Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP2916293B2 - Fuel cell generator - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP2916293B2 - Fuel cell generator - Google Patents

Fuel cell generator

Info

Publication number
JP2916293B2
JP2916293B2 JP3095542A JP9554291A JP2916293B2 JP 2916293 B2 JP2916293 B2 JP 2916293B2 JP 3095542 A JP3095542 A JP 3095542A JP 9554291 A JP9554291 A JP 9554291A JP 2916293 B2 JP2916293 B2 JP 2916293B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
supply system
steam
fuel supply
main
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3095542A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04324255A (en
Inventor
次郎 尾園
貴司 宮崎
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.)
Toshiba Corp
NTT Inc
Original Assignee
Toshiba Corp
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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 Toshiba Corp, Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3095542A priority Critical patent/JP2916293B2/en
Publication of JPH04324255A publication Critical patent/JPH04324255A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2916293B2 publication Critical patent/JP2916293B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related 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)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】〔発明の目的〕[Object of the invention]

【0002】[0002]

【産業上の利用分野】本発明は、非常時等に常用燃料か
ら予備燃料に切替える運転を可能とした燃料電池発電装
置に係り、特に切替え運転時における改質用蒸気の供給
量変更を迅速かつ確実に行えるようにした燃料電池発電
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuel cell power generator capable of switching from a normal fuel to a reserve fuel in an emergency or the like. The present invention relates to a fuel cell power generator that can be reliably performed.

【0003】[0003]

【従来の技術】燃料電池発電装置は、例えば都市ガス、
LNG等のメタンガスを主体とする燃料を水素ガスに改
質し、この水素ガスを空気中の酸素と電気化学的に反応
させて電気エネルギに変換するものである。
2. Description of the Related Art Fuel cell power generators include, for example, city gas,
A fuel mainly composed of methane gas such as LNG is reformed into hydrogen gas, and this hydrogen gas is electrochemically reacted with oxygen in the air to convert it into electric energy.

【0004】図6は、メタンガスを主体とする燃料を使
用する従来のリン酸型燃料電池発電装置の系統構成を示
したものである。
FIG. 6 shows a system configuration of a conventional phosphoric acid fuel cell power generator using fuel mainly composed of methane gas.

【0005】都市ガス配管またはガスタンク等の燃料供
給源1から燃料配管2が導かれ、この燃料配管2に燃料
流量調節弁3、脱硫器4、改質装置5、変成器6および
燃料電池本体7が順次に接続され、燃料電池本体7に負
荷8が連結されている。
A fuel pipe 2 is led from a fuel supply source 1 such as a city gas pipe or a gas tank, and a fuel flow control valve 3, a desulfurizer 4, a reformer 5, a transformer 6, and a fuel cell body 7 are supplied to the fuel pipe 2. Are sequentially connected, and a load 8 is connected to the fuel cell main body 7.

【0006】燃料供給源1から燃料配管2を介して供給
される燃料は、燃料流量調節弁3で流量調節され、脱硫
器4で硫黄分を除去された後、改質装置5に流入する。
改質装置5は燃料を水素ガスに改質するもので、燃料中
のメタンガス(CH4 )と水蒸気配管9から導入される
水蒸気(H2 O)とを、ニッケル系の触媒を用い約80
0°Cの温度条件で、下記の如く改質反応させる。
[0006] The fuel supplied from the fuel supply source 1 via the fuel pipe 2 is flow-regulated by the fuel flow control valve 3, the sulfur content is removed by the desulfurizer 4, and then flows into the reformer 5.
The reformer 5 reforms the fuel into hydrogen gas. The reformer 5 converts methane gas (CH 4 ) in the fuel and steam (H 2 O) introduced from the steam pipe 9 using a nickel-based catalyst to about 80%.
Under a temperature condition of 0 ° C., a reforming reaction is performed as follows.

【0007】 CH4 +H2 O→CO+3H2 CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

【0008】この反応で水素ガス(H2 )が得られる
が、同時に約15%の一酸化炭素(CO)が含まれ、こ
のままではリン酸型燃料電池で用いる白金触媒を被毒す
るので、このCOを変成器6で下記の如くシフト反応さ
せる。
This reaction produces hydrogen gas (H 2 ), but at the same time contains about 15% of carbon monoxide (CO). If it is left as it is, it will poison the platinum catalyst used in the phosphoric acid type fuel cell. CO is subjected to a shift reaction in the transformer 6 as described below.

【0009】 CO+H2 O→CO2 +H2 CO + H 2 O → CO 2 + H 2

【0010】これにより、最終的に一酸化炭素を1%以
下にして、水素ガス主体の燃料を燃料電池本体7に供給
し、図示しない空気配管から導入する空気中の酸素と電
気化学的に反応させ、これにより電気エネルギへの変換
を行うものである。
As a result, carbon monoxide is finally reduced to 1% or less, and a fuel mainly composed of hydrogen gas is supplied to the fuel cell main body 7, and electrochemically reacts with oxygen in air introduced from an air pipe (not shown). Thus, conversion to electric energy is performed.

【0011】なお、脱硫器4の脱硫用水素としては、変
成器6の下流側から管路10によって抽出したリサイク
ル水素が用いられ、脱硫器4の入口側に供給される。そ
して最適な脱硫作用を行うよう、管路10にリサイクル
水素流量調節弁11が設けられている。
As the hydrogen for desulfurization in the desulfurizer 4, recycled hydrogen extracted from the downstream side of the shift converter 6 through the pipe 10 is used and supplied to the inlet side of the desulfurizer 4. In order to perform an optimal desulfurization action, a recycled hydrogen flow control valve 11 is provided in the pipe 10.

【0012】また、改質装置5における燃料と水蒸気流
量との割合は、燃料流量調節弁3および水蒸気配管9に
設けた水蒸気調節弁12によって、燃料に対応した最適
値に制御される。
The ratio between the fuel and the steam flow rate in the reformer 5 is controlled to an optimum value corresponding to the fuel by the fuel flow rate control valve 3 and the steam control valve 12 provided in the steam pipe 9.

【0013】さらに、燃料電池本体7から排出されるガ
スには、未反応水素ガスが多く含まれているため、改質
装置5に管路13を介して、燃焼用ガスとして送られ
る。
Further, since the gas discharged from the fuel cell main body 7 contains a large amount of unreacted hydrogen gas, it is sent to the reformer 5 via the pipe 13 as combustion gas.

【0014】このシステムでは、燃料流量と、リサイク
ル水素流量と、改質用水蒸気流量とが、負荷8へ流れる
電流によって一義的に決定されるため、この3流量を制
御装置14によって複合的に制御している。
In this system, since the fuel flow rate, the recycled hydrogen flow rate, and the reforming steam flow rate are uniquely determined by the current flowing to the load 8, the three flow rates are controlled by the controller 14 in a complex manner. doing.

【0015】すなわち、負荷8へ流れる電流の量が負荷
電流検知センサ15で検知され、この検知信号aが制御
装置14に入力される。そして制御装置14から、燃料
流量調節弁3、リサイクル水素流量調節弁11および水
蒸気調節弁12に、制御信号Aが出力され、開閉度が複
合的に調節される。なお、改質装置5の温度が温度セン
サ16で検知され、この検知信号bが制御装置14に入
力されて設定値と比較され、燃料流量調節弁3に制御信
号Bが出力されて開閉度の補正が行われる。これによ
り、負荷に応じた燃料消費量を調節するとともに、改質
装置5の温度が一定に保持される。
That is, the amount of current flowing to the load 8 is detected by the load current detection sensor 15, and the detection signal a is input to the control device 14. Then, a control signal A is output from the control device 14 to the fuel flow control valve 3, the recycled hydrogen flow control valve 11, and the steam control valve 12, and the degree of opening and closing is adjusted in a complex manner. The temperature of the reformer 5 is detected by the temperature sensor 16, the detection signal b is input to the controller 14 and compared with a set value, and the control signal B is output to the fuel flow control valve 3 to control the opening / closing degree. Correction is performed. Thereby, the fuel consumption is adjusted according to the load, and the temperature of the reformer 5 is kept constant.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述の燃料電池発電装
置は一般に、都市ガス等の単一燃料で運転される。しか
しながら、地震等の災害によって燃料供給が遮断された
場合には、運転不能となる可能性がある。この場合、例
えばLPGボンベを応急的に接続することが考えられ
る。ところが、LPGの主成分であるプロパンガスを燃
料とする燃料電池発電装置では、改質反応が下記の反応
式となる。
The above-described fuel cell power generator is generally operated on a single fuel such as city gas. However, if the fuel supply is cut off due to a disaster such as an earthquake, the operation may be disabled. In this case, for example, it is conceivable to connect the LPG cylinder in an emergency. However, in a fuel cell power generator using propane gas as a main component of LPG as a fuel, the reforming reaction is represented by the following reaction formula.

【0017】 C3 8 +3H2 O→3CO+7H2 C 3 H 8 + 3H 2 O → 3CO + 7H 2

【0018】このため、燃料流量に対する改質用水蒸気
を多くする必要があり、このような異種燃料切替えを想
定した従来技術として、例えば特開平2−68862号
公報で開示された提案がある。
For this reason, it is necessary to increase the amount of reforming steam with respect to the fuel flow rate. As a prior art assuming such switching of different types of fuel, there is a proposal disclosed in, for example, JP-A-2-68862.

【0019】この従来技術では、燃料電池システムに燃
料を供給する燃料供給系と、予備燃料を供給する予備燃
料系を有し、前記燃料電池システム入口における燃料供
給流路を切替えるとともに、燃料流量、改質ガス流量、
改質用水蒸気量、改質器の温度を予備燃料に適した値に
変更するシステムである。この提案によれば、災害等に
よって燃料供給系に障害が生じた場合でも、発電機能を
停止する必要なく、また同一運転条件を維持したままで
異種燃料への切替え運転が可能となるものである。
This prior art has a fuel supply system for supplying fuel to the fuel cell system and a reserve fuel system for supplying reserve fuel. The fuel supply passage at the fuel cell system inlet is switched, and the fuel flow rate and the fuel flow rate are controlled. Reformed gas flow rate,
This system changes the amount of steam for reforming and the temperature of the reformer to values suitable for the reserve fuel. According to this proposal, even if a failure occurs in the fuel supply system due to a disaster or the like, it is not necessary to stop the power generation function, and it is possible to perform a switching operation to a different type of fuel while maintaining the same operating conditions. .

【0020】しかしながら、上記の提案では、改質用水
蒸気量を予備燃料に適した値に変更する手段として、主
燃料供給運転時に使用される水蒸気供給用の蒸気配管の
蒸気調節弁を制御するものであった。このため、予め制
御装置によって設定した値に弁開度を変更する操作に一
定以上の時間を要し、緊急時に蒸気供給量が減少するな
ど、改質装置での水蒸気不足が生じる可能性があった。
However, in the above proposal, as means for changing the amount of steam for reforming to a value suitable for the reserve fuel, a means for controlling a steam control valve of a steam pipe for steam supply used during a main fuel supply operation is used. Met. For this reason, the operation of changing the valve opening to a value set in advance by the control device requires a certain time or more, and there is a possibility that a shortage of steam in the reformer may occur, such as a decrease in the amount of steam supply in an emergency. Was.

【0021】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、災害等によって燃料供給系に障害が生じた場合
でも、発電機能を停止する必要なく、また同一運転条件
を維持したままで、円滑かつ確実に異種燃料への切替え
運転が行え、特に改質用水蒸気量の予備燃料に適した値
への変更が瞬時に行え、緊急時であっても改質装置にお
ける蒸気不足を全く生じさせることなく変更運転を支障
なく行える燃料電池発電装置を提供することを目的とす
る。 〔発明の構成〕
The present invention has been made in view of such circumstances, and even if a failure occurs in the fuel supply system due to a disaster or the like, it is not necessary to stop the power generation function and to maintain the same operating conditions. Switching operation to different fuels can be performed smoothly and reliably, especially the amount of steam for reforming can be instantaneously changed to a value suitable for spare fuel, and even in an emergency, there is no shortage of steam in the reformer. It is an object of the present invention to provide a fuel cell power generator capable of performing a change operation without any trouble without any trouble. [Configuration of the invention]

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、燃料供給系と、この燃料供給系から供給
される燃料を水蒸気の供給によって水素ガスに改質する
改質装置と、この改質装置で発生した水素ガスを空気中
の酸素と電気化学的に反応させて電気エネルギに変換す
る燃料電池本体とを備えた燃料電池発電装置において、
前記燃料供給系として、常用の主燃料供給系と、この主
燃料供給系の燃料と異なる予備燃料を供給する非常用の
予備燃料供給系とを備えるとともに、前記主燃料供給系
の障害発生を検知して前記予備燃料供給系への切替えを
行う燃料供給系切替え手段と、燃料供給系の切替えに関
連して運転要素を予備燃料に対応して自動的に切替える
運転要素切替え手段とを備え、前記運転要素切替え手段
として少なくとも、前記改質装置に水蒸気を供給するた
めの蒸気配管に、常用の水蒸気調節弁をバイパスして並
列に設けられた1以上の非常用水蒸気バイパス弁を備え
たことを特徴とする。
To achieve the above object, the present invention provides a fuel supply system, and a reformer for reforming fuel supplied from the fuel supply system into hydrogen gas by supplying steam. A fuel cell power generator including a fuel cell main body that electrochemically reacts hydrogen gas generated by the reformer with oxygen in the air to convert the gas into electric energy.
The fuel supply system includes a regular main fuel supply system and an emergency spare fuel supply system for supplying a spare fuel different from the fuel of the main fuel supply system, and detects occurrence of a failure in the main fuel supply system. A fuel supply system switching means for switching to the spare fuel supply system, and an operating element switching means for automatically switching an operation element in response to the switching of the fuel supply system in accordance with the spare fuel, As an operating element switching means, at least one or more emergency steam bypass valves provided in parallel by bypassing a normal steam control valve are provided in a steam pipe for supplying steam to the reformer. And

【0023】[0023]

【作用】本発明によると、燃料供給系として、常用の主
燃料供給系と、非常用の予備燃料供給系とを備えてお
り、主燃料供給系に障害が発生した場合には、燃料供給
系切替え手段によって、その障害発生が検知されて予備
燃料供給系への切替えが行われるので、地震等の災害等
によって燃料供給系に障害が生じて燃料喪失状態となっ
た場合等、発電機能を停止する必要なく、運転が継続で
きる。
According to the present invention, a normal main fuel supply system and an emergency spare fuel supply system are provided as fuel supply systems, and when a failure occurs in the main fuel supply system, the fuel supply system is provided. The switching means detects the occurrence of the failure and switches to the spare fuel supply system.Therefore, when the fuel supply system fails due to an earthquake or other disaster, the power generation function is stopped. Operation can be continued without the need to perform.

【0024】また、予備燃料供給系は主燃料供給系の燃
料と異なる予備燃料を供給するものであるが、燃料供給
系の切替えに関連して運転要素を予備燃料に対応して自
動的に切替える運転要素切替え手段を備えているので、
例えば主燃料に対応して最適に調整されている制御定
数、蒸気炭素比等が予備燃料に最適な値に自動的に切替
えられ、これにより同一運転条件を維持したままで、円
滑かつ確実に異種燃料への切替え運転が行える。
The spare fuel supply system supplies a spare fuel different from the fuel of the main fuel supply system. However, in connection with the switching of the fuel supply system, the operation elements are automatically switched in accordance with the spare fuel. Since it has operating element switching means,
For example, the control constants, steam carbon ratios, etc., which are optimally adjusted for the main fuel, are automatically switched to the optimal values for the reserve fuel, thereby smoothly and reliably maintaining different operating conditions while maintaining the same operating conditions. Switching operation to fuel can be performed.

【0025】そして、本発明によれば、運転要素切替え
手段として少なくとも、改質装置に水蒸気を供給するた
めの蒸気配管に、常用の水蒸気調節弁をバイパスして並
列に設けられた1以上の非常用水蒸気バイパス弁を備え
た構成としたことにより、発電中に常用の燃料から予備
燃料に切替える場合、改質用水蒸気量を予備燃料に適し
た値に変更する操作を、常用の水蒸気調節弁と並列に設
けた水蒸気バイパス弁の開操作により、瞬時に無遮断で
行うことができる。
According to the present invention, at least one or more emergency elements provided in parallel with at least a steam pipe for supplying steam to the reformer, bypassing a normal steam control valve, as operating element switching means. When switching from ordinary fuel to spare fuel during power generation by adopting a configuration equipped with a steam bypass valve for use, the operation of changing the amount of steam for reforming to a value suitable for the spare fuel is performed with the ordinary steam control valve. The operation can be performed instantaneously and without interruption by opening the steam bypass valve provided in parallel.

【0026】[0026]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0027】図1は第1実施例を示している。FIG. 1 shows a first embodiment.

【0028】本実施例では、燃料供給系として、都市ガ
ス等のメタンガスを主体とする主燃料を供給する常用の
主燃料供給系21aと、この主燃料供給系21aの燃料
と異なる予備燃料、例えばプロパンガスを供給する非常
用の予備燃料供給系21bとが設けられている。
In this embodiment, as a fuel supply system, a main fuel supply system 21a for supplying a main fuel mainly composed of methane gas such as city gas, and a spare fuel different from the fuel of the main fuel supply system 21a, for example, An emergency spare fuel supply system 21b for supplying propane gas is provided.

【0029】各燃料供給系21a,21bから導かれた
燃料配管22a,22bは互いに統合して一本化され、
この一本化された燃料配管22に燃料流量調節弁23、
脱硫器24、改質装置25、変成器26および燃料電池
本体27が順次に接続され、燃料電池本体27に負荷2
8が連結されている。
The fuel pipes 22a and 22b led from the fuel supply systems 21a and 21b are integrated into one and integrated.
The fuel flow control valve 23,
The desulfurizer 24, the reformer 25, the shift converter 26, and the fuel cell main body 27 are sequentially connected, and the load 2 is applied to the fuel cell main body 27.
8 are connected.

【0030】通常は主燃料供給系21aから供給される
燃料で運転され、燃料配管22を介して供給されるメタ
ンガスを主体とする燃料は、燃料流量調節弁23で流量
調節され、脱硫器24で硫黄分を除去された後、改質装
置25に流入する。改質装置25は燃料を水素ガスに改
質するもので、メタンガス(CH4 )と蒸気配管29か
ら導入される水蒸気(H2 O)とを、ニッケル系の触媒
を用い約800°Cの温度条件で、下記の如く改質反応
させる。
Normally, operation is performed with fuel supplied from the main fuel supply system 21 a, and the flow of fuel mainly composed of methane gas supplied through the fuel pipe 22 is regulated by a fuel flow regulating valve 23, and is controlled by a desulfurizer 24. After the sulfur content is removed, it flows into the reformer 25. The reformer 25 reforms the fuel into hydrogen gas. The reformer 25 converts methane gas (CH 4 ) and steam (H 2 O) introduced from the steam pipe 29 to a temperature of about 800 ° C. using a nickel-based catalyst. Under the conditions, a reforming reaction is performed as follows.

【0031】 CH4 +H2 O→CO+3H2 CH 4 + H 2 O → CO + 3H 2

【0032】この反応で水素ガス(H2 )が得られる
が、同時に約15%の一酸化炭素(CO)が含まれ、こ
のままではリン酸型燃料電池で用いる白金触媒を被毒す
るので、この一酸化炭素を変成器26で下記の如くシフ
ト反応させる。
Although hydrogen gas (H 2 ) is obtained by this reaction, it contains about 15% of carbon monoxide (CO) at the same time, and as it is, it poisons the platinum catalyst used in the phosphoric acid type fuel cell. Carbon monoxide is subjected to a shift reaction in the converter 26 as described below.

【0033】 CO+H2 O→CO2 +H2 CO + H 2 O → CO 2 + H 2

【0034】これにより、最終的に一酸化炭素を1%以
下にして、水素ガス主体の燃料を燃料電池本体27に供
給し、図示しない空気配管から導入する空気中の酸素と
電気化学的に反応させ、これにより電気エネルギへの変
換を行うものである。
As a result, carbon monoxide is finally reduced to 1% or less, and a fuel mainly composed of hydrogen gas is supplied to the fuel cell main body 27, and electrochemically reacts with oxygen in air introduced from an air pipe (not shown). Thus, conversion to electric energy is performed.

【0035】なお、脱硫器24の脱硫用水素としては、
変成器26の下流側から管路30によって抽出したリサ
イクル水素が用いられ、脱硫器24の入口側に接続供給
される。そして最適な脱硫作用を行うよう、管路20に
リサイクル水素流量調節弁31が設けられている。
The hydrogen for desulfurization of the desulfurizer 24 includes:
Recycled hydrogen extracted from the downstream side of the shifter 26 through the pipe 30 is used, and is connected and supplied to the inlet side of the desulfurizer 24. A recycle hydrogen flow control valve 31 is provided in the pipeline 20 so as to perform an optimal desulfurization action.

【0036】また、改質装置25における燃料と水蒸気
流量との割合は、燃料流量調節弁23および蒸気配管2
9に設けた水蒸気調節弁32によって、燃料に対応した
最適値に制御される。
The ratio between the fuel and the steam flow rate in the reformer 25 is determined by the fuel flow control valve 23 and the steam pipe 2.
9 is controlled to an optimum value corresponding to the fuel.

【0037】さらに、燃料電池本体27から排出される
ガスには、未反応水素ガスが多く含まれているため、改
質装置25に管路33を介して燃焼用ガスとして送ら
れ、バーナで燃焼されて改質装置25を加熱する。
Further, since the gas discharged from the fuel cell main body 27 contains a large amount of unreacted hydrogen gas, it is sent to the reformer 25 via the pipe 33 as combustion gas and burned by the burner. Then, the reformer 25 is heated.

【0038】このシステムでは、燃料流量と、リサイク
ル水素流量と、改質用水蒸気流量とが、負荷28へ流れ
る電流によって一義的に決定されるため、この3流量を
制御装置34によって複合的に制御している。すなわ
ち、負荷28へ流れる電流の量が負荷電流検知センサ3
5で検知され、この検知信号aが制御装置34に入力さ
れて、燃料流量調節弁23、リサイクル水素流量調節弁
31および水蒸気調節弁32に、制御信号Aが出力さ
れ、開閉度が複合的に調節される。なお、改質装置25
の温度は温度センサ36で検知され、この検知信号bが
制御装置34に入力されて改質装置温度が設定値と比較
され、燃料流量調節弁23に制御信号Bが出力され開閉
度が補正される。これにより、負荷に応じた燃料消費量
の調節が行われるとともに、改質装置25の温度が一定
に保持される。
In this system, the flow rate of the fuel, the flow rate of the recycled hydrogen, and the flow rate of the reforming steam are uniquely determined by the current flowing to the load 28. doing. That is, the amount of current flowing to the load 28 is
5, the detection signal a is input to the control device 34, and the control signal A is output to the fuel flow control valve 23, the recycle hydrogen flow control valve 31, and the steam control valve 32, and the opening / closing degree is compounded. Adjusted. Note that the reformer 25
Is detected by the temperature sensor 36, the detection signal b is input to the control device 34, the reformer temperature is compared with the set value, the control signal B is output to the fuel flow control valve 23, and the opening / closing degree is corrected. You. Thereby, the fuel consumption is adjusted according to the load, and the temperature of the reformer 25 is kept constant.

【0039】そして本実施例では、主燃料供給系21a
の障害発生を検知して予備燃料供給系21bへの切替え
を行う燃料供給系切替え手段37と、燃料供給系の切替
えに関連して運転要素を予備燃料に対応して自動的に切
替える運転要素切替え手段38とが設けられている。
In this embodiment, the main fuel supply system 21a
Fuel supply system switching means 37 for detecting the occurrence of a failure in the fuel supply system and switching to the spare fuel supply system 21b, and operating element switching for automatically switching the operation element in connection with the switching of the fuel supply system in accordance with the spare fuel Means 38 are provided.

【0040】燃料供給系切替え手段37は、主燃料供給
系21aに設けられた主燃料供給異常センサ39と、制
御装置34内に設けられた切替え回路と、各燃料供給系
21a,21bの燃料配管22a,22bに設けられた
遮断弁40a,40bとからなっている。そして、通常
使用している主燃料が地震や配管破断等の事故により不
意に供給停止となった場合、主燃料供給異常センサ39
で異常信号としての主燃料停止信号cが制御装置34に
送られ、閉指令信号Cにより、速やかに主燃料遮断弁4
0aが閉となるとともに、開指令信号Dにより予備燃料
遮断弁40bが開となる。
The fuel supply system switching means 37 includes a main fuel supply abnormality sensor 39 provided in the main fuel supply system 21a, a switching circuit provided in the control device 34, and a fuel pipe for each of the fuel supply systems 21a and 21b. It consists of shut-off valves 40a, 40b provided in 22a, 22b. When the supply of the normally used main fuel is suddenly stopped due to an accident such as an earthquake or a pipe break, the main fuel supply abnormality sensor 39
The main fuel stop signal c as an abnormal signal is sent to the control device 34, and the main fuel cutoff valve 4
0a is closed, and the open fuel signal 40b is opened by the open command signal D.

【0041】また、運転要素切替え手段38は、蒸気配
管29に水蒸気調節弁32をバイパスして並列に設けら
れた非常用水蒸気バイパス弁としての水蒸気バイパス遮
断弁41a,41b…と、制御装置34内に設けられた
記憶回路、演算回路および駆動回路等からなっている。
そして、予め記憶してあるデータに基づいて、予備燃料
の必要水蒸気量が計算され、水蒸気調節弁32の切替え
前の開度での不足水蒸気量が割出され、水蒸気バイパス
遮断弁41a,41b…の開となる個数が決定され、信
号Eが水蒸気バイパス遮断弁41a,41b…に送られ
る。
The operating element switching means 38 includes steam bypass cutoff valves 41 a, 41 b,... As emergency steam bypass valves provided in parallel with the steam pipe 29 bypassing the steam control valve 32, and the controller 34. , A storage circuit, an arithmetic circuit, a drive circuit, and the like.
Then, based on the data stored in advance, the necessary steam amount of the reserve fuel is calculated, the insufficient steam amount at the opening before the switching of the steam control valve 32 is determined, and the steam bypass cutoff valves 41a, 41b. Are determined, and the signal E is sent to the steam bypass cutoff valves 41a, 41b,.

【0042】例えば、燃料切替えにより予備燃料として
プロパンガスを供給する場合には、改質反応式が C3 8 +3H2 O→3CO+7H2 となるから、燃料流量に対する改質用水蒸気をメタンガ
スの場合に比して多くする必要があるが、本実施例によ
ると、改質用水蒸気量等の制御要素の変更までも考慮し
た対策を施したので、同一運転条件を維持したままで、
円滑な燃料切替えおよび運転続行が可能となる。
For example, when propane gas is supplied as spare fuel by switching fuel, the reforming reaction formula is C 3 H 8 + 3H 2 O → 3CO + 7H 2. However, according to this embodiment, measures were taken in consideration of changes in control elements such as the amount of steam for reforming, so that the same operating conditions were maintained,
Smooth fuel switching and continuous operation are possible.

【0043】なお、図1においては、バイパス遮断弁4
1a,41bを2個だけ示したが、多数設置することに
より、水蒸気量のきめ細かい流量制御を可能とすること
が望ましい。
In FIG. 1, the bypass cutoff valve 4
Although only two 1a and 41b are shown, it is desirable to enable a fine flow rate control of the amount of water vapor by installing a large number.

【0044】また、本実施例では、主燃料供給異常セン
サ39からの主燃料供給停止信号cに基づくだけでな
く、操作者が燃料切替え信号を制御装置14に入力する
ことで、自動的に予備燃料に切替えることができるよう
になっている。これによっても、無遮断で予備燃料に適
した条件での燃料供給系の運転を継続することができ
る。
In the present embodiment, not only the main fuel supply stop signal c from the main fuel supply abnormality sensor 39 but also the operator automatically inputs a fuel switching signal to the It can be switched to fuel. Thus, the operation of the fuel supply system under conditions suitable for the reserve fuel can be continued without interruption.

【0045】以上の実施例によると、燃料供給系とし
て、常用の主燃料供給系21aと、非常用の予備燃料供
給系21bとを備え、主燃料供給系21aに障害が発生
した場合には、燃料供給系切替え手段37によって、そ
の障害発生が検知されて予備燃料供給系21bへの切替
えが行われるので、地震等の災害等によって燃料供給系
に障害が生じて燃料喪失状態となった場合等でも、発電
機能を停止する必要なく、運転が継続できる。
According to the above embodiment, the main fuel supply system 21a and the emergency spare fuel supply system 21b are provided as the fuel supply system, and when a failure occurs in the main fuel supply system 21a, Since the occurrence of the failure is detected by the fuel supply system switching means 37 and switching to the spare fuel supply system 21b is performed, a failure occurs in the fuel supply system due to a disaster such as an earthquake, and the fuel is lost. However, the operation can be continued without the need to stop the power generation function.

【0046】また、予備燃料供給系21bは主燃料供給
系21aの燃料と異なる予備燃料を供給するものである
が、燃料供給系の切替えに関連して運転要素を予備燃料
に対応して自動的に切替える運転要素切替え手段38を
備えているので、例えば主燃料に最適に調整されている
制御定数、蒸気炭素比等が予備燃料に最適な値に自動的
に切替えられ、同一運転条件を維持したままで、円滑か
つ確実に異種燃料への切替え運転が行える。
The reserve fuel supply system 21b supplies a reserve fuel different from the fuel of the main fuel supply system 21a. However, in connection with the switching of the fuel supply system, the operation elements are automatically adjusted in accordance with the reserve fuel. Since the operating element switching means 38 is provided, for example, the control constant, the steam carbon ratio, etc., which are optimally adjusted for the main fuel, are automatically switched to the optimal values for the spare fuel, and the same operating conditions are maintained. The switching operation to the different fuel can be performed smoothly and reliably without change.

【0047】そして、本実施例によれば、運転要素切替
え手段として、蒸気配管29に常用の水蒸気調節弁32
をバイパスして並列に設けられた1以上の水蒸気バイパ
ス遮断弁41a,41b…を備えた構成としたことによ
り、発電中に常用の燃料から予備燃料に切替える場合、
改質用水蒸気量を予備燃料に適した値に変更する操作
を、常用の水蒸気調節弁32ではなく、これと並列に設
けた水蒸気バイパス遮断弁41a,41b…を開操作す
ることにより、瞬時に無遮断で行うことができる。 す
なわち、大地震やガス供給系の工事等の際、例えばLN
Gなどのメタンガスを主体とした常用の燃料からプロパ
ンガスなどの予備燃料に切替える必要が生じた場合、水
素ガスへの改質反応の差を考慮して改質用水蒸気をメタ
ンガスの場合に比べて多くする必要がある。この切替え
時の水蒸気増量操作に余分な時間を要すると改質装置2
5での水蒸気不足が生じ、発電機能低下ひいては負荷2
8に対する十分な対応がとれない結果が生じる可能性が
あるが、本実施例によれば、水蒸気バイパス遮断弁41
a,41b…を必要開度とすることで、高速の水蒸気増
量切替えが可能となる。
According to the present embodiment, as the operating element switching means, the ordinary steam control valve 32 is connected to the steam pipe 29.
Is provided with at least one steam bypass cutoff valve 41a, 41b... Provided in parallel by bypassing the fuel cell.
The operation of changing the reforming steam amount to a value suitable for the reserve fuel can be instantaneously performed by opening the steam bypass cutoff valves 41a, 41b,... It can be performed without interruption. In other words, in the event of a major earthquake or gas supply system construction, for example, LN
When it is necessary to switch from a conventional fuel mainly composed of methane gas such as G to a spare fuel such as propane gas, the reforming steam is compared with the case of methane gas in consideration of the difference in the reforming reaction to hydrogen gas. I need to do more. If extra time is required for the steam increasing operation at the time of this switching, the reformer 2
5, a shortage of water vapor occurs, and the power generation function is reduced.
However, according to this embodiment, the steam bypass shut-off valve 41
By setting a, 41b,... to the required opening degree, high-speed switching of steam increase can be performed.

【0048】図2は本発明の第2実施例を示している。FIG. 2 shows a second embodiment of the present invention.

【0049】本実施例が前記第1実施例と異なる点は、
水蒸気バイパス弁として、第1実施例における水蒸気バ
イパス遮断弁に代えて水蒸気バイパス流量調節弁42を
設置した点である。その他の点は前記第1実施例と同様
であるから説明を省略する。本実施例においては、予備
燃料への切替え時に、制御装置34で予め記憶してある
データに基づいて、予備燃料の必要水蒸気量が計算さ
れ、水蒸気調節弁32の開度での不足水蒸気量が割出さ
れ、水蒸気バイパス流量調節弁42の開度が決定されて
信号Fが送られ、予備燃料に対する最適な水蒸気量とな
るよう切替えが行われる。
This embodiment is different from the first embodiment in that
The point that a steam bypass flow rate control valve 42 is provided as a steam bypass valve in place of the steam bypass cutoff valve in the first embodiment. The other points are the same as those in the first embodiment, and the description is omitted. In the present embodiment, at the time of switching to the spare fuel, the necessary steam amount of the spare fuel is calculated based on the data stored in advance in the control device 34, and the insufficient steam amount at the opening of the steam control valve 32 is calculated. The index is determined, the opening degree of the steam bypass flow rate control valve 42 is determined, a signal F is sent, and switching is performed so that the optimum steam amount for the reserve fuel is obtained.

【0050】したがって、本実施例によっても、前記同
様に発電中に常用の燃料から予備燃料に切替える場合、
改質用水蒸気量を予備燃料に適した値に変更する操作
を、水蒸気バイパス流量調節弁42を開操作することに
より、瞬時に無遮断で行うことができる。
Therefore, according to the present embodiment, when switching from the ordinary fuel to the spare fuel during power generation as described above,
The operation of changing the reforming steam amount to a value suitable for the reserve fuel can be performed instantaneously and without interruption by opening the steam bypass flow rate control valve 42.

【0051】なお、以上の各実施例では、予備燃料への
切替えに対応して切替わる運転要素を改質用水蒸気量と
したが、他の要素、すなわちリサイクル水素流量、改質
装置温度等も予備燃料に対する最適な値に変更される。
これにより、通常使用している主燃料が供給を停止した
場合、これが検知され、燃料が自動的に予備燃料に切替
わるとともに、燃料流量、リサイクル水素流量量、改質
用水蒸気量および改質装置温度等が予備燃料に最適な値
に変更され、燃料切替え後も燃料電池の安定した運転が
継続できる。
In each of the above embodiments, the operating element switched in response to the switching to the reserve fuel is the reforming steam amount. However, the other elements, that is, the flow rate of the recycle hydrogen, the reformer temperature, etc. It is changed to the optimal value for the reserve fuel.
Thus, when the supply of the main fuel normally used is stopped, this is detected, the fuel is automatically switched to the spare fuel, and the fuel flow rate, the recycle hydrogen flow rate, the reforming steam flow rate, and the reformer The temperature and the like are changed to the optimal values for the reserve fuel, and the stable operation of the fuel cell can be continued even after the fuel is switched.

【0052】図3および図4は本発明の第3実施例を示
している。
FIGS. 3 and 4 show a third embodiment of the present invention.

【0053】図3は燃料電池発電装置の系統構成、図4
は制御ブロックをそれぞれ示している。
FIG. 3 shows the system configuration of the fuel cell power generator, and FIG.
Indicates a control block.

【0054】本実施例では図3に示すように、主燃料供
給系としての主燃料供給タンク51aと、予備燃料供給
系としての予備燃料供給タンク51bとを備えている。
主燃料供給タンク51aは、都市ガス等のメタンガスを
主体とする主燃料を供給し、予備燃料供給タンク51b
は、予備燃料としてプロパンガスを供給するものとされ
ている。
In this embodiment, as shown in FIG. 3, a main fuel supply tank 51a as a main fuel supply system and a spare fuel supply tank 51b as a spare fuel supply system are provided.
The main fuel supply tank 51a supplies a main fuel mainly composed of methane gas such as city gas, and a spare fuel supply tank 51b.
Is to supply propane gas as a reserve fuel.

【0055】各燃料供給タンク51a,51bから導か
れた燃料配管52a,52bには、それぞれ燃料流量調
節弁53a,53bおよび逆止弁54a,54bが設け
られ、その下流側で互いに統合して一本化され、この一
本化された燃料配管52に、脱硫器55、エゼクタ5
6、改質装置57、変成器58および燃料電池本体59
が順次に接続されている。
Fuel flow control valves 53a, 53b and check valves 54a, 54b are provided in fuel pipes 52a, 52b led from the fuel supply tanks 51a, 51b, respectively. The desulfurizer 55 and the ejector 5 are integrated into the unified fuel pipe 52.
6, reformer 57, transformer 58, and fuel cell main body 59
Are sequentially connected.

【0056】エゼクタ56には水蒸気調節弁60を備え
た蒸気配管61が接続され、この蒸気配管61から送ら
れる水蒸気によってエゼクタ56が駆動される。
A steam pipe 61 provided with a steam control valve 60 is connected to the ejector 56, and the ejector 56 is driven by steam sent from the steam pipe 61.

【0057】改質装置57は、主燃料および予備燃料両
方の改質反応特性を有する触媒層62と、主燃料改質装
置起動用バーナ63aおよび予備燃料改質装置起動用バ
ーナ63bとを有している。これら主燃料改質装置起動
用バーナ63aおよび予備燃料改質装置起動用バーナ6
3bには、主燃料タンク51aおよび予備燃料タンク5
1bが改質用配管64a,64bを介してそれぞれ接続
され、これら改質用配管64a,64bには、主燃料起
動用バーナ流量調節弁65aおよび燃料起動用バーナ流
量調節弁65bがそれぞれ設けられている。
The reformer 57 has a catalyst layer 62 having the reforming reaction characteristics of both the main fuel and the spare fuel, a burner 63a for starting the main fuel reformer and a burner 63b for starting the spare fuel reformer. ing. The main fuel reformer starter burner 63a and the spare fuel reformer starter burner 6
3b includes a main fuel tank 51a and a spare fuel tank 5;
1b is connected via reforming pipes 64a and 64b, respectively, and the reforming pipes 64a and 64b are provided with a main fuel start burner flow control valve 65a and a fuel start burner flow control valve 65b, respectively. I have.

【0058】改質装置57と燃料電池本体59とには、
空気ブロア66が空気供給配管67,68を介して接続
され、この各空気供給配管67,68には空気流量調節
弁69,70がそれぞれ設けられている。また、燃料配
管54の脱硫器55上流側には、変成器58出口からリ
サイクル水素を導入する管路71が接続され、この管路
71にはリサイクル水素流量調節弁72が設けられてい
る。さらに、燃料電池本体59から改質装置57に、未
反応水素ガスを供給する管路73が接続されている。
The reformer 57 and the fuel cell main body 59 include:
An air blower 66 is connected via air supply pipes 67 and 68, and the air supply pipes 67 and 68 are provided with air flow control valves 69 and 70, respectively. A line 71 for introducing recycled hydrogen from the outlet of the shift converter 58 is connected to the fuel pipe 54 on the upstream side of the desulfurizer 55, and the line 71 is provided with a recycled hydrogen flow rate control valve 72. Further, a pipe 73 for supplying unreacted hydrogen gas from the fuel cell main body 59 to the reformer 57 is connected.

【0059】燃料電池本体59は、陽極と陰極との間に
電解質を介在させた電池セルを多数個積層して構成され
ており、前記の空気供給配管68は陽極の入口側に、ま
た変成器58は陰極の入口側にそれぞれ接続される。
The fuel cell main body 59 is formed by stacking a number of battery cells with an electrolyte interposed between an anode and a cathode. The air supply pipe 68 is provided at the inlet side of the anode and is connected to a transformer. Numerals 58 are respectively connected to the inlet side of the cathode.

【0060】なお、本実施例の燃料電池発電装置には、
他に電池冷却水系統、水処理系統、熱交換器類が設けら
れるが、それらについての説明は省略する。
The fuel cell power generator according to this embodiment includes:
In addition, a battery cooling water system, a water treatment system, and heat exchangers are provided, but description thereof will be omitted.

【0061】しかして、通常は主燃料供給タンク51a
から、燃料配管52を介してメタンガスを主体とする主
燃料が供給され、この主燃料は脱硫器55で硫黄分を除
去された後、エゼクタ56を介して改質装置57に流入
し、ここで前記各実施例と同様の改質作用を受ける。そ
の後、改質作用によって得られた水素ガスが変成器58
で一酸化炭素除去作用を受けた後、燃料電池本体59の
陰極の入口に供給されるとともに、空気供給配管68を
介して陽極の入口側に流量調節された空気が供給され、
発電が行われる。
However, normally, the main fuel supply tank 51a
The main fuel mainly composed of methane gas is supplied through the fuel pipe 52, and after the sulfur content is removed by the desulfurizer 55, the main fuel flows into the reformer 57 through the ejector 56, where It receives the same reforming action as in each of the above embodiments. After that, the hydrogen gas obtained by the reforming action is
After being subjected to the carbon monoxide removing action in the above, while being supplied to the inlet of the cathode of the fuel cell main body 59, the air whose flow rate has been adjusted is supplied to the inlet side of the anode through the air supply pipe 68,
Power generation is performed.

【0062】この場合、起動時には、主燃料改質装置起
動用バーナ63aに主燃料を供給し、主燃料起動用バー
ナ流量調節弁65aで供給量を調節して、改質装置57
の触媒層62を加熱する。そして、触媒層62の触媒が
主燃料を化学反応させることができる温度に達した時
に、主燃料流量調節弁53aを開ける。これにより、エ
ゼクタ56で主燃料と水蒸気とが混合され、触媒層62
へ送られる。ここで、主燃料と水蒸気との割合は、水蒸
気調節弁60と主燃料流量調節弁53aとにより燃料に
対応した最適値に制御される。
In this case, at the time of startup, the main fuel is supplied to the main fuel reformer starter burner 63a, and the supply amount is adjusted by the main fuel starter burner flow rate control valve 65a.
Is heated. Then, when the temperature of the catalyst of the catalyst layer 62 reaches a temperature at which the main fuel can chemically react, the main fuel flow control valve 53a is opened. As a result, the main fuel and the steam are mixed in the ejector 56 and the catalyst layer 62 is mixed.
Sent to Here, the ratio between the main fuel and the steam is controlled to an optimum value corresponding to the fuel by the steam control valve 60 and the main fuel flow control valve 53a.

【0063】また、変成器58から管路71を介して取
出される脱硫用リサイクル水素は、主燃料に応じた最適
な流量となるよう、リサイクル水素流量調節弁72によ
って流量制御され、脱硫器55の入口側へ送られる。
The recycle desulfurization hydrogen extracted from the shift converter 58 via the pipe 71 is flow-controlled by the recycle hydrogen flow control valve 72 so as to have an optimum flow rate according to the main fuel. It is sent to the entrance side of.

【0064】改質装置57に供給される空気流量、およ
び燃料電池本体59の陽極に供給される空気流量は、そ
れぞれ空気流量調節弁69,70により、燃料電池出力
に略比例するよう制御される。
The flow rate of air supplied to the reformer 57 and the flow rate of air supplied to the anode of the fuel cell main body 59 are controlled by air flow control valves 69 and 70 so as to be substantially proportional to the output of the fuel cell. .

【0065】このような主燃料による燃料電池発電装置
の運転中に、例えば主燃料タンク51aへの図示しない
燃料配管等が、地震等によって破断して主燃料供給が喪
失したような場合には、主燃料タンク51aの器内圧力
低下が圧力検出装置74によって検知され、燃料切替え
信号が発生する。そして、予備燃料流量調節弁53bが
開、主燃料流量調節弁53aが閉となって、使用燃料系
統が主燃料タンク51a側から予備燃料タンク51b側
に切替わる。
During the operation of the fuel cell power generator using the main fuel, for example, when a fuel pipe (not shown) to the main fuel tank 51a is broken due to an earthquake or the like and the main fuel supply is lost, The pressure drop in the main fuel tank 51a is detected by the pressure detecting device 74, and a fuel switching signal is generated. Then, the spare fuel flow control valve 53b is opened and the main fuel flow control valve 53a is closed, and the used fuel system is switched from the main fuel tank 51a to the spare fuel tank 51b.

【0066】予備燃料に切替えられた運転が開始される
と、水蒸気調節弁60は予備燃料の種類に適応する予備
燃料流量・水蒸気流量の比になるよう流量制御される。
また、リサイクル水素流量調節弁72も予備燃料に最適
なリサイクル水素流量となるよう流量制御される。
When the operation switched to the reserve fuel is started, the flow rate of the steam control valve 60 is controlled so that the ratio of the reserve fuel flow rate and the steam flow rate adapts to the type of the reserve fuel.
Also, the flow rate of the recycled hydrogen flow control valve 72 is controlled so that the recycled hydrogen flow rate is optimal for the reserve fuel.

【0067】次に図4を使用して制御作用を詳細に説明
する。
Next, the control operation will be described in detail with reference to FIG.

【0068】燃料電池本体59の出力を検出する燃料電
池出力センサ81から、検出信号101が主燃料流量演
算器82および予備燃料流量演算器83に出力される。
これら各燃料流量演算器82,83では、電池出力に対
応する主燃料必要流量および予備燃料必要流量が決定さ
れる。ここで決定された各燃料流量要求信号102,1
03は、それぞれオーバライド回路84,85を介し
て、主燃料流量調節弁位置制御回路86および予備燃料
流量調節弁位置制御回路87に入力され、ここで弁開度
信号に変換される。そして、各弁開度信号104,10
5が、主燃料流量調節弁53aおよび予備燃料流量調節
弁53bにそれぞれ出力され、弁開度がそれぞれ制御さ
れるようになっている。
A detection signal 101 is output from a fuel cell output sensor 81 for detecting the output of the fuel cell main body 59 to a main fuel flow calculator 82 and a spare fuel flow calculator 83.
In each of these fuel flow rate calculators 82 and 83, the required main fuel flow rate and the required reserve fuel flow rate corresponding to the battery output are determined. Each of the fuel flow rate request signals 102, 1 determined here
03 is input to the main fuel flow control valve position control circuit 86 and the spare fuel flow control valve position control circuit 87 via the override circuits 84 and 85, respectively, where it is converted into a valve opening signal. Then, each valve opening signal 104, 10
5 is output to the main fuel flow control valve 53a and the reserve fuel flow control valve 53b, respectively, so that the valve opening is controlled.

【0069】また、上記の燃料流量要求信号102,1
03は、主燃料蒸気量演算器88および予備燃料蒸気量
演算器89にも入力される。主燃料蒸気量演算器88お
よび予備燃料蒸気量演算器89では、主燃料および予備
燃料についての改質反応に要する水蒸気量が予め記憶さ
れている。そして、これら主燃料蒸気量演算器88およ
び予備燃料蒸気量演算器89に入力された燃料流量要求
信号102,103は、主燃料流量および予備燃料流量
に応じた最適水蒸気量信号106,107に変換され、
オーバライド回路90を介して、蒸気量調節弁位置制御
回路91に入力される。蒸気量調節弁位置制御回路91
では、最適水蒸気量に対応する弁開度信号108が出力
され、これによって水蒸気調節弁60が制御されるよう
になっている。
Further, the fuel flow rate request signals 102, 1
03 is also input to the main fuel vapor amount calculator 88 and the spare fuel vapor amount calculator 89. In the main fuel vapor amount calculator 88 and the spare fuel vapor amount calculator 89, the amount of steam required for the reforming reaction of the main fuel and the spare fuel is stored in advance. The fuel flow request signals 102 and 103 input to the main fuel vapor amount calculator 88 and the reserve fuel vapor amount calculator 89 are converted into optimum steam amount signals 106 and 107 according to the main fuel flow and the reserve fuel flow. And
The signal is input to the vapor control valve position control circuit 91 via the override circuit 90. Steam control valve position control circuit 91
In, the valve opening signal 108 corresponding to the optimum steam amount is output, and the steam control valve 60 is controlled by this.

【0070】さらに、上記の燃料流量要求信号102,
103は、主燃料リサイクル水素量演算器92および予
備燃料リサイクル水素量演算器93にも入力される。主
燃料リサイクル水素量演算器92および予備燃料リサイ
クル水素量演算器93では、発電出力に対応した最適の
リサイクル水素量が記憶されている。そして、これら主
燃料リサイクル水素量演算器92および予備燃料リサイ
クル水素量演算器93に入力された燃料流量要求信号1
02,103は、主燃料流量および予備燃料流量に応じ
た最適リサイクル水素量信号109,110に変換さ
れ、オーバライド回路94を介して、リサイクル水素量
調節弁位置制御回路95に入力される。リサイクル水素
量調節弁位置制御回路95では、最適リサイクル水素量
に対応する弁開度信号111が出力され、これによって
リサイクル水素量調節弁72が制御されるようになって
いる。
Further, the fuel flow demand signal 102,
103 is also input to the main fuel recycled hydrogen amount calculator 92 and the spare fuel recycled hydrogen amount calculator 93. The main fuel recycled hydrogen amount calculator 92 and the spare fuel recycled hydrogen amount calculator 93 store the optimum recycled hydrogen amount corresponding to the power generation output. The fuel flow request signal 1 input to the main fuel recycle hydrogen amount calculator 92 and the spare fuel recycle hydrogen amount calculator 93 is
02 and 103 are converted into optimal recycled hydrogen amount signals 109 and 110 according to the main fuel flow rate and the reserve fuel flow rate, and input to the recycled hydrogen amount adjusting valve position control circuit 95 via the override circuit 94. The recycle hydrogen amount control valve position control circuit 95 outputs a valve opening signal 111 corresponding to the optimum amount of recycle hydrogen, whereby the recycle hydrogen amount control valve 72 is controlled.

【0071】ところで、主燃料タンク51aの器内圧力
を検出する圧力検出装置74の検出信号112は、常
時、予備燃料切替え回路96に入力される。この予備燃
料切替え回路96で器内圧力の監視が行われ、切替え信
号113が前記の各オーバライド回路84,85,9
0,94に出力される。
The detection signal 112 of the pressure detecting device 74 for detecting the internal pressure of the main fuel tank 51a is always input to the spare fuel switching circuit 96. The internal fuel pressure is monitored by the spare fuel switching circuit 96, and the switching signal 113 is supplied to each of the override circuits 84, 85, and 9 described above.
0,94.

【0072】通常は、主燃料供給によって発電作用が行
われるので、各オーバライド回路84,85,90,9
4では、主燃料供給に対応する信号が選択される。すな
わち、主燃料流量調節弁53a系統のオーバライド回路
84では、主燃料流量要求信号102が通され、主燃料
流量調節弁53aが所定開度となる。予備燃料流量調節
弁53b系統のオーバライド回路85では、予備燃料流
量要求信号103が遮断され、予備燃料流量調節弁53
bは閉となる。また、水蒸気調節弁60系統のオーバラ
イド回路90では、主燃料流量に応じた最適水蒸気量信
号106が通される。リサイクル水素量調節弁72系統
のオーバライド回路94では、主燃料流量に応じた最適
リサイクル水素量信号109が通される。
Normally, since the power generation operation is performed by the main fuel supply, each of the override circuits 84, 85, 90, 9
At 4, the signal corresponding to the main fuel supply is selected. That is, in the override circuit 84 of the main fuel flow control valve 53a system, the main fuel flow request signal 102 is passed, and the main fuel flow control valve 53a has a predetermined opening. In the override circuit 85 of the reserve fuel flow control valve 53b, the reserve fuel flow request signal 103 is cut off, and the reserve fuel flow control valve 53
b is closed. In the override circuit 90 of the steam control valve 60 system, an optimum steam amount signal 106 according to the main fuel flow rate is passed. In the override circuit 94 of the recycled hydrogen amount control valve 72 system, an optimal recycled hydrogen amount signal 109 corresponding to the main fuel flow rate is passed.

【0073】一方、主燃料タンク51aの器内圧力が低
下した場合には、切替え信号113により、各オーバラ
イド回路84,85,90,94で予備燃料供給に対応
する信号が選択される。すなわち、主燃料流量調節弁5
3a系統のオーバライド回路84では、主燃料流量要求
信号102が遮断され、主燃料流量調節弁53aが閉と
なる。予備燃料流量調節弁53b系統のオーバライド回
路85では、予備燃料流量要求信号103が通され、予
備燃料流量調節弁53bが所定開度となる。また、水蒸
気量調節弁60系統のオーバライド回路90では、予備
燃料流量に応じた最適水蒸気量信号107が通される。
リサイクル水素量調節弁72系統のオーバライド回路9
4では、予備燃料流量に応じた最適リサイクル水素量信
号110が通される。
On the other hand, when the internal pressure of the main fuel tank 51a decreases, a signal corresponding to the supply of the reserve fuel is selected by each of the override circuits 84, 85, 90 and 94 by the switching signal 113. That is, the main fuel flow control valve 5
In the override circuit 84 of the 3a system, the main fuel flow request signal 102 is shut off, and the main fuel flow control valve 53a is closed. In the override circuit 85 of the reserve fuel flow control valve 53b, the reserve fuel flow request signal 103 is passed, and the reserve fuel flow control valve 53b has a predetermined opening. Further, in the override circuit 90 of the steam amount control valve 60 system, an optimum steam amount signal 107 according to the reserve fuel flow rate is passed.
Override circuit 9 for 72 systems of recycled hydrogen control valve
In 4, the optimal recycled hydrogen amount signal 110 according to the reserve fuel flow rate is passed.

【0074】なお、主燃料による通常運転中においても
常時、その条件を追随する形で予備燃料による運転用の
信号がそれぞれ演算されて各オーバライド回路84,8
5,90,94まで供給されて、スタンバイ状態となっ
ているので、予備燃料への切替え運転が無瞬断で行わ
れ、しかもその際、および切替え後の発電出力に変化は
生じない。
Note that, even during normal operation with the main fuel, a signal for operation with the spare fuel is always calculated in such a manner as to follow the conditions, and each of the override circuits 84 and 8 is operated.
5, 90 and 94 are supplied and in the standby state, the switching operation to the spare fuel is performed without any instantaneous interruption, and no change occurs in the power generation output at that time and after the switching.

【0075】また、水蒸気量調節弁60の制御に関連し
て、予備燃料運転に必要な水蒸気量を多く必要とする場
合には、図示しない電池冷却水系の電気ヒータまたは補
助ボイラ等を起動する冷却水加熱信号発生器97を設
け、この冷却水加熱信号発生器97、を予備燃料切替え
回路96からの切替え信号113の入力によって起動さ
せるようにしてもよい。
When a large amount of water vapor is required for the preliminary fuel operation in connection with the control of the water vapor amount control valve 60, a cooling operation for activating an electric heater or an auxiliary boiler of a battery cooling water system (not shown) is performed. A water heating signal generator 97 may be provided, and the cooling water heating signal generator 97 may be activated by input of a switching signal 113 from the spare fuel switching circuit 96.

【0076】以上の実施例によれば、通常使用している
主燃料が供給を停止した場合、これを検知し、燃料を自
動的に予備燃料に切替えるとともに、燃料流量、リサイ
クル水素流量、改質用水蒸気量等を予備燃料に最適な値
に変更することにより、切替え運転の際、および切替え
後も燃料電池の安定した運転が継続できる。
According to the above embodiment, when the supply of the main fuel normally used is stopped, this is detected, the fuel is automatically switched to the spare fuel, and the fuel flow rate, the recycled hydrogen flow rate, the reforming By changing the amount of water vapor for use or the like to an optimum value for the reserve fuel, stable operation of the fuel cell can be continued during and after the switching operation.

【0077】図5は本発明の第4実施例を示している。FIG. 5 shows a fourth embodiment of the present invention.

【0078】本実施例は、前記第3実施例と略同様であ
るが、主燃料タンク51aおよび予備燃料タンク51b
の合流部分よりも下流側に燃料流量調節弁53を1台設
け、合流前の各燃料配管52a,52b部分に主燃料用
電磁遮断弁99aおよび予備燃料用電磁遮断弁99bを
設け、主燃料および予備燃料間の燃料切替えを、これら
の電磁遮断弁99a,99bの制御によって行い、流量
制御はいずれの燃料の場合にも共通な燃料流量調節弁5
3で行えるようにした点が異なる。
This embodiment is substantially the same as the third embodiment, except that the main fuel tank 51a and the spare fuel tank 51b
One fuel flow control valve 53 is provided on the downstream side of the merging portion of the above, and a main fuel electromagnetic shut-off valve 99a and a spare fuel electromagnetic shut-off valve 99b are provided in each of the fuel pipes 52a and 52b before the merging. The fuel switching between the reserve fuels is performed by controlling these electromagnetic shutoff valves 99a and 99b, and the flow rate control is performed by the common fuel flow control valve 5 for any fuel.
3 is different.

【0079】本実施例では、燃料流量調節弁53の弁開
度が前記第3実施例と同様の弁開度信号104で制御さ
れ、電磁遮断弁99a,99bの切替えが、前記第3実
施例と同様に予備燃料切替え回路96からの切替え信号
113によって行われるようになっている。
In this embodiment, the valve opening of the fuel flow control valve 53 is controlled by the same valve opening signal 104 as in the third embodiment, and the switching of the electromagnetic shut-off valves 99a and 99b is performed in the third embodiment. Similarly to the above, the switching is performed by the switching signal 113 from the spare fuel switching circuit 96.

【0080】他の点は、第3実施例と略同様であるか
ら、図の対応部分に、図3および図4と同一符号を付し
て、その説明を省略する。
The other points are substantially the same as those of the third embodiment, and the corresponding parts in the drawings are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 3 and 4, and the description thereof is omitted.

【0081】本実施例によっても、前記第3実施例と同
様に、燃料を自動的に予備燃料に切替えるとともに、燃
料流量、リサイクル水素流量、改質用水蒸気量等を予備
燃料に最適な値に変更することにより、切替え運転の
際、および切替え後も燃料電池の安定した運転が継続で
きる等の効果が奏される。
According to this embodiment, as in the third embodiment, the fuel is automatically switched to the reserve fuel, and the fuel flow rate, the recycle hydrogen flow rate, the reforming steam amount, etc. are set to the optimum values for the reserve fuel. By making the change, effects such as stable operation of the fuel cell can be continued during and after the switching operation.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、燃料供
給系として、常用の主燃料供給系と非常用の予備燃料供
給系とを備え、主燃料供給系に障害が発生した場合に、
燃料供給系切替え手段によって障害発生を検知して予備
燃料供給系への切替えが行われるようにしたので、地震
等の災害等によって燃料供給系に障害が生じて燃料喪失
状態となった場合等でも、発電機能を停止する必要な
く、運転が継続できる。
As described above, according to the present invention, a normal main fuel supply system and an emergency spare fuel supply system are provided as a fuel supply system, and when a failure occurs in the main fuel supply system. ,
Since the fuel supply system switching means detects the occurrence of a failure and switches to the spare fuel supply system, even if a failure occurs in the fuel supply system due to a disaster such as an earthquake, the fuel is lost, etc. The operation can be continued without the need to stop the power generation function.

【0083】また、予備燃料供給系は主燃料供給系の燃
料と異なる予備燃料を供給する場合、燃料供給系の切替
えに関連して、運転要素を予備燃料に対応して自動的に
切替える運転要素切替え手段を備えているので、主燃料
に対応して最適に調整されている制御定数、蒸気炭素比
等が予備燃料に最適な値に自動的に切替えられ、同一運
転条件を維持したままで、円滑かつ確実に異種燃料への
切替え運転が行える。
When the reserve fuel supply system supplies a reserve fuel different from the fuel of the main fuel supply system, an operation element for automatically switching the operation element corresponding to the reserve fuel in connection with the switching of the fuel supply system. Since the switching means is provided, the control constant, the steam carbon ratio, etc., which are optimally adjusted according to the main fuel, are automatically switched to the optimal values for the spare fuel, and while maintaining the same operating conditions, Switching operation to a different fuel can be performed smoothly and reliably.

【0084】さらに、運転要素切替え手段として少なく
とも、前記改質装置に水蒸気を供給するための蒸気配管
に、常用の水蒸気調節弁をバイパスして並列に設けられ
た1以上の非常用水蒸気バイパス弁を備えたことによ
り、災害等によって燃料供給系に障害が生じた場合で
も、発電機能を停止する必要なく、また同一運転条件を
維持したままで、円滑かつ確実に異種燃料への切替え運
転が行え、特に改質用水蒸気量の予備燃料に適した値へ
の変更が瞬時に行え、緊急時であっても改質装置におけ
る蒸気不足を全く生じさせることなく変更運転を支障な
く行える。
Further, at least one emergency steam bypass valve provided in parallel with the steam pipe for supplying steam to the reformer, bypassing a normal steam control valve, is provided as operating element switching means. By providing this, even if a failure occurs in the fuel supply system due to a disaster or the like, it is not necessary to stop the power generation function, and it is possible to smoothly and reliably switch to a different fuel while maintaining the same operating conditions, In particular, the reforming steam amount can be instantaneously changed to a value suitable for the reserve fuel, and even in an emergency, the changing operation can be performed without any shortage of steam in the reformer without any trouble.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施例を示す系統図。FIG. 1 is a system diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を示す系統図。FIG. 2 is a system diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3実施例を示す系統図。FIG. 3 is a system diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図4】図3に示す実施例の作用を示す制御ブロック
図。
FIG. 4 is a control block diagram showing the operation of the embodiment shown in FIG.

【図5】本発明の第4実施例を示す概略系統図。FIG. 5 is a schematic system diagram showing a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来例を示す系統図。FIG. 6 is a system diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21a 主燃料供給系 21b 予備燃料供給系 51a 主燃料タンク(主燃料供給系) 51b 予備燃料タンク(予備燃料供給系) 25,57 改質装置 27,59 燃料電池本体 37 燃料供給系切替え手段 38 運転要素切替え手段 41a,41b… 水蒸気バイパス遮断弁(水蒸気バイ
パス弁) 42 水蒸気バイパス流量調節弁(水蒸気バイパス弁)
21a Main fuel supply system 21b Spare fuel supply system 51a Main fuel tank (main fuel supply system) 51b Spare fuel tank (spare fuel supply system) 25,57 Reformer 27,59 Fuel cell main body 37 Fuel supply system switching means 38 Operation Element switching means 41a, 41b ... Steam bypass shutoff valve (steam bypass valve) 42 Steam bypass flow rate control valve (steam bypass valve)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−68862(JP,A) 特開 昭63−318077(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 8/00 - 8/24 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-68862 (JP, A) JP-A-63-118077 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01M 8/00-8/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 燃料供給系と、この燃料供給系から供給
される燃料を水蒸気の供給によって水素ガスに改質する
改質装置と、この改質装置で発生した水素ガスを空気中
の酸素と電気化学的に反応させて電気エネルギに変換す
る燃料電池本体とを備えた燃料電池発電装置において、
前記燃料供給系として、常用の主燃料供給系と、この主
燃料供給系の燃料と異なる予備燃料を供給する非常用の
予備燃料供給系とを備えるとともに、前記主燃料供給系
の障害発生を検知して前記予備燃料供給系への切替えを
行う燃料供給系切替え手段と、燃料供給系の切替えに関
連して運転要素を予備燃料に対応して自動的に切替える
運転要素切替え手段とを備え、前記運転要素切替え手段
として少なくとも、前記改質装置に水蒸気を供給するた
めの蒸気配管に、常用の水蒸気調節弁をバイパスして並
列に設けられた1以上の非常用水蒸気バイパス弁を備え
たことを特徴とする燃料電池発電装置。
1. A fuel supply system, a reformer for reforming a fuel supplied from the fuel supply system into hydrogen gas by supplying steam, and a hydrogen gas generated by the reformer being converted into oxygen in the air A fuel cell power generator comprising: a fuel cell main body that converts electrochemically into electric energy.
The fuel supply system includes a regular main fuel supply system and an emergency spare fuel supply system for supplying a spare fuel different from the fuel of the main fuel supply system, and detects occurrence of a failure in the main fuel supply system. A fuel supply system switching means for switching to the spare fuel supply system, and an operation element switching means for automatically switching an operation element in response to the switching of the fuel supply system in response to the reserve fuel, As an operating element switching means, at least one or more emergency steam bypass valves provided in parallel by bypassing a normal steam control valve are provided in a steam pipe for supplying steam to the reformer. Fuel cell power generator.
JP3095542A 1991-04-25 1991-04-25 Fuel cell generator Expired - Fee Related JP2916293B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3095542A JP2916293B2 (en) 1991-04-25 1991-04-25 Fuel cell generator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3095542A JP2916293B2 (en) 1991-04-25 1991-04-25 Fuel cell generator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04324255A JPH04324255A (en) 1992-11-13
JP2916293B2 true JP2916293B2 (en) 1999-07-05

Family

ID=14140457

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3095542A Expired - Fee Related JP2916293B2 (en) 1991-04-25 1991-04-25 Fuel cell generator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2916293B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7316859B2 (en) * 2003-06-23 2008-01-08 Praxair Technology, Inc. Storage system and method for supplying hydrogen to a polymer membrane fuel cell
JP4701625B2 (en) * 2004-04-14 2011-06-15 トヨタ自動車株式会社 Power output device and moving body
JP4494391B2 (en) * 2006-11-13 2010-06-30 アイシン精機株式会社 Fuel reformer
JP5353055B2 (en) * 2008-05-16 2013-11-27 富士電機株式会社 Fuel cell power generator
JP5266891B2 (en) * 2008-06-04 2013-08-21 富士電機株式会社 Fuel cell power generator and control method of fuel cell power generator

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0812783B2 (en) * 1988-09-02 1996-02-07 日本電信電話株式会社 Fuel switching method for fuel cell plant and fuel cell plant

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04324255A (en) 1992-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4171598B2 (en) Apparatus and method for controlling operation of a fuel processor
US7056480B2 (en) Fuel reforming system
US6413662B1 (en) Fuel cell system shutdown with anode pressure control
US20030068540A1 (en) Fuel cell power generation system and method of controlling fuel cell power generation
KR101245766B1 (en) System and method for operating fuel cell of emergency state
EP2164126B1 (en) Fuel Cell System and Fuel Supply Method thereof
US6818336B2 (en) Fuel control for fuel-processor steam generation in low temperature fuel cell power plant
JP4325270B2 (en) Operation control method of fuel cell power generator
JP2916293B2 (en) Fuel cell generator
US6866953B2 (en) Fuel cell power plant
JP2005174745A (en) Operation method of fuel cell system and fuel cell system
EP2164125B1 (en) Fuel cell system and air supply method thereof
JP3738888B2 (en) FUEL CELL POWER GENERATION DEVICE HAVING RAW FUEL SWITCHING FACILITY AND METHOD
JP3602698B2 (en) Fuel cell power generator and fuel switching method thereof
US7745060B2 (en) Fuel cell system and method of operating the fuel cell system
JP2009283278A (en) Fuel cell system
JPH0268862A (en) Fuel change-over method and device for fuel battery
JP2752808B2 (en) Method and apparatus for switching fuel in fuel cell
JP3680980B2 (en) Fuel cell power generator
JP2004185961A (en) Operating method of fuel cell power generator
JP3383091B2 (en) How to start the fuel cell power plant
JP7315506B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM OPERATING METHOD
JP7770375B2 (en) fuel cell system
JP7315507B2 (en) FUEL CELL SYSTEM AND FUEL CELL SYSTEM OPERATING METHOD
JP3345500B2 (en) Fuel cell generator

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees