JP7032964B2 - Power generation system - Google Patents
Power generation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7032964B2 JP7032964B2 JP2018045177A JP2018045177A JP7032964B2 JP 7032964 B2 JP7032964 B2 JP 7032964B2 JP 2018045177 A JP2018045177 A JP 2018045177A JP 2018045177 A JP2018045177 A JP 2018045177A JP 7032964 B2 JP7032964 B2 JP 7032964B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- abnormality
- valve
- flow path
- water supply
- 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.)
- Active
Links
- 238000010248 power generation Methods 0.000 title claims description 100
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 492
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 189
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 128
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims description 127
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 claims description 106
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 claims description 102
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 claims description 59
- 238000002407 reforming Methods 0.000 claims description 59
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 41
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 29
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 29
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 11
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 claims description 7
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 49
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 44
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 description 22
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 21
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 8
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 206010037544 Purging Diseases 0.000 description 5
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 5
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 4
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 4
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 3
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000036647 reaction Effects 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002090 carbon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000008399 tap water Substances 0.000 description 1
- 235000020679 tap water Nutrition 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Fuel Cell (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
Description
本発明は、原燃料ガスを改質して改質燃料ガスを生成する改質器、改質器にて改質された改質燃料ガスを用いて発電するセルスタック及び排気ガス中に含まれる水分を回収して蓄える回収水タンクを備えた発電システムに関する。 The present invention is included in a reformer that reforms raw fuel gas to generate reformed fuel gas, a cell stack that generates power using the reformed fuel gas reformed by the reformer, and an exhaust gas. It relates to a power generation system equipped with a recovery water tank that collects and stores water.
発電システムとして、複数の燃料電池セルを積層したセルスタックを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この発電システムは、改質水を気化させる水蒸気発生器及び原燃料ガスを水蒸気発生器からの水蒸気により水蒸気改質する改質器を備え、セルスタックは、改質器にて水蒸気改質された改質燃料ガスをアノードガスとし、空気をカソードガスとして発電を行う。 As a power generation system, a system including a cell stack in which a plurality of fuel cell cells are stacked is known (see, for example, Patent Document 1). This power generation system is equipped with a steam generator that vaporizes the reformed water and a reformer that steam reforms the raw fuel gas with steam from the steam generator, and the cell stack is steam reformed by the reformer. Power is generated using the reformed fuel gas as the anode gas and the air as the cathode gas.
セルスタックの燃料極から排出された反応燃料ガス(アノードオフガス)及びその空気極から排出された反応空気(カソードオフガス)は改質器バーナに送給され、また原燃料ガスの一部もこの改質器バーナに送給され、反応燃料ガス及び原燃料ガスの一部が改質器バーナにて燃焼され、この燃焼熱を利用して水蒸気発生器における改質水の気化及び改質器における水蒸気改質が行われる。 The reaction fuel gas (anodic off gas) discharged from the fuel electrode of the cell stack and the reaction air (cathode off gas) discharged from the air electrode are sent to the reformer burner, and a part of the raw fuel gas is also reformed. It is sent to the pawn burner, and a part of the reaction fuel gas and raw fuel gas is burned in the reformer burner, and this combustion heat is used to vaporize the reformed water in the steam generator and steam in the reformer. Reformation is performed.
また、セルスタックに関連して、システムにて発生する熱(例えば、排気ガスの熱など)を温水として回収するための貯湯装置が設けられている。貯湯装置は、温水を貯湯する貯湯タンクを備え、改質器バーナから排出される燃焼排気ガスと貯湯タンクからの水とが熱交換器を通して流れ、この熱交換器における熱交換により排熱が回収され、この熱交換により温められた温水が貯湯タンクに貯えられる。 Further, in connection with the cell stack, a hot water storage device for recovering heat generated in the system (for example, heat of exhaust gas) as hot water is provided. The hot water storage device is equipped with a hot water storage tank that stores hot water, and the combustion exhaust gas discharged from the reformer burner and the water from the hot water storage tank flow through the heat exchanger, and the exhaust heat is recovered by heat exchange in this heat exchanger. Then, the hot water warmed by this heat exchange is stored in the hot water storage tank.
更に、この熱交換により燃焼排気ガス中の水分が凝縮して凝縮水が生成され、この凝縮水が水回収タンクに回収される。この水回収タンクに回収された凝縮水は改質水として用いられ、水回収タンク内の凝縮水が改質水として水供給流路を通して水蒸気発生器に供給される。 Further, this heat exchange condenses the water in the combustion exhaust gas to generate condensed water, and the condensed water is recovered in the water recovery tank. The condensed water recovered in this water recovery tank is used as reforming water, and the condensed water in the water recovery tank is supplied to the steam generator as reforming water through the water supply flow path.
このような発電システムでは、燃焼排気ガス中の水分が凝縮した凝縮水が水回収タンクに回収されるために、夏季などの気温が高いときに、水回収タンクに回収された凝縮水に雑菌が繁殖しやすくなる。このように雑菌が繁殖すると、水回収タンクの凝縮水を改質水として用いるために、凝縮水を水供給流路を通して水蒸気発生器に供給する際に、繁殖した雑菌が水供給流路を通して水蒸気発生器に向けて流れ、繁殖した雑菌によって水供給流路が詰まるなどの問題が発生し、水回収タンクからの凝縮水(改質水)を水蒸気発生器に所望の通りに供給できなくなるおそれがある。 In such a power generation system, the condensed water in which the water in the combustion exhaust gas is condensed is collected in the water recovery tank. Therefore, when the temperature is high such as in summer, the condensed water collected in the water recovery tank contains various germs. It becomes easier to breed. When various germs propagate in this way, the propagated germs cause steam through the water supply channel when the condensed water is supplied to the steam generator through the water supply channel in order to use the condensed water in the water recovery tank as reforming water. Problems such as clogging of the water supply flow path due to germs that flow toward the generator and propagate may occur, and the condensed water (modified water) from the water recovery tank may not be supplied to the steam generator as desired. be.
本発明の目的は、水回収タンク内の凝縮水及び冷却水タンク内の冷却水の殺菌処理を所要の通りに行うことができる発電システムを提供することである。 An object of the present invention is to provide a power generation system capable of sterilizing condensed water in a water recovery tank and cooling water in a cooling water tank as required.
本発明の請求項1に記載の発電システムは、原燃料ガスを供給する燃料ガス供給流路と、前記燃料ガス供給流路を通して供給される前記原燃料ガスを水蒸気改質する改質器と、前記改質器にて改質された改質燃料ガスをアノードガスとし、空気をカソードガスとして発電を行うセルスタックと、前記セルスタックを冷却する冷却水を収容するための冷却水タンクと、排気ガス中に含まれる水分を凝縮回収して溜めるための水回収タンクと、を備え、前記水回収タンクに溜まった凝縮水を改質水として水供給流路を通して前記改質器に送給する発電システムであって、
前記水供給流路には、前記水供給流路を流れる前記改質水を前記冷却水タンクに戻すための循環用流路が接続され、前記循環用流路に循環弁が配設されているとともに、前記冷却水タンクと前記水回収タンクとの間には、前記冷却水タンク内の前記冷却水を前記水回収タンクに送給する水循環送給流路が設けられ、前記水供給流路における前記循環用流路との接続部位の下流側に水供給弁が設けられており、
また、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクに前記冷却水又は前記凝縮水を加熱して殺菌処理するための加熱手段が配設されているとともに、前記改質器、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクに温度を検知するための改質器用温度検知手段、冷却水用温度検知手段又は改質水用温度検知手段が設けられており、
更に、前記改質器用温度検知手段、前記冷却水用温度検知手段又は前記改質水用温度検知手段に関連して、前記水供給弁での異常発生の判定を行うための異常判定手段が設けられており、
発電運転を行うときには、前記水供給弁が開状態に、前記循環弁が閉状態に保持され、前記水回収タンクからの前記改質水が前記水供給流路を通して前記改質器に供給され、また殺菌処理運転を行うときには、前記加熱手段が作動されるとともに、前記水供給弁が閉状態に、前記循環弁が開状態に保持され、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクにて加熱された前記冷却水又は前記改質水が前記水供給流路、前記循環用流路及び前記水循環送給流路を通して循環され、前記異常判定手段は、前記改質器用温度検知手段、前記冷却水用温度検知手段又は前記改質水用温度検知手段の温度変化状態に基づいて前記水供給弁での異常発生の判定を行うことを特徴とする。
The power generation system according to
A circulation flow path for returning the reformed water flowing through the water supply flow path to the cooling water tank is connected to the water supply flow path, and a circulation valve is provided in the circulation flow path. At the same time, a water circulation supply flow path for supplying the cooling water in the cooling water tank to the water recovery tank is provided between the cooling water tank and the water recovery tank, and the water supply flow path is provided. A water supply valve is provided on the downstream side of the connection site with the circulation flow path.
Further, the cooling water tank or the water recovery tank is provided with a heating means for heating and sterilizing the cooling water or the condensed water, and the reformer, the cooling water tank or the water. The recovery tank is provided with a reformer temperature detecting means, a cooling water temperature detecting means, or a reforming water temperature detecting means for detecting the temperature.
Further, in connection with the reformer temperature detecting means, the cooling water temperature detecting means, or the reforming water temperature detecting means, an abnormality determining means for determining the occurrence of an abnormality in the water supply valve is provided. Has been
During the power generation operation, the water supply valve is held in the open state, the circulation valve is held in the closed state, and the reformed water from the water recovery tank is supplied to the reformer through the water supply flow path. Further, when the sterilization treatment operation is performed, the heating means is operated, the water supply valve is held in the closed state, the circulation valve is held in the open state, and the water is heated in the cooling water tank or the water recovery tank. The cooling water or the reforming water is circulated through the water supply flow path, the circulation flow path, and the water circulation supply flow path, and the abnormality determination means is the reformer temperature detecting means and the cooling water temperature. It is characterized in that the occurrence of an abnormality in the water supply valve is determined based on the temperature change state of the detecting means or the temperature detecting means for reforming water.
また、本発明の請求項2に記載の発電システムでは、前記異常判定手段に関連して、異常信号を生成する異常信号生成手段が設けられており、前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、この異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を生成し、前記異常信号に基づいて前記殺菌処理運転が中止されることを特徴とする。
Further, in the power generation system according to
また、本発明の請求項3に記載の発電システムでは、前記異常判定手段に関連して、更に、前記水供給弁を複数回開閉動作させるための弁回復動作信号を生成する弁回復動作信号生成手段が設けられており、前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、この異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を生成し、前記異常信号に基づいて前記殺菌処理運転が中止されるとともに、前記弁回復動作信号生成手段が前記弁回復動作信号を生成し、前記弁回復動作信号に基づいて前記水供給弁が複数回開閉動作され、その後前記殺菌処理運転が再開されることを特徴とする。
Further, in the power generation system according to
また、本発明の請求項4に記載の発電システムでは、前記殺菌処理運転の再開時に前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、殺菌処理運転時のこの異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を再度生成し、再度の前記異常信号に基づいて前記殺菌処理運転が終了することを特徴とする。
Further, in the power generation system according to
また、本発明の請求項5に記載の発電システムでは、前記異常判定手段に関連して、更に、前記水供給弁での異常発生を知らせるための弁異常表示手段が設けられており、前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、この異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を生成し、前記異常信号に基づいて前記弁異常表示手段が作動することを特徴とする。 Further, in the power generation system according to claim 5 of the present invention, a valve abnormality display means for notifying the occurrence of an abnormality in the water supply valve is further provided in connection with the abnormality determination means, and the abnormality is described. When the determination means determines the occurrence of an abnormality in the water supply valve, the abnormality signal generation means generates the abnormality signal based on the determination of the abnormality occurrence, and the valve abnormality display means based on the abnormality signal. It is characterized by operating.
また、本発明の請求項6に記載の発電システムでは、前記異常判定手段に関連して、異常信号を生成する異常信号生成手段が設けられており、前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、この異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を生成し、前記異常信号に基づいて前記殺菌処理運転が終了し、その後前記発電運転が再開されることを特徴とする。
Further, in the power generation system according to
更に、本発明の請求項7に記載の発電システムでは、前記異常判定手段に関連して、更に、前記水供給弁での異常発生を知らせるための弁異常表示手段が設けられており、前記異常判定手段が前記水供給弁での異常発生の判定を行うと、この異常発生の判定に基づいて前記異常信号生成手段が前記異常信号を生成し、前記異常信号に基づいて前記弁異常表示手段が作動することを特徴とする。 Further, in the power generation system according to claim 7 of the present invention, a valve abnormality display means for notifying the occurrence of an abnormality in the water supply valve is further provided in connection with the abnormality determination means, and the abnormality is described. When the determination means determines the occurrence of an abnormality in the water supply valve, the abnormality signal generation means generates the abnormality signal based on the determination of the abnormality occurrence, and the valve abnormality display means based on the abnormality signal. It is characterized by operating.
本発明の請求項1に記載の発電システムによれば、改質水を改質器に供給する水供給流路に循環用流路が接続され、この循環用流路に循環弁が配設され、水供給流路における循環用流路との接続部位の下流側に水供給弁が設けられ、また冷却水タンク又は水回収タンクに殺菌処理するための加熱手段が配設されている。そして、殺菌処理運転のときには、加熱手段が作動されるとともに、水供給弁が閉状態に、循環弁が開状態に保持されるので、水回収タンク内の凝縮水(改質水)が水供給流路、循環用流路及び水循環送給流路を通して循環され、このように凝縮水を循環させて殺菌処理することができる。
According to the power generation system according to
また、改質器、冷却水タンク又は水回収タンクに温度を検知するための改質器用温度検知手段、冷却水用温度検知手段又は改質水用温度検知手段が設けられ、また水供給弁での異常発生の判定を行うための異常判定手段が設けられているので、この殺菌処理運転を行うときの改質器用温度検知手段、冷却水用温度検知手段又は改質水用温度検知手段の温度変化状態に基づいて水供給弁での異常発生の判定を行うことができる。 Further, the reformer, the cooling water tank or the water recovery tank is provided with a temperature detecting means for a reformer for detecting the temperature, a temperature detecting means for cooling water or a temperature detecting means for reforming water, and a water supply valve. Since the abnormality determination means for determining the occurrence of the abnormality is provided, the temperature of the reformer temperature detecting means, the cooling water temperature detecting means, or the reforming water temperature detecting means at the time of performing this sterilization treatment operation is provided. It is possible to determine the occurrence of an abnormality in the water supply valve based on the change state.
例えば、冷却水タンクに加熱手段を設け、改質器用温度検知手段(又は冷却水用温度検知手段、改質水用温度検知手段)を用いた場合、水供給弁の作動が正常であると、凝縮水が循環用流路及び水循環送給流路を通して循環され、この凝縮水が改質器に流れることはなく、従って、殺菌処理の経過とともに改質器用温度検知手段(又は冷却水用温度検知手段、改質水用温度検知手段)の検知温度が上昇するようになる。これに対して、水供給弁に上述した動作不良が生じると、循環用流路及び水循環送給流路を通して循環される凝縮水の一部又は全部が改質器に流れるようになり、従って、殺菌処理の経過によっても改質器用温度検知手段の検知温度がほとんど上昇しない(又は殺菌処理の経過にともなって冷却水用温度検知手段の検知温度が大きく上昇する、殺菌処理の経過によっても改質水用温度検知手段の検知温度がほとんど上昇しない)。 For example, when a heating means is provided in the cooling water tank and a reformer temperature detecting means (or a cooling water temperature detecting means, a reforming water temperature detecting means) is used, the operation of the water supply valve is normal. Condensed water is circulated through the circulation channel and the water circulation feed channel, and this condensed water does not flow to the reformer. Therefore, the temperature detecting means for the reformer (or the temperature detection for cooling water) with the progress of the sterilization process. Means, temperature detecting means for reforming water) will increase the detection temperature. On the other hand, if the above-mentioned malfunction occurs in the water supply valve, a part or all of the condensed water circulated through the circulation flow path and the water circulation supply flow path will flow to the reformer, and therefore, The detection temperature of the temperature detecting means for the reformer hardly rises even with the progress of the sterilization treatment (or the detection temperature of the temperature detecting means for cooling water rises significantly with the progress of the sterilization treatment, and the reforming also with the progress of the sterilization treatment. The detection temperature of the water temperature detecting means hardly rises).
また、例えば、水回収タンクに加熱手段を設け、改質器用温度検知手段(又は冷却水用温度検知手段、改質水用温度検知手段)を用いた場合、水供給弁の作動が正常であると、凝縮水が上述したように循環用流路及び水循環送給流路を通して循環され、従って、殺菌処理の運転時間とともに改質器用温度検知手段(又は冷却水用温度検知手段、改質水用温度検知手段)の検知温度が上昇する。これに対して、水供給弁に上述した動作不良が生じると、循環用流路及び水循環送給流路を通して循環される凝縮水の一部又は全部が改質器に流れるようになり、従って、殺菌処理の経過によっても改質器用温度検知手段の検知温度がほとんど上昇しない(又は殺菌処理の経過によっても冷却水用温度検知手段の検知温度がほとんど上昇しない、殺菌処理の経過によって改質水用温度検知手段の検知温度が大きく上昇する)。 Further, for example, when a heating means is provided in the water recovery tank and a reformer temperature detecting means (or a cooling water temperature detecting means, a reforming water temperature detecting means) is used, the operation of the water supply valve is normal. And, as described above, the condensed water is circulated through the circulation flow path and the water circulation feed flow path, and therefore, with the operation time of the sterilization treatment, the temperature detecting means for the reformer (or the temperature detecting means for cooling water, for the reforming water). The detection temperature of the temperature detecting means) rises. On the other hand, if the above-mentioned malfunction occurs in the water supply valve, a part or all of the condensed water circulated through the circulation flow path and the water circulation supply flow path will flow to the reformer, and therefore, The detection temperature of the temperature detecting means for the reformer hardly rises even with the progress of the sterilization treatment (or the detection temperature of the temperature detecting means for cooling water hardly rises with the progress of the sterilization treatment, for the reformed water with the progress of the sterilization treatment. The detection temperature of the temperature detecting means rises significantly).
このようなことから、殺菌処理運転を行うときの改質器用温度検知手段(又は冷却水用温度検知手段、改質水用温度検知手段)の検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁での異常発生を検知することができる。 For this reason, the water supply valve is used based on the temperature change state of the detection temperature of the temperature detecting means for the reformer (or the temperature detecting means for cooling water, the temperature detecting means for reforming water) when performing the sterilization treatment operation. It is possible to detect the occurrence of abnormalities.
また、本発明の請求項2に記載の発電システムによれば、異常判定手段が異常発生の判定を行うと、異常発生の判定に基づいて異常信号生成手段が異常信号を生成し、この異常信号に基づいて殺菌処理運転が中止されるので、水回収タンク内の凝縮水が多量に改質器に流れるのを防止することができる。
Further, according to the power generation system according to
また、本発明の請求項3に記載の発電システムによれば、更に、水供給弁を複数回開閉動作させるための弁回復動作信号を生成する弁回復動作信号生成手段が設けられ、異常信号生成手段が異常信号を生成すると、この異常信号に基づいて殺菌処理運転が中止されるとともに、弁回復動作信号生成手段が弁回復動作信号を生成し、この弁回復動作信号に基づいて水供給弁が複数回開閉動作(所謂、リカバリ動作)されるので、例えば、ゴミなどが詰まって一時的に閉止不良になるなどの場合には、この複数回開閉動作によって水供給弁が正常に閉状態になり、閉止不良などを回復させて殺菌処理運転を行うことができる。
Further, according to the power generation system according to
また、本発明の請求項4に記載の発電システムによれば、殺菌処理運転の再開時に異常判定手段が水供給弁での異常発生の判定を行うと、異常信号生成手段が異常信号を再度生成するので、水供給弁の複数回の開閉動作(リカバリ動作)によっても回復しないときには殺菌処理運転が終了し、これにより、水回収タンク内の凝縮水が多量に改質器に流れるのを防止することができる。
Further, according to the power generation system according to
また、本発明の請求項5に記載の発電システムによれば、更に、水供給弁の異常発生を知らせるための弁異常表示手段が設けられ、異常信号生成手段が異常信号を生成すると、この異常信号に基づいて弁異常表示手段が作動するので、水供給弁の動作不良(例えば、故障発生など)を知らせることができる。 Further, according to the power generation system according to claim 5 of the present invention, a valve abnormality display means for notifying the occurrence of an abnormality of the water supply valve is further provided, and when the abnormality signal generation means generates an abnormality signal, this abnormality is generated. Since the valve abnormality display means operates based on the signal, it is possible to notify the malfunction of the water supply valve (for example, the occurrence of a failure).
また、本発明の請求項6に記載の発電システムによれば、異常判定手段が水供給弁での異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づいて異常信号生成手段が異常信号を生成すると、この異常信号に基づいて殺菌処理運転が終了する。このような場合、水供給弁の動作不良が発生しても水回収タンク内の凝縮水(改質水)を改質器に供給することができるので、発電運転を行うことが可能であり、従って、殺菌処理運転を終了して発電運転を再開することによって、発電システムの運転効率の低下を抑えることができる。
Further, according to the power generation system according to
更に、本発明の請求項7に記載の発電システムによれば、この異常判定手段に関連して、更に、水供給弁での異常発生を知らせるための弁異常表示手段が設けられ、異常信号生成手段により生成される異常信号に基づいて弁異常表示手段が作動するので、臨時状態の発電運転中においても水供給弁に異常が発生していることを知らせることができ、これにより水供給弁の点検修理を促すことができる。 Further, according to the power generation system according to claim 7 of the present invention, in connection with this abnormality determination means, a valve abnormality display means for notifying the occurrence of an abnormality in the water supply valve is further provided, and an abnormality signal is generated. Since the valve abnormality display means is operated based on the abnormality signal generated by the means, it is possible to notify that the water supply valve has an abnormality even during the power generation operation in the temporary state, whereby the water supply valve can be notified. Inspection and repair can be urged.
以下、添付図面を参照して、本発明に従う発電システムの第1実施形態について説明する。図示の発電システムは、燃料電池反応により発電を行うセルスタック2と、原燃料ガスを水蒸気改質するための改質器4とを備えている。セルスタック2は、燃料電池セルを積層して構成され、燃料電池セルとしては固体高分子形のもの、固体酸化物形のものなど種々のタイプのものを用いることができる。
Hereinafter, the first embodiment of the power generation system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The illustrated power generation system includes a
セルスタック2は燃料極6及び空気極8を備え、この燃料極6側は、改質燃料ガス送給流路10を通して改質器4に接続されている。図示の改質器4は、改質水を気化させる水蒸気発生部12と、改質触媒が充填された改質部14とを備え、改質部14の下流側に一酸化炭素変成器16(CO変成器)及び一酸化炭素除去器18(CO除去器)が配設されている。また、水蒸気発生部12の上流側に脱硫器20が配設され、この脱硫器20は燃料ガス給流路22を介して原燃料ガス供給源24(例えば、燃料タンク、埋設管など)に接続されている。尚、この実施形態では、改質器4の水蒸気発生部12と改質部14とが別個に構成されているが、この水蒸気発生部12と改質部14とを一体的に構成し、水蒸気発生部12にて発生した水蒸気と原燃料ガスとを直接的に改質部14に送給するようにしてもよい。
The
このように構成されているので、原燃料ガス供給源24からの原燃料ガス(例えば、都市ガス)は、燃料ガス供給流路22を通して脱硫器20に送給され、この脱硫器20において原燃料ガスに含有されている硫黄成分が除去され、硫黄成分が除去された原燃料ガスが改質器4の水蒸気発生部12に送給され、また改質水が後述するようにしてこの水蒸気発生部12に供給される。水蒸気発生部12においては、改質水が気化され、気化された水蒸気に原燃料ガスが混合され、この混合燃料ガスが改質部14に送給される。改質部14においては、改質触媒によって原燃料ガスの水蒸気改質が行われる。水蒸気改質された改質燃料ガスは、一酸化炭素変成器16に送給され、この一酸化炭素変成器16にて改質燃料ガス中の一酸化炭素が水蒸気と反応して二酸化炭素に変換され、その後一酸化炭素除去器18に送給され、この一酸化炭素除去器18にて改質燃料ガス中に残留する一酸化炭素が酸素と反応して二酸化炭素に変換され、このようにして一酸化炭素が除去された改質燃料ガスがアノードガスとして改質燃料ガス送給流路10を通してセルスタック2の燃料極6側に送給される。
With this configuration, the raw fuel gas (for example, city gas) from the raw material fuel
尚、改質器4の水蒸気発生部12及び改質部14に改質器バーナ28が設けられ、この改質器バーナ28の燃焼熱を利用して水蒸気発生部12における改質水の気化及び改質部14における原燃料ガスの水蒸気改質が行われる。また、燃料ガス供給流路22には、原燃料ガスを供給するための燃料供給ポンプ30が配設され、改質燃料ガス送給流路10には燃料供給弁32が配設されている。
A
また、セルスタック2の空気極8側は、空気供給流路34を介して空気フィルタ35に接続され、この空気供給流路34に空気ブロア36及び第1熱交換器38が配設されている。従って、空気フィルタ35を通して流入した空気は、空気供給流路34を通り、第1熱交換器38にて後述するように熱交換して加温され、加温された空気がカソードガスとして空気供給流路34を通ってセルスタック2の空気極8側に供給される。尚、この空気供給流路34には、空気供給弁40が配設されている。
Further, the
セルスタック2の燃料極6の排出側は、反応燃料ガス送給流路40(アノードオフガス送給流路)を介して改質器バーナ28に接続されている。また、この改質器バーナ28には、燃焼用空気を供給する燃焼用空気供給流路42が接続され、この燃焼用空気供給流路42に燃焼用空気ブロア44が配設されている。更に、この改質器バーナ28には、燃料ガス供給流路22から分岐する分岐燃料ガス流路46が接続されている。
The discharge side of the
このように構成されているので、改質器バーナ28では、分岐燃料ガス流路46を通して供給される原燃料ガス及び反応燃料ガス送給流路40を通して供給される反応燃料ガス(未反応の燃料ガスを含んでいる)が、燃焼用空気供給流路42を通して供給される燃焼用空気により燃焼され、この燃焼熱を利用して改質器4の水蒸気発生部12及び改質部14が加熱される。
With this configuration, in the
改質器バーナ28からの燃焼排気ガスは、排気ガス排出流路46を通して大気中に排出され、またセルスタック2の空気極8側からの反応空気は、空気排出流路48を通して大気中に排出され、かく排出される燃焼排気ガス及び反応空気の熱が貯湯装置50により温水として回収されるように構成されている。尚、セルスタック2の燃料極6の排出側には、排出側燃料弁64が配設され、その空気極8の排出側には、排出側空気弁66が配設されている。
The combustion exhaust gas from the
図示の貯湯装置50は、温水を貯める貯湯タンク52及び熱回収用循環流路54を備え、この熱回収用循環流路54の一端側が貯湯タンク52の底部に接続され、その他端側が貯湯タンク52の上端部に接続されている。この熱回収循環流路54には、貯湯タンク52内の水を熱回収循環流路54を通して循環させるための循環ポンプ56、複合熱交換器58、第2熱交換器60及び余剰電力ヒータ62が配設されている。
The illustrated hot
このように構成されているので、貯湯タンク52からの水は熱回収循環流路54を通して循環され、かく循環される際に、複合熱交換器58にて排気ガス排出流路46を流れる燃焼排気ガス及び空気排出流路48を流れる反応空気との間で熱交換されて加温され、また第1熱交換器60にてセルスタック2を冷却する冷却水との間で熱交換されて加温され、更に発電電力が余剰である場合に余熱電力ヒータ62によって加熱され、このようにして加温された温水が貯湯タンク52に貯えられる。
With this configuration, the water from the hot
この熱回収循環流路54には熱回収循環弁68が配設されている。また、貯湯タンク52の底部には水補給流路80が接続され、この水補給流路80が例えば水道管(図示せず)などに接続され、例えば、水道水が貯湯タンク52に補給される。更に、貯湯タンク52の上端部には出湯流路82が接続され、この出湯流路82を通して温水が出湯される。尚、水補給流路80には、水を補給するための水補給弁84が配設される。
A heat
このセルスタック2には、セルスタック2を冷却するための冷却水を循環する冷却水循環構造70が採用されている。図示の冷却水循環構造70は、セルスタック2の冷却部72を通して設けられた冷却水循環流路74と、冷却水を収容する冷却水タンク76とを備え、冷却水循環流路74に冷却水ポンプ78が配設されている。このように構成されているので、冷却水タンク76からの冷却水は、冷却水循環流路74を通してセルスタック2の冷却部72に流れ、この冷却部72を流れる際にセルスタック2を冷却し、冷却後の冷却水は、冷却水循環流路74を流れ、第2熱交換器60にて空気供給流路34を流れる空気との熱交換により冷却された後に冷却水タンク76に戻される。
The
また、冷却水タンク76には、放熱循環流路80が設けられ、この放熱循環流路80に放熱循環ポンプ82が設けられている。従って、冷却水タンク76内の冷却水は放熱循環流路80を通して循環され、第1熱交換器38を通して流れる間に空気供給流路34を通して流れる空気との間で熱交換され、熱交換により放熱された冷却水が冷却水タンク76に戻される。尚、この冷却水タンク76には水補充流路84が接続され、この水補充流路84に水補充弁86が配設されている。
Further, the cooling
この実施形態では、燃焼排気ガス中に含まれる水分及び反応空気に含まれる水分が複合熱交換器58における熱交換により凝縮され、この凝縮水が水回収タンク88に回収される。複合熱交換器58と水回収タンク88とが水回収流路90を介して接続され、複合熱交換器58にて熱交換により凝縮された凝縮水は、この水回収流路90を通して水回収タンク88に回収される。尚、この形態では、燃焼排気ガス中に含まれる水分及び反応空気に含まれる水分の双方を凝縮させて回収しているが、このような構成に限定されず、燃焼排気ガス中に含まれる水分のみを凝縮回収するようにしてもよい。
In this embodiment, the water contained in the combustion exhaust gas and the water contained in the reaction air are condensed by heat exchange in the
水回収タンク88に回収された凝縮水は改質水として利用するように構成されている。即ち、水回収タンク88と改質器4の水蒸気発生部12とは水供給流路90を介して接続され、この水供給流路90にイオン交換樹脂を内蔵したイオン交換ユニット92及び水供給ポンプ94が配設されている。このように構成されているので、水回収タンク88内の凝縮水は、改質水として水供給流路90を通して供給され、イオン交換ユニット92にてイオン交換処理された後に水蒸気発生部12に供給される。尚、この発電システムにおいては、セルスタック2からの発電出力は、インバータ106において直流から交流に変換された後に発電出力ライン108を通して出力される。
The condensed water recovered in the
この発電システムでは、水回収タンク88に回収された凝縮水が殺菌処理されるように、更に、次のように構成されている。この実施形態では、冷却水タンク76に殺菌処理ヒータ96(殺菌処理するための加熱手段を構成する)が配設され、この殺菌処理ヒータ96により冷却水タンク76内の冷却水が加熱される。また、水供給流路90(具体的には、水供給ポンプ94より下流側の部位)に循環用流路98が接続され、この循環用流路98の他端側が冷却水タンク76に接続され、この循環用流路98に循環弁100が配設されている。更に、冷却水タンク76と水回収タンク88とが水循環送給流路と102を介して接続されている。更にまた、水供給流路(具体的には、循環用流路98との接続部位よりも下流側)に水供給弁104が配設されている。
In this power generation system, the condensed water recovered in the
このように構成されているので、セルスタック2による発電を行うときには、水供給弁104が開状態に保持され、循環弁100が閉状態に保持される。この状態にて水供給ポンプ94が作動すると、水回収タンク88内の凝縮水(改質水)は、水供給流路90を通して改質器4の水蒸気発生部12に供給され、水供給流路90を通して供給される凝縮水を改質水として利用して原燃料ガスの水蒸気改質を行うことができる。このとき、循環弁100が閉状態に保持されるので、水供給流路90を流れる凝縮水が循環用流路98を通して冷却水タンク76に流れることはない。
With this configuration, when power is generated by the
また、後述するように殺菌処理を行うときには、図2に示すように、水供給弁104が閉状態に保持され、循環弁100が開状態に保持される。このような状態で水供給ポンプ94が作動すると、水回収タンク88内の凝縮水は、水供給流路90及び循環用流路98を通して冷却水タンク76に送給され、更に水循環送給流路102を通して水回収タンク88に送給され、水供給流路90、循環用流路98、冷却水タンク76及び水循環送給流路102を通して循環される。
Further, when the sterilization treatment is performed as described later, as shown in FIG. 2, the
この殺菌処理機能を備えた発電システムにおいては、水供給弁104の作動不良が生じると水回収タンク88からの凝縮水が改質器4(この場合、水蒸気発生部110)に流れ、改質器4(例えば、改質部14の改質触媒など)にトラブルが生じるおそれがある。このようなことから、この実施形態では、水供給弁104の作動不良を検知可能なように次のように構成されている。
In the power generation system having this sterilization treatment function, when the
更に説明すると、この実施形態では、改質器4の水蒸気発生部12に温度検知手段110(例えば、温度センサから構成される)が設けられている。この温度検知手段110は、改質器用温度検知手段として機能し、改質器4の水蒸気発生部12の温度を検知し、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良の有無を検知する。尚、この温度検知手段を改質器4の改質部14に配設しても同様にして水供給弁104の作動不良の有無を検知することができる。
More specifically, in this embodiment, the
この温度検知手段110による検知は、図3に示す制御系により行われる。図3を参照して、この発電システムは、システム全体を制御するコントローラ112(例えば、マイクロプロセッサなどから構成される)を備え、このコントローラ112は、システムを作動制御するための作動制御手段114、温度演算手段116、温度差演算手段118、温度差比較手段120、異常判定手段122及び異常信号生成手段124を含み、作動制御手段114は、各種弁手段126(水供給弁104、循環弁100など)、各種ポンプ手段128(燃料供給ポンプ30、水供給ポンプ94など)及び各種ブロア130(空気ブロア36、燃焼用空気ブロア44など)を作動制御する。
The detection by the temperature detecting means 110 is performed by the control system shown in FIG. With reference to FIG. 3, the power generation system includes a controller 112 (consisting of, for example, a microprocessor) that controls the entire system, and the
また、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号に基づいて検知温度を演算し、温度差演算手段118は、温度検知手段110の検知温度の温度変化の度合い(例えば、一つ前の検知温度との温度差)を演算し、温度差比較手段120は、温度差演算手段118により演算した温度差と基準温度差(例えば、5℃)とを比較し、異常判定手段122は、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良の有無、即ち異常発生の有無の判定を後述するように行い、異常信号生成手段124は、異常判定手段122の異常判定に基づき異常信号を生成する。
Further, the temperature calculation means 116 calculates the detection temperature based on the detection signal from the temperature detection means 110, and the temperature difference calculation means 118 calculates the degree of temperature change of the detection temperature of the temperature detection means 110 (for example, one before). (Temperature difference from the detected temperature) is calculated, the temperature difference comparing means 120 compares the temperature difference calculated by the temperature difference calculating means 118 with the reference temperature difference (for example, 5 ° C.), and the abnormality determining means 122 determines. Based on the temperature change state of the detected temperature, the presence / absence of malfunction of the
このコントローラ112は、更に、メモリ手段132及びタイマ手段134を含んでいる。メモリ手段112には、温度検知手段110の検知温度の変化状態(検知温度、演算温度差)、基準温度差、殺菌処理温度(例えば、60℃)などが記憶されるとともに、タイマ手段134が計時する各種時間、例えば殺菌処理を行う開始時間間隔(例えば、10日)、後述するパージ処理を行うパージ処理時間(例えば、50分間)、後述する殺菌処理を行う殺菌処理時間(例えば、30分)などが記憶される。また、タイマ手段134は、上述した開始時間間隔、パージ処理時間、殺菌処理時間などを計時する。
The
この形態では、発電システムの運転は、操作リモコン136によって行われ、この操作リモコン136は、各種操作ボタン(図示せず)とともに、弁異常表示手段138を含んでいる。弁異常表示手段138は、異常表示ランプ、液晶表示装置の異常表示部などから構成され、この異常表示手段138が作動することにより、殺菌処理運転中において水供給弁104での作動不良が発生したことを表示する。
In this embodiment, the operation of the power generation system is performed by the operation
次に、図1~図3とともに図4及び図5を参照して、上述した発電システムの運転について説明する。主として図3及び図5を参照して、操作リモコン136を起動操作すると、発電システムが起動し(ステップS1)、上述した発電運転が行われる(ステップS2)。この発電運転時には、燃料供給弁32、空気供給弁40、排出側燃料弁64、排出側空気弁66、熱回収循環弁68及び水供給弁104が開状態に保持され、循環弁100が閉状態に保持される。このような状態にて、燃料供給ポンプ30が作動し、原燃料ガスが燃料ガス供給流路22を通し脱硫器20経て改質器4の水蒸気発生部12に供給され、また水供給ポンプ94が作動し、水回収タンク88内の凝縮水(改質水)が水供給流路90を通してこの水蒸気発生部12に供給される。水蒸気発生部12では改質水が気化して水蒸気となり、原燃料ガス及び水蒸気が改質器4の改質部14に送給されて水蒸気改質が行われ、改質燃料ガス(アノードガス)が一酸化炭素変成器16及び一酸化炭素除去器18を経てセルスタック2の燃料極6側に送給される。また、空気ブロア36が作動し、空気(カソードガス)がセルスタック2の空気極8側に供給される。
Next, the operation of the above-mentioned power generation system will be described with reference to FIGS. 4 and 5 together with FIGS. 1 to 3. When the operation
セルスタック2においては、燃料極6側での改質燃料ガスの酸化及び空気極8側での還元による燃料電池反応により発電が行われ、その発電出力はインバータ106を通して発電出力ライン108から出力される。
In the
セルスタック2の燃料極6側からの反応燃料ガス(アノードオフガス)は、反応燃料ガス送給流路40を通して改質器バーナ28に送給され、分岐燃料ガス流路46を通して供給される原燃料ガス及び燃焼用空気ブロア44により送給される燃料用空気とともに燃焼され、その燃焼排気ガスが排気ガス排出流路46及び複合熱交換器58を通して排出される。またセルスタック2の空気極8側からの反応空気(カソードオフガス)は、空気排出流路48及び複合熱交換器58を通して排出される。
The reaction fuel gas (anodide off gas) from the
この発電運転時、冷却水ポンプ78が作動され、冷却水タンク88内の冷却水が冷却水循環流路74を通して循環され、循環する冷却水によってセルスタック2の冷却部72が冷却される。また、貯湯装置50の循環ポンプ56が作動され、貯湯タンク52内の水が熱回収循環流路54及び複合熱交換器58を通して循環され、複合熱交換器58にて排気ガス排出流路46を流れる燃焼排気ガスガス及び空気排出流路48を流れる反応空気との熱交換により温められた後に温水として貯湯タンク52に貯えられる。
During this power generation operation, the cooling
この複合熱交換器58での熱交換により燃焼排気ガス及び反応空気が冷却され、燃焼排気ガスに含まれる水分及び反応空気に含まれる水分が凝縮され、この凝縮水が水回収流路90を通して水回収タンク88に回収される。
The heat exchange in the combined
この発電システムの発電運転が所定時間継続して殺菌処理を開始する開始時間になる、換言すると前回の殺菌処理の開始から所定時間(例えば、10日)経過すると、殺菌処理を行う必要が生じるために、ステップS3からステップS4に進み、発電システムの発電停止工程が遂行される。この発電停止工程においては、水蒸気パージ処理が行われる(ステップS5)。この水蒸気パージ工程においては、燃料供給弁32、空気供給弁40、排出側燃料弁64、排出側空気弁66が閉状態に保持され、燃料ガス供給流路22を通しての原燃料ガスの供給が停止し、改質燃料ガスの生成が停止する。一方、水供給弁104は開状態に保持され、また水供給ポンプ94が作動され(このとき、その回転数は、例えば発電運転のときよりも低い回転数で作動される)、水回収タンク88からの凝縮水(改質水)の供給は継続され、改質器4の水蒸気生成部12にて水蒸気が発生され続け、発生した水蒸気が改質器4の水蒸気発生部12及び改質部14、一酸化炭素変成器16並びに一酸化炭素除去器18内に送給される。このような水蒸気パージ処理は、パージ処理時間(例えば、50分間)行われ、このように行うことにより、改質器4の水蒸気発生部12及び改質部14、一酸化炭素変成器16並びに一酸化炭素除去器18内が水蒸気で満たされて置換される。
This is because the power generation operation of this power generation system becomes the start time for starting the sterilization process continuously for a predetermined time, in other words, when a predetermined time (for example, 10 days) has passed from the start of the previous sterilization process, the sterilization process needs to be performed. Then, the process proceeds from step S3 to step S4, and the power generation stop step of the power generation system is executed. In this power generation stop step, a steam purge process is performed (step S5). In this steam purging step, the
この水蒸気パージ処理が終了すると、水回収タンク88内の凝縮水及び冷却水タンク76内の冷却水の殺菌処理運転が行われる(ステップS5)。この殺菌処理運転においては、水供給弁104が閉状態に、循環弁100が開状態に保持される(ステップS7)。また、殺菌処理ヒータ96が作動され(ステップS8)、水供給ポンプ94は継続して作動される(このとき、その回転数は、発電運転のときよりも高い回転数で作動される)。かくすると、図2に矢印で示すように、水回収タンク88内の凝縮水が水供給流路90、循環用流路98、冷却水タンク76及び水循環送給流路102を通して循環される。また、殺菌処理ヒータ96が冷却水タンク76内の冷却水を加熱し、冷却水タンク76にて加熱された冷却水が水循環送給流路102を通して水回収タンク88に戻され、このように循環して流れることにより、水回収タンク88内の凝縮水及び冷却水タンク76内の冷却水の温度が上昇する。
When this steam purging process is completed, the sterilization operation of the condensed water in the
このような殺菌処理運転が開始されると、温度検知手段110(改質器用温度検知手段)が改質器4の水蒸気発生部12の温度を検知し(ステップS9)、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号により検知温度を演算し(ステップS10)、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良の検知が行われる。
When such a sterilization treatment operation is started, the temperature detecting means 110 (temperature detecting means for the reformer) detects the temperature of the
ここで、図4を参照して、発電運転時、停止工程時(水蒸気パージ処理)及び殺菌処理運転時における改質器4の改質部14の改質触媒温度、一酸化炭素変成器16の一酸化変成触媒温度、一酸化炭素除去器18の一酸化炭素除去触媒温度、冷却水タンク76内の冷却水温度及び水回収タンク88内の凝縮水温度について説明すると、水供給弁104の作動が正常である場合、水回収タンク88からの凝縮水の全てが循環用流路98に流れ、水供給弁104を通して下流側(改質器4の水蒸気発生部12)に流れことがないことから、これらの温度は、例えば図4に実線で示すように変化し、温度検知手段110の検知温度は、凝縮水(改質水)が水蒸気発生部12側に流れてこないことから時間の経過とともに上昇するようになる。
Here, referring to FIG. 4, the reforming catalyst temperature of the reforming
これに対して、水供給弁104に作動不良が発生すると、水供給流路90から循環用流路98に流れる凝縮水の一部が水供給弁104を通して改質器4の水蒸気発生部12に流れ、下流側に流れた凝縮水が水蒸気発生部12にて気化して水蒸気が発生するようになり、それ故に、この気化により周囲の熱が奪われ、温度検知手段110の検知温度は、時間が経過してもほとんど上昇せず、例えば図4に破線で示すように温度が変化する。
On the other hand, when a malfunction occurs in the
このようなことから、温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS11)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)以上であると、水供給弁104が正常に作動しているとしてステップ12からステップS13に進み、殺菌処理運転が継続して行われる。
Therefore, the temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S11), and when the temperature difference is a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min) or more. If there is, the process proceeds from
そして、このような殺菌処理運転中に、水回収タンク88内の凝縮水の温度が例えば60℃に達すると、ステップSS14からステップS15に進み、60℃の温度状態が30分継続して維持されるように殺菌処理ヒータ96が作動制御される。この殺菌処理が30分継続すると、凝縮水の雑菌が死滅したとして水回収タンク88内の凝縮水及び冷却水タンク76内の冷却水の殺菌処理が終了し(ステップS16)、その後ステップS1に戻って、発電システムが起動されて発電運転が再開される。
Then, when the temperature of the condensed water in the
一方、温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS11)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)未満であると、水供給弁104の作動不良が発生しているとしてステップ12からステップS17に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良が発生し凝縮水が改質器4(水蒸気発生部12)に流れているとして水供給弁104での異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成する(ステップS18)。かくすると、この異常信号に基づいて殺菌処理運転(殺菌処理動作)が終了し(ステップS19)、またこの異常信号に基づいて操作リモコン136の弁異常表示手段138が作動し(ステップS20)、この弁異常表示手段138の作動により、水供給弁104で作動不良が発生したことを知ることができる。
On the other hand, the temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S11), and when this temperature difference is less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), water is used. Assuming that the
尚、殺菌処理がこのようにして終了したときには、水供給弁104を点検修理した後にエラー解除を行い(ステップS21)、このエラー解除後にステップS1に戻り、発電システムが起動されて発電運転が再開される。
When the sterilization process is completed in this way, the
この発電システムにおいては、改質器4の水蒸気発生部12に温度検知手段110(改質器用温度検知手段)を設け、殺菌処理運転時にこの温度検知手段110により水蒸気発生部12の温度を検知しているので、この温度検知手段110の検知温度の変動状態に基づいて水供給弁104で作動不良が生じているか否か(換言すると、水供給弁104を通して凝縮水が下流側に流れているか否か)を検知することができる。また、水供給弁104で作動不良が生じているときには殺菌処理運転を中止するので、凝縮水が改質器4(水蒸気発生部12)に流れるのを防止することができる。
In this power generation system, a temperature detecting means 110 (temperature detecting means for a reformer) is provided in the
上述した実施形態の殺菌処理運転では、水供給弁104で作動不良が生じた場合、この殺菌処理運転を単に中止しているのみであるが、このような制御に代えて、例えば,図6に示すように制御するようにしてもよい。この運転制御では、水供給弁104での作動不良が発生すると、水供給弁104のリカバリ動作が行われ、このリカバリ動作後に殺菌処理運転が再開されるように構成されている。この場合、図示していないが、コントローラ112は、更に、リカバリ動作させるための弁回復動作信号を生成する弁回復信号生成手段を含み、発電システムのその他の構成は、上述した構成と実質上同一でよく、その他の構成については図1~図3を参照されたい。
In the sterilization treatment operation of the above-described embodiment, when the
図6を参照して説明すると、殺菌処理運転において温度検知手段110の検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)が所定温度(例えば、5℃/分)未満であると、水供給弁104での作動不良が発生しているとしてステップS42からステップS47に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良が発生しているとして水供給弁104での異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成し(ステップS48)、この異常信号に基づいて殺菌処理運転(殺菌処理動作)が中止される(ステップS49)。
Explaining with reference to FIG. 6, when the temperature difference (that is, the degree of temperature rise) of the detected temperature of the temperature detecting means 110 is less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min) in the sterilization processing operation, the water supply valve. The process proceeds from step S42 to step S47 on the assumption that a malfunction has occurred in 104, and the abnormality determination means 122 determines that an abnormality has occurred in the
この殺菌処理運転の中止後に、更に、この異常信号に基づいて弁回復信号生成手段(図示せず)が弁回復信号を生成し、この弁回復信号に基づいて作動制御手段114(図3参照)が水供給弁104を複数回(例えば、3~5回)開閉動作し、このようにして水供給弁104のリカバリ動作が行われる(ステップS50)。このとき、ゴミなどが原因で水供給弁104の作動不良が生じていると、このリカバリ動作によってゴミなどが外れて作動不良が解消される。このリカバリ動作の後に、殺菌処理運転が再開される(ステップS51)。
After the sterilization processing operation is stopped, the valve recovery signal generation means (not shown) further generates a valve recovery signal based on this abnormal signal, and the operation control means 114 (see FIG. 3) is based on this valve recovery signal. Opens and closes the water supply valve 104 a plurality of times (for example, 3 to 5 times), and thus the recovery operation of the
このようにして殺菌処理運転が再開されると、再び、温度検知手段110が改質器4の水蒸気発生部12の温度を検知し(ステップS52)、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号により検知温度を演算し、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動が回復したかの検知が行われる。
When the sterilization processing operation is restarted in this way, the temperature detecting means 110 again detects the temperature of the
即ち、温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS53)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)以上であると、水供給弁104の作動が回復したとしてステップ54からステップS43に進み、殺菌処理運転が継続して行われ、以下ステップS43~ステップ46が実行される。尚、これらステップS43~ステップS46にて実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS13~ステップS16にて実行される動作と同様である。
That is, the temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S53), and when this temperature difference is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), water is used. Assuming that the operation of the
一方、温度検知手段110の検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)が所定温度(例えば、5℃/分)未満であると、水供給弁104の作動が回復していないとしてステップS54からステップS55に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良が回復していないとして水供給弁104における異常発生の判定を再度行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成し(ステップS56)、この異常信号に基づいて殺菌処理運転(殺菌処理動作)が終了し(ステップS57)、更にステップS58~ステップS59が実行され、これらステップS58~ステップS59にて実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS20~ステップS21にて実行される動作と同様である。尚、図6のフローチャートにおけるステップS31~S42にて実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS1~ステップS12にて実行される動作と同様である。
On the other hand, if the temperature difference (that is, the degree of temperature rise) of the detected temperature of the temperature detecting means 110 is less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), it is assumed that the operation of the
上述した実施形態では、殺菌処理運転時の改質器4(例えば、水蒸気発生部12)の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良を検知しているが、改質器4の温度変化状態に代えて、冷却水タンク76内の冷却水温度又は水回収タンク88内の凝縮水温度(改質水温度)の温度変化状態に基づいても水供給弁104の作動不良を検知することができる。
In the above-described embodiment, the malfunction of the
図7を参照して説明すると、発電運転時、停止工程時(水蒸気パージ処理)及び殺菌処理運転時における改質器4の改質部14の改質触媒温度、一酸化炭素変成器16の一酸化変成触媒温度、一酸化炭素除去器18の一酸化炭素除去触媒温度、冷却水タンク76内の冷却水温度及び水回収タンク88内の凝縮水温度については、水供給弁104が正常に作動している場合、水回収タンク88からの凝縮水の全てが循環用流路98に流れることから、例えば、図7に実線で示すように変化する(これら実線で示す温度変化状態は、図4に実線で示す温度変化状態と同様である)。
Explaining with reference to FIG. 7, one of the reforming catalyst temperature of the reforming
これに対して、水供給弁104に作動不良が発生すると、上述したように循環用流路98を通して循環される凝縮水の循環流量(換言すると、水回収タンク88への凝縮水の戻り流量)が少なり、これにより、水回収タンク88の凝縮水の温度は、図7に破線で示すように、時間が経過してもその温度上昇はほとんどなく、このようなことから、水回収タンク88内の凝縮水の温度変化状態に基づいても水供給弁104の作動不良を検知することができる。
On the other hand, when the
例えば、冷却水タンク76内の冷却水の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良を検知する場合、その検知動作の流れは、図8に示す通りとなる。この場合、温度検知手段110(冷却水用温度検知手段として機能する)は、冷却水タンク76に配設され、冷却水タンク76内の冷却水の温度を検知する。
For example, when the malfunction of the
この動作制御においては、殺菌処理運転が開始されると、水供給弁104が閉状態に、循環弁100が開状態に保持され(ステップS67)、雑菌処理ヒータ96が作動し(ステップS68)、温度検知手段110(冷却水用温度検知手段)が冷却水タンク76内の冷却水の温度を検知する(ステップS69)。そして、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号により検知温度を演算し(ステップS70)、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良の検知が行われる。
In this operation control, when the sterilization treatment operation is started, the
温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS71)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)以下であると、水供給弁104が正常に作動しているとしてステップ72からステップS73に進み、殺菌処理運転が継続され、ステップS74~ステップS76が実行される。尚、ステップS74~ステップS76において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS14~ステップS16において実行される動作と同様である。
The temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S71), and when this temperature difference is equal to or less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), the water supply valve. Assuming that 104 is operating normally, the process proceeds from
一方、温度差演算手段118による検知温度の温度差が所定温度(例えば、5℃/分)を超えると、水供給弁104での作動不良が発生しているとしてステップ72からステップS77に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良により凝縮水の循環流量が少ないとして水供給弁104での異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成し(ステップS78)、この異常信号に基づいてステップS79~ステップS81が実行され、上述したと同様に、水回収タンク88からの凝縮水が改質器4(水蒸気発生部12)に流れるのを防止することができる。尚、ステップS79~ステップS81において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS19~ステップS21において実行される動作と同様である。また、ステップS61~ステップS66において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS1~ステップS6において実行される動作と同様である。
On the other hand, when the temperature difference of the detected temperature by the temperature difference calculating means 118 exceeds a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), it is assumed that the
また、例えば、水回収タンク88内の凝縮水の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良を検知する場合、その検知動作の流れは、図9に示す通りとなる。この場合、温度検知手段110(改質水用温度検知手段として機能する)は、水回収タンク88に配設され、水回収タンク88内の凝縮水の温度を検知する。
Further, for example, when the malfunction of the
この動作制御においては、殺菌処理運転が開始されると、水供給弁104が閉状態に、循環弁100が開状態に保持され(ステップS97)、雑菌処理ヒータ96が作動し(ステップS98)、温度検知手段110(改質水用温度検知手段)が水回収タンク88内の冷却水の温度を検知する(ステップS99)。そして、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号により検知温度を演算し(ステップS100)、この検知温度の温度変化状態に基づいて水供給弁104の作動不良の検知が行われる。
In this operation control, when the sterilization treatment operation is started, the
温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS101)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)以上であると、水供給弁104が正常に作動しているとしてステップ102からステップS103に進み、殺菌処理運転が継続され、ステップS104~ステップS106が実行される。尚、ステップS104~ステップS106において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS14~ステップS16において実行される動作と同様である。
The temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S101), and when the temperature difference is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), the water supply valve. Assuming that 104 is operating normally, the process proceeds from
一方、温度差演算手段118による検知温度の温度差が所定温度(例えば、5℃/分)未満であると、水供給弁104の作動不良が発生しているとしてステップ102からステップS107に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良により水回収タンク88に戻る凝縮水の流量が少ないとして水供給弁104における異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成し(ステップS108)、この異常信号に基づいてステップS109~ステップS111が実行され、上述したと同様に、水回収タンク88からの凝縮水が改質器4(水蒸気発生部12)に流れるのを防止することができる。尚、ステップS109~ステップS111において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS19~ステップS21において実行される動作と同様である。また、ステップS91~ステップS66において実行される動作は、図5のフローチャートにおけるステップS1~ステップS6において実行される動作と同様である。
On the other hand, if the temperature difference of the detection temperature by the temperature difference calculation means 118 is less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), it is assumed that the
上述した実施形態では、殺菌処理ヒータ96を冷却水タンク96に配設し、この冷却水タンク96にて冷却水を加熱し、加熱した冷却水を水循環送給流路102を介して水回収タンク88に送給しているが、このような構成に限定されず、この殺菌処理ヒータ96を水回収タンク88に配設し、この水回収タンク88にて凝縮水を加熱し、加熱した凝縮水を循環用流路98を通して冷却水タンク76に送給するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
この場合、上述した記載から容易に理解される如く、殺菌処理運転時に水供給弁104に作動不良が発生していると、上述したように循環用流路98を通して循環される凝縮水の循環流量(換言すると、水回収タンク88への凝縮水の戻り流量)が少なくなる。従って、改質器4(水蒸気発生部12)の温度(即ち、改質器用温度検知手段の検知温度)については、水供給弁104に作動不良が発生した場合、改質器4に凝縮水が流れて水蒸気が発生するので、その温度上昇がほとんどなく、水供給弁104が正常に作動したときに比してその温度上昇が小さくなり、この温度変化状態を利用して水供給弁104の作動不良を検知することができる。
In this case, as can be easily understood from the above description, if the
また、冷却水タンク76内の冷却水の温度(即ち、冷却水用温度検知手段の検知温度)については、水供給弁104に作動不良が発生した場合、水回収タンク88から循環用流路98を通して冷却水タンク76に流れる凝縮水が少なくなるので、その温度上昇の度合いが小さく、水供給弁104が正常に作動したときに比してその温度上昇が小さくなり、この温度変化状態を利用しても水供給弁104の作動不良を検知することができる。
Regarding the temperature of the cooling water in the cooling water tank 76 (that is, the detection temperature of the cooling water temperature detecting means), if a malfunction occurs in the
更に、水回収タンク88内の凝縮水の温度(即ち、改質水用温度検知手段の検知温度)については、水供給弁104に作動不良が発生した場合、循環用流路98、冷却水タンク76及び水循環送給流路102を通して水回収タンク76に流れる凝縮水が少なくなるので、その温度上昇の度合いが大きく、水供給弁104が正常に作動したときに比してその温度上昇が大きくなり、この温度変化状態を利用しても水供給弁104の作動不良を検知することができる。このように雑菌処理ヒータ96を水回収タンク88に配設した場合においても、上述したと同様の作用効果を達成することができる。
Further, regarding the temperature of the condensed water in the water recovery tank 88 (that is, the detection temperature of the temperature detecting means for reforming water), if the
次に、図10及び図11を参照して、本発明に従う発電システムの第2の実施形態について説明する。上述の第1の実施形態では、水供給弁104に作動不良が発生すると殺菌処理運転を中止させて発電システム全体の運転を停止させているが、この第2の実施形態では、殺菌処理運転を中止させた後に、発電運転を再開するように構成されている。この第2の実施形態の発電システムの基本的構成は、上述した第1の実施形態と同様であるが、発電運転を再開させるための構成が付加されている。
Next, a second embodiment of the power generation system according to the present invention will be described with reference to FIGS. 10 and 11. In the first embodiment described above, when a malfunction occurs in the
図10において、この第2の実施形態における制御系では、コントローラ112Aは、作動制御手段114、温度演算手段116、温度差演算手段118、温度差皮革手段120、異常判定手段122及び異常信号生成手段124に加えて発電再開信号生成手段152を含んでいる。この発電再開信号生成手段152は、後述するようにして発電再開信号を生成する。この第2の実施形態では、温度検知手段110(改質器用温度検知手段)は、改質器4の水蒸気発生部12に配設されるが、上述した記載から理解される如く、温度検知手段(冷却水用温度検知手段)を冷却水タンク76に配設して冷却水の温度を検知するようにしてもよく、或いは温度検知手段(改質水用温度検知手段を)水回収タンク88に配設して凝縮水の温度を検知するようにしてもよい。また、殺菌処理ヒータ96を冷却水タンク76に配設して冷却水を加熱しているが、上述したと同様に、水回収タンク88に配設して凝縮水を加熱するようにしてもよい。
In FIG. 10, in the control system according to the second embodiment, the
図11をも参照して、第2の実施形態の発電システムにおける動作制御においては、殺菌処理運転が開始されると、水供給弁104が閉状態に、循環弁100が開状態に保持され(ステップS127)、雑菌処理ヒータ96が作動し(ステップS128)、温度検知手段110(改質器用温度検知手段)が改質器4(水蒸気発生部12)の温度を検知する(ステップS129)。そして、温度演算手段116は、温度検知手段110からの検知信号により検知温度を演算し(ステップS70)、この検知温度の変動状態に基づいて水供給弁104の作動不良の検知が行われる。
Also referring to FIG. 11, in the operation control in the power generation system of the second embodiment, when the sterilization treatment operation is started, the
温度差演算手段118は、検知温度の温度差(即ち、温度上昇の度合い)を演算し(ステップS131)、この温度差が所定温度(例えば、5℃/分)未満であると、水供給弁104に作動不良が発生しているとしてステップ132からステップS137に移り、異常判定手段122は、水供給弁104の作動不良により凝縮水が改質器4(水蒸気発生部12)に流れているとして水供給弁104での異常発生の判定を行い、この異常発生の判定に基づき、異常信号生成手段124が異常信号を生成する(ステップS138)。
The temperature difference calculating means 118 calculates the temperature difference of the detected temperature (that is, the degree of temperature rise) (step S131), and when this temperature difference is less than a predetermined temperature (for example, 5 ° C./min), the water supply valve. Assuming that a malfunction has occurred in 104, the process proceeds from
かくすると、この異常信号に基づいて殺菌処理運転が終了し(ステップS139)、またこの異常信号に基づいて弁異常表示手段138が作動し、水供給弁104に作動不良が発生していることを知らせる(ステップS140)。更に、この異常信号に基づいて発電再開信号生成手段152が発電再開信号を生成し(ステップS141)、この発電再開信号基づいて発電運転が再開され、ステップS121に戻って発電運転が行われる。この発電運転時には、弁異常表示手段138が作動状態に保持されるので、臨時状態で発電運転が行われていることを知ることができ、このように臨時状態の発電運転を行うことにより、発電システムの発電運転の停止時間を短くし、発電システムの運転効率を高めることができる。尚、水供給弁104の点検修理を行う場合、発電システムのこの発電運転を停止させて行うようになる。
Then, the sterilization processing operation is completed based on this abnormality signal (step S139), and the valve abnormality display means 138 is operated based on this abnormality signal, indicating that the
以上、本発明に従う発電システムの実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変更乃至修正が可能である。 Although the embodiments of the power generation system according to the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various changes or modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、上述した実施形態では、雑菌処理運転時に水回収タンク88からの凝縮水を循環用流路98、冷却水タンク76及び水循環送給流路102を介してこの水回収タンク88に戻しているが、このような構成に限定されず、循環用流路98を直接的に水回収タンク88に接続し、循環用流路98を通して戻すようにしてもよい。この場合、殺菌処理ヒータ96は、水回収タンク88に配設され、この水回収タンク88内の凝縮水を加熱し、また温度検知手段110は、改質器4(水蒸気発生部12)に配設してその温度を検知する(改質器用温度検知手段として機能させる)か、又は水回収タンク88に配設して水回収タンク88内の凝縮水の温度を検知する(改質水用温度検知手段として機能させる)ようになる。
For example, in the above-described embodiment, the condensed water from the
このような構成にて改質器4(水蒸気発生部12)の温度を検知するようにした(即ち、改質器用温度検知手段として用いる)場合、殺菌処理運転時に水供給弁104の作動不良が発生すると、改質器4に凝縮水が流れて水蒸気が発生するので、その温度上昇がほとんどなく、水供給弁104が正常に作動したときに比してその温度上昇が小さくなり、この温度変化状態を利用して水供給弁104の作動不良を検知するようになる。
When the temperature of the reformer 4 (steam generating unit 12) is detected (that is, used as a temperature detecting means for the reformer) in such a configuration, the
また、水回収タンク88内の冷却水の温度を検知するようにした(即ち、改質水用温度検知手段として用いる)場合、殺菌処理運転時に水供給弁104の作動不良が発生すると、水回収タンク88に戻る凝縮水が少なくなるので、その温度上昇の割合が大きく、水供給弁104が正常に作動したときに比してその温度上昇が大きくなり、この温度変化状態を利用して水供給弁104の作動不良を検知するようになる。
Further, when the temperature of the cooling water in the
また、図6に示す制御の流れでは、水供給弁104の作動不良が発生したときにこの水供給弁104のリカバリ動作(即ち、複数回の開閉動作)を実行しているが、このようなリカバリ動作は、図8に示す制御の流れ、図9に示す制御の流れ又は図11に示す制御の流れにも適用することができる。
Further, in the control flow shown in FIG. 6, when a malfunction of the
2 セルスタック
4 改質器
6 燃料極
8 空気極
12 水蒸気発生部
14 改質部
28 改質器バーナ
50 貯湯装置
52 貯湯タンク
58 複合熱交換器
70 冷却水循環構造
74 冷却水循環流路
76 冷却水タンク
88 水回収タンク
90 水供給流路
96 殺菌処理ヒータ
98 循環用流路
100 循環弁
102 水循環送給流路
104 水供給弁
110 温度検知手段
112,112A コントローラ
120 温度差演算手段
122 異常判定手段
124 異常信号生成手段
138 弁異常表示手段
152 発電再開信号生成手段
2
Claims (7)
前記水供給流路には、前記水供給流路を流れる前記改質水を前記冷却水タンクに戻すための循環用流路が接続され、前記循環用流路に循環弁が配設されているとともに、前記冷却水タンクと前記水回収タンクとの間には、前記冷却水タンク内の前記冷却水を前記水回収タンクに送給する水循環送給流路が設けられ、前記水供給流路における前記循環用流路との接続部位の下流側に水供給弁が設けられており、
また、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクに前記冷却水又は前記凝縮水を加熱して殺菌処理するための加熱手段が配設されているとともに、前記改質器、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクに温度を検知するための改質器用温度検知手段、冷却水用温度検知手段又は改質水用温度検知手段が設けられており、
更に、前記改質器用温度検知手段、前記冷却水用温度検知手段又は前記改質水用温度検知手段に関連して、前記水供給弁での異常発生の判定を行うための異常判定手段が設けられており、
発電運転を行うときには、前記水供給弁が開状態に、前記循環弁が閉状態に保持され、前記水回収タンクからの前記改質水が前記水供給流路を通して前記改質器に供給され、また殺菌処理運転を行うときには、前記加熱手段が作動されるとともに、前記水供給弁が閉状態に、前記循環弁が開状態に保持され、前記冷却水タンク又は前記水回収タンクにて加熱された前記冷却水又は前記改質水が前記水供給流路、前記循環用流路及び前記水循環送給流路を通して循環され、前記異常判定手段は、前記改質器用温度検知手段、前記冷却水用温度検知手段又は前記改質水用温度検知手段の温度変化状態に基づいて前記水供給弁での異常発生の判定を行うことを特徴とする発電システム。 A fuel gas supply channel for supplying raw fuel gas, a reformer for steam reforming the raw fuel gas supplied through the fuel gas supply channel, and a reformed fuel reformed by the reformer. A cell stack that uses gas as an anode gas and air as a cathode gas to generate power, a cooling water tank for accommodating cooling water that cools the cell stack, and water contained in the exhaust gas to be condensed and recovered and stored. It is a power generation system equipped with a water recovery tank and feeds the condensed water collected in the water recovery tank as reformed water to the reformer through a water supply flow path.
A circulation flow path for returning the reformed water flowing through the water supply flow path to the cooling water tank is connected to the water supply flow path, and a circulation valve is provided in the circulation flow path. At the same time, a water circulation supply flow path for supplying the cooling water in the cooling water tank to the water recovery tank is provided between the cooling water tank and the water recovery tank, and the water supply flow path is provided. A water supply valve is provided on the downstream side of the connection site with the circulation flow path.
Further, the cooling water tank or the water recovery tank is provided with a heating means for heating and sterilizing the cooling water or the condensed water, and the reformer, the cooling water tank or the water. The recovery tank is provided with a reformer temperature detecting means, a cooling water temperature detecting means, or a reforming water temperature detecting means for detecting the temperature.
Further, in connection with the reformer temperature detecting means, the cooling water temperature detecting means, or the reforming water temperature detecting means, an abnormality determining means for determining the occurrence of an abnormality in the water supply valve is provided. Has been
During the power generation operation, the water supply valve is held in the open state, the circulation valve is held in the closed state, and the reformed water from the water recovery tank is supplied to the reformer through the water supply flow path. Further, when the sterilization treatment operation is performed, the heating means is operated, the water supply valve is held in the closed state, the circulation valve is held in the open state, and the water is heated in the cooling water tank or the water recovery tank. The cooling water or the reforming water is circulated through the water supply flow path, the circulation flow path, and the water circulation supply flow path, and the abnormality determination means is the reformer temperature detecting means and the cooling water temperature. A power generation system characterized in that an abnormality occurrence in the water supply valve is determined based on a temperature change state of the detecting means or the temperature detecting means for reforming water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018045177A JP7032964B2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Power generation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018045177A JP7032964B2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Power generation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019160547A JP2019160547A (en) | 2019-09-19 |
| JP7032964B2 true JP7032964B2 (en) | 2022-03-09 |
Family
ID=67997103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018045177A Active JP7032964B2 (en) | 2018-03-13 | 2018-03-13 | Power generation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7032964B2 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7320701B2 (en) * | 2020-02-20 | 2023-08-04 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Hydrogen generator and fuel cell system |
| JP7441151B2 (en) * | 2020-09-23 | 2024-02-29 | 東京瓦斯株式会社 | fuel cell system |
| JP2026056898A (en) * | 2024-09-20 | 2026-04-02 | リンナイ株式会社 | Hot water supply system |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331656A (en) | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Aisin Seiki Co Ltd | Water supply device for fuel cell system, water supply device for equipment system |
| JP2010009752A (en) | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Fuel cell device |
| WO2010096028A1 (en) | 2009-02-17 | 2010-08-26 | Utc Power Corporation | Water treatment system and method for a fuel cell power plant |
| JP2011216208A (en) | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2013004295A (en) | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Panasonic Corp | Fuel cell device |
| JP2014011039A (en) | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
| JP2016181411A (en) | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 大阪瓦斯株式会社 | Fuel battery system |
| JP2017016961A (en) | 2015-07-06 | 2017-01-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Fuel battery system and operation method for the same |
-
2018
- 2018-03-13 JP JP2018045177A patent/JP7032964B2/en active Active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006331656A (en) | 2005-05-23 | 2006-12-07 | Aisin Seiki Co Ltd | Water supply device for fuel cell system, water supply device for equipment system |
| JP2010009752A (en) | 2008-06-24 | 2010-01-14 | Kyocera Corp | Fuel cell device |
| WO2010096028A1 (en) | 2009-02-17 | 2010-08-26 | Utc Power Corporation | Water treatment system and method for a fuel cell power plant |
| JP2011216208A (en) | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Osaka Gas Co Ltd | Fuel cell system |
| JP2013004295A (en) | 2011-06-16 | 2013-01-07 | Panasonic Corp | Fuel cell device |
| JP2014011039A (en) | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Jx Nippon Oil & Energy Corp | Fuel cell system |
| JP2016181411A (en) | 2015-03-24 | 2016-10-13 | 大阪瓦斯株式会社 | Fuel battery system |
| JP2017016961A (en) | 2015-07-06 | 2017-01-19 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Fuel battery system and operation method for the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2019160547A (en) | 2019-09-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5371554B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| EP2042469B1 (en) | Hydrogen forming apparatus, fuel cell system and method of controlling hydrogen forming apparatus | |
| JP7032964B2 (en) | Power generation system | |
| CN102379057A (en) | Fuel cell system | |
| KR20030036626A (en) | Fuel cell power generating device | |
| JP2013073903A (en) | Solid oxide fuel cell | |
| JP5760749B2 (en) | Fuel cell cogeneration system | |
| US20110269041A1 (en) | Fuel cell cogeneration system | |
| JP5902542B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| JP5985841B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5853643B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5509652B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP5667252B2 (en) | Solid oxide fuel cell system | |
| KR20190015308A (en) | Fuel cell system | |
| JP2004152540A (en) | Method of stopping fuel cell system and fuel cell system by this method | |
| JP2013004295A (en) | Fuel cell device | |
| JP2004288562A (en) | Fuel cell power generation system | |
| JP7024380B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP7101758B2 (en) | Fuel cell device, control device and control program | |
| JP6704011B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP6939316B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP7472805B2 (en) | Fuel Cell Systems | |
| JP6124598B2 (en) | Cogeneration system and method of operating cogeneration system | |
| JP6864275B2 (en) | Fuel cell system | |
| JP2008106172A (en) | Desulfurization apparatus, method thereof, fuel gas fuel gas production apparatus, and fuel cell system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20201125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211019 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211102 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211209 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220111 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220118 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220225 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7032964 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |