[發(fā)明專利]發(fā)電系統(tǒng)以及發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380055248.1
• 申請(qǐng)日: 2013-11-12
• 公開（公告）號(hào): CN104737347A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中本行政;藤田和德;真鍋壯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱日立電力系統(tǒng)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M8/04
• 分類號(hào): H01M8/04;H01M8/12
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 李逸雪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及將固體氧化物形燃料電池、燃?xì)?gas)輪機(jī)(turbine)和蒸汽輪機(jī)組合的發(fā)電系統(tǒng)以及發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方法。

背景技術(shù)

固體氧化物形燃料電池(Solid?Oxide?Fuel?Cell：以下為SOFC)作為用途廣的高效率燃料電池而被知曉。由于該SOFC為了提高離子導(dǎo)電率而提高動(dòng)作溫度，因此從燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)排出的壓縮空氣能夠用作為向空氣極側(cè)提供的空氣(氧化劑)。此外，能夠?qū)腟OFC排出的高溫排燃料氣體用作為燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒器的燃料。

因此，例如，如下述專利文獻(xiàn)1所述，作為能夠達(dá)成高效率發(fā)電的發(fā)電系統(tǒng)，提出了各種將SOFC、燃?xì)廨啓C(jī)和蒸汽輪機(jī)組合的系統(tǒng)。在該專利文獻(xiàn)1所述的聯(lián)合(conbined)系統(tǒng)中，燃?xì)廨啓C(jī)具有：將空氣壓縮并提供給SOFC的壓縮機(jī)、和根據(jù)從該SOFC排出的排燃料氣體和壓縮空氣來生成燃燒氣體的燃燒器。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-205930號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

-發(fā)明要解決的課題-

上述現(xiàn)有的發(fā)電系統(tǒng)具備：從燃?xì)廨啓C(jī)的壓縮機(jī)向燃燒器提供壓縮空氣的路徑、和從壓縮機(jī)向SOFC等燃料電池提供壓縮空氣的路徑，通過在向燃料電池提供壓縮空氣的開始時(shí)，逐漸關(guān)閉從壓縮機(jī)向燃燒器提供壓縮空氣的路徑的閥，并逐漸打開從壓縮機(jī)向燃料電池提供壓縮空氣的路徑的閥，從而使向燃料電池提供的空氣量增加。

這里，在發(fā)電系統(tǒng)中，若燃料電池與燃?xì)廨啓C(jī)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)變動(dòng)，則從壓縮機(jī)向燃料電池提供的壓縮空氣的壓力有可能變動(dòng)。在發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)，若提供給燃料電池的壓縮空氣的壓力變動(dòng)，則燃料電池的空氣極側(cè)的壓力變動(dòng)，不能將空氣極與燃料極的壓力平衡保持恒定。因此，若空氣極與燃料極的壓力不保持平衡，則燃料電池的性能劣化。

本發(fā)明解決上述課題，其目的在于，提供能夠使提供給燃料電池的壓縮空氣的壓力穩(wěn)定的發(fā)電系統(tǒng)以及發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行方法。

-解決課題的手段-

用于實(shí)現(xiàn)上述目的的本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)的特征在于，具有：燃料電池；燃?xì)廨啓C(jī)，其具有壓縮機(jī)和燃燒器；第1壓縮空氣提供線，其從所述壓縮機(jī)向所述燃燒器提供壓縮空氣；第2壓縮空氣提供線，其從所述壓縮機(jī)向所述燃料電池提供壓縮空氣；壓縮空氣循環(huán)線，其從所述燃料電池向所述燃燒器提供排氣；檢測(cè)部，其對(duì)所述燃料電池的壓縮空氣的流動(dòng)容易性進(jìn)行檢測(cè)；調(diào)整部，其對(duì)所述第1壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性與所述第2壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性的平衡進(jìn)行調(diào)整；和控制裝置，其基于由所述檢測(cè)部檢測(cè)出的所述燃料電池的壓縮空氣的流動(dòng)容易性的變動(dòng)，通過所述調(diào)整部來對(duì)第1壓縮空氣提供線與第2壓縮空氣提供線的空氣的流動(dòng)容易性的平衡進(jìn)行調(diào)整。

因此，基于燃料電池中的壓縮空氣的流動(dòng)容易性，能夠?qū)Φ?壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性與第2壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性的平衡進(jìn)行調(diào)整。由此，能夠?qū)τ捎谌剂想姵氐淖儎?dòng)的影響導(dǎo)致的提供給燃料電池的壓縮空氣變動(dòng)進(jìn)行抑制，能夠使提供給燃料電池的壓縮空氣的壓力穩(wěn)定。

在本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，其特征在于，所述調(diào)整部包含被配置于所述第1壓縮空氣提供線的、對(duì)所述第1壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性進(jìn)行調(diào)整的機(jī)構(gòu)。

因此，通過調(diào)整第1壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性，能夠?qū)μ峁┙o燃料電池的壓縮空氣與提供給燃燒器的壓縮空氣的平衡適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，其特征在于，所述調(diào)整部包含被配置于所述第1壓縮空氣提供線的、能夠調(diào)整開度的控制閥。

因此，通過調(diào)整控制閥的開度，并調(diào)整第1壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性，能夠?qū)μ峁┙o燃料電池的壓縮空氣與提供給燃燒器的壓縮空氣的平衡適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，其特征在于，所述調(diào)整部包含被配置于第1壓縮空氣提供線的主配管、將所述主配管分支的至少1根分支管、和被配置于所述分支管的開閉閥。

因此，通過調(diào)整打開的開閉閥的數(shù)量(關(guān)閉的開閉閥的數(shù)量)，并調(diào)整第1壓縮空氣提供線的壓縮空氣的流動(dòng)容易性，能夠?qū)μ峁┙o燃料電池的壓縮空氣與提供給燃燒器的壓縮空氣的平衡適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行調(diào)整。

在本發(fā)明的發(fā)電系統(tǒng)中，其特征在于，所述控制裝置在壓縮空氣變得難以向所述燃料電池流動(dòng)的情況下，使壓縮空氣容易向所述第1壓縮空氣提供線流動(dòng)。

因此，結(jié)合壓縮空氣的流動(dòng)容易性的變動(dòng)，能夠?qū)κ箯牡?壓縮空氣提供線向燃料電池提供的壓縮空氣減少進(jìn)行抑制，能夠使提供給燃料電池的壓縮空氣的壓力穩(wěn)定。