(171), 제 2 기액 분리기(172) 및 온수 저장 탱크(180)를 포함한다.The solid oxide fuel cell system 100 according to the present invention includes a high temperature box 110, a stack 111, a fuel reformer 112a, a fuel pre-reformer 113, a vaporizer 114, an air preheater 115, a first Catalytic combustor 116a, second catalytic combustor 116b, fuel reforming preheater 117, first heat exchanger 118a, second heat exchanger 118b, third heat exchanger 118c, fourth heat exchanger ( 120, igniter 130, vaporizer outlet valve 140, unreacted fuel outlet valve 150, air preheater outlet valve 160, first gas-liquid separator 171, second gas-liquid separator 172, and hot water Storage tank 180.

각 구성 요소를 설명하면, 고온 박스(110)는 스택(111), 연료 개질기(112a), 기화기(114), 제 1, 2 촉매 연소기(116a, 116b), 제 1, 2, 3 열 교환기(118a ~ 118c) 등 고온에서 운전되는 부품의 작동 온도 유지를 위한 단열을 제공하고, 열 교환 시, 열 손실을 최소화하여 시스템 효율을 향상시킨다.In describing each component, the hot box 110 includes a stack 111, a fuel reformer 112a, a vaporizer 114, a first and second catalytic combustors 116a and 116b, and a first, second and third heat exchanger ( 118a to 118c) to provide thermal insulation to maintain the operating temperature of components operating at high temperatures, and to minimize heat losses during heat exchange to improve system efficiency.

참고로, 제 1, 2, 3, 및 4 열 교환기(118a ~ 118c, 120)는 온수 열 교환기를 사용할 수 있으며, 이하에서는 제 1, 2, 3, 및 4 열 교환기(118a ~ 118c, 120)의 예로 온수 열 교환기를 사용하도록 한다.For reference, the first, second, third, and fourth heat exchangers 118a to 118c and 120 may use hot water heat exchangers, hereinafter, the first, second, third, and fourth heat exchangers 118a to 118c and 120. For example, use a hot water heat exchanger.

또한, 스택(111)의 공기극(연료 전지의 음극) 출구 가스는 연료 개질기(112a)에 필요한 열량을 제공한 후 고온 박스(110) 내부로 배출되었다가 제 1 촉매 연소기(116a)와 제 2 촉매 연소기(116b)로 공급되어 스택 미반응 연료를 연소시킨다.In addition, the cathode (cathode of the fuel cell) outlet gas of the stack 111 was discharged into the hot box 110 after providing the required amount of heat to the fuel reformer 112a, and then the first catalytic combustor 116a and the second catalyst. It is supplied to the combustor 116b to combust the stack unreacted fuel.

이를 위해, 고온 박스(110)는 높은 단열 특성과 일정 압력 내에서 가스기밀을 유지할 수 있으며, 배관 및 측정선 유입부도 고온 가스켓을 이용해 밀봉될 수 있다.To this end, the high temperature box 110 may maintain the gas tightness within a high heat insulating property and a constant pressure, and the pipe and the measuring line inlet may also be sealed using a high temperature gasket.

또한, 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)의 운전 초기 승온 및 온도 제어를 위해 고온 박스(100)의 내부에 전기 발열체가 설치될 수도 있다.In addition, an electric heating element may be installed inside the high temperature box 100 for the initial temperature raising and temperature control of the solid oxide fuel cell system 100.

참고로, 고체 산화물 연료 전지는 다양한 연료를 이용할 수 있는데, 본 발명에서는 NG 또는 LPG를 연료를 이용하는 실시예를 설명하도록 한다 For reference, the solid oxide fuel cell may use a variety of fuels, the present invention will be described an embodiment using the fuel NG or LPG.

한편, 압축기(미도시) 또는 MFC(Mass Flow Controller)(미도시)를 이용하여 공급된 연료는 탈황기(미도시)를 거친 후 기화기(114)에서 생성된 수증기와 혼합되어 연료 예비 개질기(113)로 공급된다.On the other hand, the fuel supplied by using a compressor (not shown) or a Mass Flow Controller (MFC) (not shown) is passed through a desulfurizer (not shown) and then mixed with the steam generated in the vaporizer 114, fuel pre-reformer 113 Is supplied.

이때, 개질 반응에 필요한 물은 제 1 기액 분리기(171)에서 펌프를 이용하여 기화기(114)로 공급될 수 있으며, 이후, 기화기(114)는 스택 미반응 연료를 제 1 촉매 연소기(116a)에서 연소되어 생성된 배기 가스와 열 교환 함으로써 고온의 수증기를 생성할 수 있다.In this case, the water required for the reforming reaction may be supplied to the vaporizer 114 using a pump in the first gas-liquid separator 171, and then the vaporizer 114 may supply the stack unreacted fuel in the first catalytic combustor 116a. By exchanging heat with the combustion gas produced | generated, hot steam can be produced | generated.

한편, 연료 예비 개질기(113)는 수증기와 탄화수소 연료를 촉매 반응에 의해 메탄과 수소로 분해하는데, 이 때 필요한 열은 기화기(114)에서 생성된 수증기에 의해 공급될 수 있다.On the other hand, the fuel pre-reformer 113 decomposes steam and hydrocarbon fuel into methane and hydrogen by a catalytic reaction, the heat required at this time may be supplied by the steam generated in the vaporizer 114.

이후, 연료 예비 개질 반응이 끝난 반응물은 연료 개질 예열기(117)에서 고온(700~750℃)의 스택 미반응 연료와 열 교환을 하여 예열된 후, 연료 개질기(112a)에서 수증기 개질 반응을 거친 후 스택(111)의 연료극(연료 전지의 양극) 입구로 공급된다.Subsequently, the reactant after the fuel preliminary reforming reaction is preheated by heat exchange with a stack unreacted fuel having a high temperature (700 to 750 ° C.) in the fuel reforming preheater 117, and then undergoes steam reforming reaction in the fuel reformer 112a. It is supplied to the inlet of the anode (fuel cell anode) of the stack 111.

참고로, 연료 개질 반응에 필요한 열량은 고온(700~750℃)의 공기극 출구 가스와 열 교환을 통해 공급받을 수 있다.For reference, the amount of heat required for the fuel reforming reaction may be supplied through heat exchange with the cathode outlet gas at a high temperature (700-750 ° C.).

한편, 스택 미반응 연료가 제 2 촉매 연소기(116b)에서 연소되어 생성된 고온의 배기 가스는 공기 예열기(115)를 통과하면서 열 교환을 하여 스택(111)에 공급되는 공기를 예열한다.Meanwhile, the hot exhaust gas generated by stack unreacted fuel combusted in the second catalytic combustor 116b undergoes heat exchange while passing through the air preheater 115 to preheat the air supplied to the stack 111.

여기에서, 스택 미반응 연료는 스택 미반응 연료 출구 밸브(150), 기화기 출구 밸브(140), 공기 예열기 출구 밸브(160)의 열림 각도에 의해 분배가 달라질 수 있다.Here, the distribution of the unreacted fuel stack may vary depending on the opening angles of the stack unreacted fuel outlet valve 150, the vaporizer outlet valve 140, and the air preheater outlet valve 160.

일반적인 운전 조건일 때, 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)는 완전히 닫히게 되어 스택 미반응 연료는 제 1 촉매 연소기(116a)와 제 2 촉매 연소기(116b)가 있는 배관으로만 흐르게 된다.Under normal operating conditions, the stack unreacted fuel outlet valve 150 is closed completely so that the stack unreacted fuel flows only to the piping with the first catalytic combustor 116a and the second catalytic combustor 116b.

만일, 기화기(114)와 연료 예비 개질기(113)의 온도가 낮을 경우, 기화If the temperature of the vaporizer 114 and the fuel pre-reformer 113 is low, vaporization

기 출구 밸브(140)를 더 많이 개방하면 제 1 촉매 연소기(116a)로 분기된 배관에 차압이 줄어들게 되어 더 많은 양의 스택 미반응 연료가 제 1 촉매 연소기(116a)로 유입될 수 있다.Opening more air outlet valve 140 reduces the differential pressure in the pipe branched to the first catalytic combustor 116a so that a larger amount of unreacted fuel can flow into the first catalytic combustor 116a.

따라서, 더 많은 양의 스택 미반응 연료가 연소되므로 기화기(114)에 보다 많은 열량을 공급할 수 있다.Thus, a larger amount of unreacted fuel is burned, thus allowing more heat to be supplied to the vaporizer 114.

또한, 공기 예열기(115) 및 스택(111)의 공기극 입구 온도가 낮을 경우, 공기 예열기 출구 밸브(160)를 더 많이 개방하여 제 2 촉매 연소기(116b)로 분기된 배관에 차압을 감소시킬 수 있다.In addition, when the air inlet temperatures of the air preheater 115 and the stack 111 are low, the air preheater outlet valve 160 may be opened more to reduce the differential pressure in the pipe branched to the second catalytic combustor 116b. .

따라서, 더 많은 양의 스택 미반응 연료가 제 2 촉매 연소기(116b)로 유입 되고 공기 예열기(115)의 온도가 상승하게 된다.Thus, a larger amount of unreacted stack of fuel enters the second catalytic combustor 116b and the temperature of the air preheater 115 rises.

전술한 바와 같이, 스택(111)의 공기극 출구 가스는 연료 개질기(112a)에 필요한 열량을 공급한 후 고온 박스(110) 내부에 머물러 있다가 기화기 출구 밸브(140)와 공기 예열기 출구 밸브(160)의 개방 조건에 따른 배관 차압 변화에 의해 제 1 촉매 연소기(116a)와 제 2 촉매 연소기(116b)로 분기되어 연소 후 외부로 배출될 수 있다.As described above, the cathode outlet gas of the stack 111 stays inside the hot box 110 after supplying the required amount of heat to the fuel reformer 112a, and then the vaporizer outlet valve 140 and the air preheater outlet valve 160. Due to the pipe differential pressure change according to the opening condition of the first catalytic combustor 116a and the second catalytic combustor 116b may be branched out after combustion and discharged to the outside.

또한, 고온 박스(110) 내부의 스택(111), 공기 예열기(115)와 기화기(114)로 분기된 배관의 온도가 모두 과열될 경우, 온도 제어를 위해 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)를 이용할 수 있다.In addition, when the temperature of the pipes branched into the stack 111, the air preheater 115, and the vaporizer 114 inside the hot box 110 is all overheated, the stack unreacted fuel outlet valve 150 is opened for temperature control. It is available.

예들 들어, 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)가 개방되면, 이곳으로 분기된 배관의 차압이 감소하여 스택 미반응 연료의 일부가 제 1 촉매 연소기(116a)와 제 2 촉매 연소기(116b)를 거치지 않고 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)를 통해 외부로 배출될 수 있다.For example, when the stack unreacted fuel outlet valve 150 is opened, the differential pressure in the pipe branching there is reduced so that a portion of the stack unreacted fuel does not pass through the first catalytic combustor 116a and the second catalytic combustor 116b. May be discharged to the outside through the stack unreacted fuel outlet valve 150.

따라서, 고온 박스(110) 내부에서 연소되는 연료의 양이 줄어들게 되어 내부 온도를 낮출 수 있다.Therefore, the amount of fuel burnt in the high temperature box 110 may be reduced, thereby lowering the internal temperature.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)은 고온 작동으로 인해 전력 생산뿐만 아니라 온수 제조를 통한 열 병합 발전이 용이하다.On the other hand, the solid oxide fuel cell system 100 according to an embodiment of the present invention is easy to heat generation power generation through hot water production as well as power generation due to high temperature operation.

본 발명의 실시예에서는 온수 제조를 통해 열 효율을 향상시키고, 기화기 출구 밸브(140), 스택 미반응 연료 출구 밸브(150), 공기 예열기 출구 밸브(160)를 통해 배출되는 배기 가스 온도를 낮추기 위해서, 온수 제조를 위한 제 1, 2, 3 및 4 열 교환기(118a ~ 118c, 120)를 이용할 수 있다.In the embodiment of the present invention to improve the thermal efficiency through the production of hot water, and to lower the exhaust gas temperature discharged through the vaporizer outlet valve 140, the stack unreacted fuel outlet valve 150, the air preheater outlet valve 160. The first, second, third and fourth heat exchangers 118a to 118c and 120 for producing hot water can be used.

예를 들어, 온수 저장 탱크(180)에 저장된 물은 펌프(미도시)에 의해 제 1 온수 열 교환기(118a)로 공급되어 기화기 출구 밸브(140)로 배출되는 가스의 온도를 저하시킬 수 있다.For example, the water stored in the hot water storage tank 180 may be supplied to the first hot water heat exchanger 118a by a pump (not shown) to lower the temperature of the gas discharged to the vaporizer outlet valve 140.

또한, 온수 저장 탱크(180)에 저장된 물은 제 2 온수 열 교환기(118b)에서 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)로 배출되는 가스의 온도를 저하시킬 수 있으며, 제 3 온수 열 교환기(118c)에서 공기 예열기 출구 밸브(160)로 배출되는 가스의 온도를 저하시킬 수 있다.In addition, the water stored in the hot water storage tank 180 may lower the temperature of the gas discharged from the second hot water heat exchanger (118b) to the stack unreacted fuel outlet valve 150, the third hot water heat exchanger (118c) In this case, the temperature of the gas discharged to the air preheater outlet valve 160 may be lowered.

이후, 온수 저장 탱크(180)에 저장된 물은 고온 박스(110) 외부에 있는 제 4 온수 열 교환기(120)에서 점화기(130)에서 연소된 배기 가스와 열 교환을 거친 후 다시 온수 저장 탱크(180)에 모이게 된다.Thereafter, the water stored in the hot water storage tank 180 undergoes heat exchange with the exhaust gas combusted by the igniter 130 in the fourth hot water heat exchanger 120 outside the high temperature box 110, and then again, the hot water storage tank 180. Gathered in).

또한, 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)를 통해 외부로 배출된 스택 미반응 연료는 제 2 기액 분리기(172)에서 수분을 제거한 후 점화기(130)에서 외부의 공기와 연소가 일어나고, 제 4 온수 열 교환기(120)에서 온수를 제조하여 상온으로 냉각된 후 대기로 배출될 수 있다.In addition, the stack unreacted fuel discharged to the outside through the stack unreacted fuel outlet valve 150 removes moisture from the second gas-liquid separator 172 and then burns with outside air in the igniter 130, and the fourth hot water The hot water may be manufactured in the heat exchanger 120 and then cooled to room temperature and then discharged to the atmosphere.

참고로, 온수의 순환 배관은 온수 열 교환기뿐만 아니라 고온 박스(110)의 기밀을 위해 배관 연결 부위에 사용된 가스켓을 지나는 것이 바람직하다.For reference, the circulation pipe of the hot water is preferably passed through the gasket used for the pipe connection for airtightness of the hot box 110 as well as the hot water heat exchanger.

또한, 고온 박스(110) 내부에서 주요 부품의 배치는 고온 박스(110) 내부의 대류 현상 및 작동 온도를 고려하여 상부에 스택(111), 연료 개질기(112a)를 배치하고, 열 교환이 진행됨에 따라 온도가 낮아지는 부품을 하부에 배치할 수 있다.In addition, the arrangement of the main components in the high temperature box 110 is arranged in the stack 111, the fuel reformer 112a on the top in consideration of the convection phenomenon and the operating temperature in the high temperature box 110, the heat exchange proceeds Therefore, a part having a lower temperature can be disposed below.

또한, 스택 미반응 연료와 연소 가스는 모두 다량의 수분이 함유되어 있으므로 상온으로 냉각되어 제 1 기액 분리기(171)와 제 2 기액 분리기(172)에서 물만 포집될 수 있으며, 포집된 물은 펌프를 이용하여 다시 기화기(114)로 공급되어 연료 개질에 공급되는 순환 과정에 사용될 수 있다.In addition, since both the stack unreacted fuel and the combustion gas contain a large amount of water, the stack is cooled to room temperature so that only the water may be collected in the first gas-liquid separator 171 and the second gas-liquid separator 172, and the collected water may be pumped. It can be used in the circulation process is supplied back to the vaporizer 114 is supplied to the fuel reforming.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)의 구성을 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a configuration of a solid oxide fuel cell system 100 according to another exemplary embodiment of the present invention.

연료 개질기(112a)와 스택(111)의 온도 제어를 더욱 효과적으로 하기 위해 제 3 촉매 연소기(116c)와 보조 연료 개질기(112b)가 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)에 추가되었다.A third catalytic combustor 116c and an auxiliary fuel reformer 112b have been added to the solid oxide fuel cell system 100 to more effectively control the temperature of the fuel reformer 112a and stack 111.

연료 개질기(112a)는 흡열 반응이 발생하는 곳으로 열 공급이 필요한데, 스택(111)의 공기극 출구 가스의 열량만으로는 열 공급이 충분하지 않다.The fuel reformer 112a is required to supply heat to a place where an endothermic reaction occurs, and the heat supply is not sufficient only by the amount of heat of the cathode outlet gas of the stack 111.

그 결과로, 연료 개질기(112a)의 온도가 낮아지면 수소로 전환되지 않은 메탄 등의 탄화수소가 스택(111)으로 공급될 수 있으며, 이때, 스택(111)에서 내부 개질 반응이 일어나 스택(111)의 작동 온도가 낮아지게 되어 정상적인 스택(111)의 성능을 얻을 수 없을 뿐만 아니라, 스택(111)의 공기극 출구 가스의 온도가 낮아져 개질 반응이 나빠지는 등의 악순환이 발생할 수 있다.As a result, when the temperature of the fuel reformer 112a is lowered, hydrocarbons such as methane, which are not converted into hydrogen, may be supplied to the stack 111. In this case, an internal reforming reaction may occur in the stack 111 so that the stack 111 may be formed. The operating temperature of the stack is lowered, so that not only the performance of the normal stack 111 may not be obtained, but a vicious cycle may occur such that the temperature of the cathode exit gas of the stack 111 is lowered, resulting in a poor reforming reaction.

따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)은 연료 개질기(112a)와 스택(111)의 온도를 더욱 효과적으로 제어하기 위해 제 3 촉매 연소기(116c)와 보조 연료 개질기(112b)를 더 포함할 수 있다.Accordingly, the solid oxide fuel cell system 100 according to another embodiment of the present invention may further control the third catalytic combustor 116c and the auxiliary fuel reformer 112b to more effectively control the temperature of the fuel reformer 112a and the stack 111. ) May be further included.

이하, 제 3 촉매 연소기(116c)와 보조 연료 개질기(112b)에 대하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, the third catalytic combustor 116c and the auxiliary fuel reformer 112b will be described in detail.

도 2에서 보는 것과 같이, 연료 개질 예열기(117)를 거친 스택 미반응 연료의 일부가 제 3 촉매 연소기(116c)로 공급될 수 있도록 배관이 더 추가될 수 있다.As shown in FIG. 2, piping may be further added to allow a portion of the stack unreacted fuel that has passed through the fuel reforming preheater 117 to be supplied to the third catalytic combustor 116c.

이때, 배관의 길이와 직경은 제 1 촉매 연소기(116a) 및 제 2 촉매 연소기(116b)로 분기된 배관에 걸리는 차압을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.In this case, the length and diameter of the pipe is preferably designed in consideration of the differential pressure applied to the pipe branched to the first catalytic combustor 116a and the second catalytic combustor 116b.

만일, 연료 개질기(112a) 및 스택(111)의 온도가 떨어질 경우, 스택 미반응 연료 출구 밸브(150)는 잠그고, 공기 예열기 출구 밸브(160)와 기화기 출구 밸브(140)의 열림 각도를 동시에 줄이게 되면, 이들에 분기된 배관의 압력이 증가하여 제 3 촉매 연소기(116c)로 분기된 배관으로 흐르는 스택 미반응 연료가 증가하게 된다.If the temperature of the fuel reformer 112a and the stack 111 drops, the stack unreacted fuel outlet valve 150 is locked and the opening angles of the air preheater outlet valve 160 and the carburetor outlet valve 140 are simultaneously reduced. As a result, the pressure of the pipes branched to them increases, so that the stack unreacted fuel flowing to the pipes branched to the third catalytic combustor 116c increases.

따라서, 제 3 촉매 연소기(116c)에서 추가로 발생된 연소 열은 보조 연료 개질기(112b)에서 개질 반응을 활성화시키고, 연료 개질기(112a) 및 스택(11)의 온도를 상승시킬 수 있다.Accordingly, the combustion heat additionally generated in the third catalytic combustor 116c may activate the reforming reaction in the auxiliary fuel reformer 112b and raise the temperature of the fuel reformer 112a and the stack 11.

참고로, 기화기 출구 밸브(140), 스택 미반응 연료 출구 밸브(150), 공기 예열기 출구 밸브(160)는 모두 전동식 밸브로 구성될 수 있으며, 시스템 운전 시 내부 온도를 계측하고 자동으로 온도 제어가 이루어질 수 있도록 함으로써, 시스템 운전 시 안전성을 확보하고 시스템의 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있다.For reference, the carburetor outlet valve 140, the stack unreacted fuel outlet valve 150, and the air preheater outlet valve 160 may all be configured as electric valves. By making it possible, it is possible to ensure safety during system operation and to improve the performance and durability of the system.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제 3 촉매 연소기(116c)와 보조 연료 개질기(112b)의 세부 구조를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating the detailed structure of the third catalytic combustor 116c and the auxiliary fuel reformer 112b according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 제 3 촉매 연소기(116c)와 보조 연료 개질기(112b)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 이중 배관의 일체형 구조로 제작될 수 있다.As shown in FIG. 3, the third catalytic combustor 116c and the auxiliary fuel reformer 112b according to the exemplary embodiment of the present invention may be manufactured as an integrated structure of a double pipe.

내부 배관에는 연료 개질 예열기(117)를 통과한 반응물 일부의 개질 반응이 일어나는 보조 연료 개질기(112b)가 위치하며, 보조 연료 개질기(112b)의 외부 배관에는 제 3 촉매 연소기(116c)가 감싸고 있다.An auxiliary fuel reformer 112b in which a reforming reaction of a part of a reactant that passes through the fuel reforming preheater 117 occurs is located in the inner pipe, and a third catalytic combustor 116c is wrapped in an outer pipe of the auxiliary fuel reformer 112b.

이곳으로 스택 미반응 연료가 공급되어 고온 박스(110) 내부로 배출된 스택(111)의 공기극 출구 가스를 이용하여 연소가 일어난다.Combustion occurs using the cathode outlet gas of the stack 111 supplied to the stack unreacted fuel and discharged into the high temperature box 110.

이때, 국부적인 과열을 방지하기 위해 스택 미반응 연료가 보조 연료 개질기(112b) 전체에 걸쳐 균일하게 분배가 일어날 수 있도록 제 3 촉매 연소기(116c)에 분기된 배관이 추가될 수 있다.In this case, a branched pipe may be added to the third catalytic combustor 116c to uniformly distribute the stack unreacted fuel throughout the auxiliary fuel reformer 112b to prevent local overheating.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 고체 산화물 연료 전지 시스템(100)의 온도 제어를 위해 스택 미반응 연료 및 고온 박스(110)에 머물고 있는 스택(111)의 공기극 출구 가스의 배기 배관을 다수로 분기하고, 연소된 고온의 배기 가스가 분기된 배관을 지나면서 반응물 예열과 온수 제조에 필요한 열 교환을 통해 충분히 냉각이 이루어진 후 고온 박스(110) 외부로 배출될 수 있다.As described above, the present invention branches a plurality of exhaust pipes of the cathode outlet gas of the stack 111 remaining in the stack unreacted fuel and the high temperature box 110 for temperature control of the solid oxide fuel cell system 100. Then, the combustion high temperature exhaust gas is passed through the branched pipe and sufficiently cooled through heat exchange necessary for preheating the reactant and producing hot water, and then may be discharged to the outside of the high temperature box 110.

이때, 분기된 배관의 고온 박스(110) 외부에는 열림 각도가 조절되는 전동 밸브, 즉, 기화기 출구 밸브(140), 스택 미반응 연료 출구 밸브(150), 공기 예열기 출구 밸브(160)가 있어 분기된 배관의 차압을 조정하여 배관을 지나는 배기 가스의 유량을 조절함으로써 시스템 내부의 온도를 제어할 수 있다.At this time, the outside of the high temperature box 110 of the branched pipe has an electric valve, that is, the opening angle is adjusted, that is, the vaporizer outlet valve 140, the stack unreacted fuel outlet valve 150, the air preheater outlet valve 160 is branched The temperature inside the system can be controlled by adjusting the differential pressure of the finished pipe by controlling the flow rate of the exhaust gas passing through the pipe.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas falling within the scope of the same shall be construed as falling within the scope of the present invention.

100 : 고체 산화물 연료 전지 시스템
110 : 고온 박스
111 : 스택
112a : 연료 개질기, 112b : 보조 연료 개질기
113 : 연료 예비 개질기
114 : 기화기
115 : 공기 예열기
116a : 제 1 촉매 연소기,116b : 제 2 촉매 연소기,116c : 제 3 촉매 연소기
117 : 연료 개질 예열기
118a : 제 1 온수 열 교환기, 118b : 제 2 온수 열 교환기
118c : 제 3 온수 열 교환기, 120 : 제 4 온수 열 교환기
130 : 점화기
140 : 기화기 출구 밸브
150 : 스택 미반응 연료 출구 밸브
160 : 공기 예열기 출구 밸브
171 : 제 1 기액 분리기
172 : 제 2 기액 분리기
180 : 온수 저장 탱크
100: Solid Oxide Fuel Cell System
110: high temperature box
111: stack
112a: fuel reformer, 112b: auxiliary fuel reformer
113: fuel reserve reformer
114: carburetor
115: air preheater
116a: first catalytic combustor, 116b second catalytic combustor, 116c third catalytic combustor
117: fuel reforming preheater
118a: first hot water heat exchanger, 118b: second hot water heat exchanger
118c: third hot water heat exchanger, 120: fourth hot water heat exchanger
130: igniter
140: carburetor outlet valve
150: stack unreacted fuel outlet valve
160: air preheater outlet valve
171: first gas-liquid separator
172: second gas-liquid separator
180: hot water storage tank

Claims (10)

고체 산화물 연료 전지 시스템에 있어서,
내부 공간에, 연료 전지 스택과 연료 개질기, 상기 연료 개질기와 연결된 제 1, 2 촉매 연소기, 상기 제 1 촉매 연소기와 연결된 기화기, 상기 제 2 촉매 연소기와 연결된 공기 예열기, 상기 기화기와 연결된 제 1 열 교환기, 상기 연료 전지 스택과 연결된 제 2 열 교환기, 상기 공기 예열기와 연결된 제 3 열 교환기를 포함하며, 단열(斷熱) 및 기밀(氣密) 기능을 가지는 고온 박스 및
상기 고온 박스의 외부에 위치하여 상기 제 1 열 교환기와 연결된 기화기 출구 밸브, 상기 제 2 열 교환기와 연결된 스택 미반응 연료 출구 밸브, 상기 제 3 열 교환기와 연결된 공기 예열기 출구 밸브
를 포함하되,
스택 미반응 연료 및 상기 고온 박스의 내부 공기는 상기 열 교환기를 통해 상기 고온 박스의 내부에 필요한 열량을 공급하며, 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브, 공기 예열기 출구 밸브는 각 밸브의 열림 각도에 따라 각 배관의 차압을 조절하여 상기 스택 미반응 연료의 분배 및 상기 고온 박스의 내부 온도를 제어하는 것인, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
In a solid oxide fuel cell system,
In an interior space, a fuel cell stack and a fuel reformer, first and second catalytic combustors connected to the fuel reformer, a vaporizer connected to the first catalytic combustor, an air preheater connected to the second catalytic combustor, a first heat exchanger connected to the vaporizer A high temperature box including a second heat exchanger connected to the fuel cell stack, a third heat exchanger connected to the air preheater, and having a heat insulation and airtight function;
A vaporizer outlet valve located outside of the hot box and connected to the first heat exchanger, a stack unreacted fuel outlet valve connected to the second heat exchanger, and an air preheater outlet valve connected to the third heat exchanger.
Including but not limited to:
Stack unreacted fuel and the internal air of the hot box supply the required amount of heat to the interior of the hot box through the heat exchanger, and the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve, and the air preheater outlet valve open each valve. And controlling the distribution of the stack unreacted fuel and the internal temperature of the hot box by adjusting the differential pressure of each pipe according to the angle.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기는 상기 고온 박스의 내부 공간 중 상부에 위치하며, 상기 제 1, 2 촉매 연소기는 상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기의 하단에 위치하고, 상기 기화기 및 공기 예열기는 상기 제 1, 2 촉매 연소기의 하단에 병렬로 위치하며, 상기 제 1, 2, 3 열 교환기는 상기 고온 박스 내부의 대류 현상 및 작동 온도를 고려하여 상기 제 1, 2 촉매 연소기의 하단에 병렬로 배치되는 것인, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
The fuel cell stack and the fuel reformer are located at an upper portion of the inner space of the hot box, the first and second catalytic combustors are located at the bottom of the fuel cell stack and the fuel reformer, and the vaporizer and the air preheater are located in the first, Located in parallel at the bottom of the two catalytic combustor, the first, second, third heat exchanger is disposed in parallel at the bottom of the first, second catalytic combustor in consideration of the convection phenomenon and operating temperature inside the hot box. Solid oxide fuel cell system.
제 1 항에 있어서,
상기 고온 박스는 제 3 촉매 연소기 및 보조 연료 개질기
를 더 포함하되,
상기 제 3 촉매 연소기는 상기 스택 미반응 연료의 일부를 연소시키고, 상기 보조 연료 개질기는 상기 스택 미반응 연료의 일부 연소에 따라 개질 반응을 활성화하여 상기 연료 전지 스택 및 연료 개질기의 온도를 제어하는, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
The hot box is a third catalytic combustor and auxiliary fuel reformer
Further comprising:
The third catalytic combustor combusts a portion of the stack unreacted fuel, and the auxiliary fuel reformer activates a reforming reaction according to the partial combustion of the stack unreacted fuel to control the temperature of the fuel cell stack and the fuel reformer, Solid oxide fuel cell system.
제 1 항에 있어서,
상기 고온 박스 외부에 위치하고, 상기 스택 미반응 연료 출구 밸브을 통해 외부로 배출된 스택 미반응 연료를 연소하는 점화기 및
상기 점화기의 연소로 인해 온수를 제조하는 제 4 열 교환기
를 더 포함하되
상기 제 4 열 교환기의 온수 제조는 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브 및 공기 예열기 출구 밸브를 통해 배출되는 배기 가스의 온도를 낮추는, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
An igniter located outside the hot box and combusting the stack unreacted fuel discharged to the outside through the stack unreacted fuel outlet valve;
A fourth heat exchanger for producing hot water due to the combustion of the igniter
Include more
The hot water production of the fourth heat exchanger lowers the temperature of the exhaust gas discharged through the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve, and the air preheater outlet valve.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1, 2 및 3 열 교환기가 온수를 제조하는 경우, 상기 제 1, 2 및 3 열 교환기의 온수 제조는 상기 기화기 출구 밸브, 스택 미반응 연료 출구 밸브 및 공기 예열기 출구 밸브를 통해 배출되는 배기 가스의 온도를 각각 낮추는, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
When the first, second and third heat exchangers produce hot water, the hot water production of the first, second and third heat exchangers is exhausted through the vaporizer outlet valve, the stack unreacted fuel outlet valve and the air preheater outlet valve. A solid oxide fuel cell system, each lowering the temperature of a gas.
제 1 항에 있어서,
상기 연료 전지 스택의 공기극 배출 가스는 상기 고온 박스의 내부에 머무르며, 상기 제 1, 2 촉매 연소기에서 스택 미반응 연료와 연소가 되어 고온의 배기 가스를 제공하는 것인, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
The cathode exhaust gas of the fuel cell stack stays inside the hot box and is combusted with the stack unreacted fuel in the first and second catalytic combustors to provide a high temperature exhaust gas.
제 1 항에 있어서,
상기 스택 미반응 연료 출구 밸브는 상기 연료 전지 스택, 공기 예열기 및 기화기로 연결된 배관의 온도가 과열되는 경우 온도를 제어하는, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 1,
And the stack unreacted fuel outlet valve controls a temperature when a temperature of a pipe connected to the fuel cell stack, an air preheater, and a vaporizer is overheated.
제 7 항에 있어서,
상기 스택 미반응 연료 출구의 밸브가 개방되면, 상기 스택 미반응 연료 출구 밸브로 연결된 배관의 차압을 감소시켜 상기 스택 미반응 연료의 일부가 상기 제 1, 2 촉매 연소기를 거치지 않고 외부로 배출됨으로써, 상기 고온 박스의 내부에서 연소되는 연료의 양이 감소하여 상기 고온 박스의 내부 온도를 제어하는 것인, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 7, wherein
When the valve of the stack unreacted fuel outlet is opened, the differential pressure of the pipe connected to the stack unreacted fuel outlet valve is reduced so that a part of the stack unreacted fuel is discharged to the outside without passing through the first and second catalytic combustors, Wherein the amount of fuel burnt inside the hot box is reduced to control the internal temperature of the hot box.
제 3 항에 있어서,
상기 제 3 촉매 연소기 및 보조 연료 개질기는 이중 배관의 일체형 구조이며, 상기 이중 배관의 내부에는 보조 연료 개질 촉매가 위치하고, 상기 이중 배관의 외부에는 상기 스택 미반응 연료가 공급되어 상기 고온 박스의 내부로 배출된 상기 연료 전지 스택의 공기극 출구 가스를 이용하여 열원을 공급하는, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 3, wherein
The third catalytic combustor and the auxiliary fuel reformer are an integral structure of a double pipe, wherein the auxiliary fuel reforming catalyst is located inside the double pipe, and the stack unreacted fuel is supplied to the outside of the double pipe to the inside of the hot box. And a heat source is supplied using the cathode outlet gas of the discharged fuel cell stack.
제 9 항에 있어서,
상기 제 3 촉매 연소기는 분기된 배관을 포함하되, 상기 분기된 배관은 국부적인 과열 방지를 위해 상기 스택 미반응 연료가 상기 보조 연료 개질기 전체에 균일하게 분배되도록 하는 것인, 고체 산화물 연료 전지 시스템.
The method of claim 9,
Wherein the third catalytic combustor comprises a branched piping, the branched piping such that the stack unreacted fuel is uniformly distributed throughout the auxiliary fuel reformer to prevent local overheating.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101314634B1 (en) 2012-01-13 2013-10-04 한국과학기술연구원 Apparatus and method for providing reformed gas with solid oxide fuel cell
RU2650184C2 (en) * 2013-07-09 2018-04-11 Серес Интеллекчуал Проперти Компани Лимитед Improved fuel cell systems and methods related to fuel elements

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829089B1 (en) 2006-11-15 2008-05-19 지에스칼텍스 주식회사 Fuel cell system and its operating method

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100829089B1 (en) 2006-11-15 2008-05-19 지에스칼텍스 주식회사 Fuel cell system and its operating method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101314634B1 (en) 2012-01-13 2013-10-04 한국과학기술연구원 Apparatus and method for providing reformed gas with solid oxide fuel cell
RU2650184C2 (en) * 2013-07-09 2018-04-11 Серес Интеллекчуал Проперти Компани Лимитед Improved fuel cell systems and methods related to fuel elements
US10615439B2 (en) 2013-07-09 2020-04-07 Ceres Intellectual Property Company Limited Fuel cell stack and steam reformer systems and methods

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