发电系统的制作方法_3

文档序号:8435479阅读:来源:国知局
管线41的控制阀42,同时驱动燃气再循环管线49的再循环鼓风机50。于是,燃气L2从第2燃气供应管线41供应至S0FC13侧,同时废燃气L3通过燃气再循环管线49进行再循环。因此,SOFC13侧的压力会由于供应燃气L2而上升。
[0047]然后,当S0FC13的空气极侧的压力变为规定压力时,将控制阀32全开,并且驱动鼓风机33。与此同时,打开控制阀37,从排出管线35排出来自S0FC13的排气A3。于是,压缩空气A2通过鼓风机33供应至S0FC13侧。与此同时,打开控制阀46,从排出管线44排出来自S0FC13的废燃气L3。而且,SOFC13中空气极侧的压力和燃料极侧的压力达到目标压力后,SOFC13的压力停止上升。
[0048]另外,本实施例中,虽然设置了压缩空气供应装置61和鼓风机33,但也可通过控制压缩空气供应装置61,无需设置鼓风机33。换言之,也可通过调节控制阀67的开度,调节供应至SOFC用蒸汽轮机63的蒸汽的供应量,并通过调节SOFC用压缩机62生成的压缩空气A2的量,调节供应至S0FC13的压缩空气A2的供应量,增大S0FC13的压力。此时,无需鼓风机33,无需控制阀32的开关控制和鼓风机33的启动控制,因此能够降低成本。
[0049]然后,在S0FC13的反应(发电)稳定,并且排气A3和废燃气L3的成分稳定后,会闭合控制阀37,另一方面打开控制阀38。于是,来自S0FC13的排气A3从压缩空气循环管线36供应至燃烧器22。此外,闭合控制阀46,另一方面打开控制阀47,驱动鼓风机48。于是,来自S0FC13的废燃气L3从废燃气供应管线45供应至燃烧器22。此时,会减少从第I燃气供应管线27供应至燃烧器22的燃气LI。
[0050]此时,燃气轮机11的燃烧器22和涡轮机23供应压缩机21压缩后的所有压缩空气Al,SOFC13供应压缩空气供应装置61压缩后的所有压缩空气A2。因此,即使燃气轮机11发生输出变动,并且压缩机21压缩后的空气Al的压力发生变动,供应至S0FC13的空气A2的压力也不会发生变动。因此,S0FC13的空气极的压力不会变动,空气极的压力与燃料极的压力几乎均等,不论燃气轮机11的运转状态如何,S0FC13都可稳定地运转。
[0051]此外,SOFC13停止运转时,由于控制装置68会在S0FC13停止时,打开控制阀72,同时关闭控制阀32,所以不会将压缩空气供应装置61生成的压缩空气A2供应至S0FC13,而是供应至燃气轮机11。S0FC13的正常运转时,压缩空气供应装置61生成的压缩空气A2会供应至S0FC13,使用后的排气A3会从压缩空气循环管线36供应至燃气轮机11的燃烧器22。因此,当S0FC13停止运转时,不会将压缩空气供应装置61生成的压缩空气A2供应至S0FC13,而是从旁路管线71直接供应至燃气轮机11的燃烧器22。于是,燃气轮机11在SOFC13的正常运转时和运转停止时,会供应几乎等量的压缩空气A2,可实现满负荷运转,因此能够稳定地发电。另外,当S0FC13停止运转时,废燃气不会从S0FC13供应至燃气轮机11的燃烧器22,因此必须增加来自第I燃气供应管线27的燃气量。
[0052]像这样,在实施例1的发电系统中,设有:燃气轮机11,其具有压缩机21、燃烧器22以及涡轮机23 ;第I压缩空气供应管线26,其将压缩机21压缩后的压缩空气供应至燃烧器22 ;S0FC13,其具有空气极和燃料极;压缩空气供应装置61,其可生产压缩空气;以及第2压缩空气供应管线31,其将压缩空气供应装置61压缩后的压缩空气供应至S0FC13。
[0053]因此,与燃气轮机11的压缩机21分开设置压缩空气供应装置61,压缩机21压缩后的空气Al通过第I压缩空气供应管线26供应至燃烧器22,压缩空气供应装置61压缩后的空气A2通过第2压缩空气供应管线31供应至S0FC13。因此,即使供应至燃烧器22的空气的压力相应燃气轮机11的运转状态发生变动,供应至S0FC13的空气的压力也不会发生变动。其结果是S0FC13的空气极的压力不会变动,空气极的压力与燃料极的压力几乎均等,不论燃气轮机11的运转状态如何,都能够稳定地运转S0FC13。
[0054]实施例1的发电系统中,设有:废热回收锅炉51,其通过来自燃气轮机11的废气生成蒸汽;以及蒸汽轮机14,其通过废热回收锅炉51生成的蒸汽进行驱动,作为压缩空气供应装置61,设有SOFC用压缩机62,以及将废热回收锅炉51生成的蒸汽供应至SOFC用蒸汽轮机63的蒸汽供应管线66。因此,废热回收锅炉51生成的蒸汽通过蒸汽供应管线66供应至SOFC用蒸汽轮机63后,该SOFC用蒸汽轮机63通过蒸汽进行驱动,驱动SOFC用压缩机62生成压缩空气A2,并且将该压缩空气A2供应至S0FC13。形成组合了 S0FC13、燃气轮机11以及蒸汽轮机14的发电系统10,通过在该发电系统10的系统内生成的蒸汽驱动SOFC用压缩机62,生成压缩空气A2,并将该压缩空气A2供应至S0FC13,因此能够改善整个系统的效率。
[0055]实施例1的发电系统中,设有:控制阀32,其可开关第2压缩空气供应管线31 ;芳路管线71,其连接第I压缩空气供应管线36和第2压缩空气供应管线31 ;以及控制阀72,其开关旁路管线71。因此,能够将驱动SOFC用压缩机62生成的压缩空气A2从旁路管线71供应至燃烧器22,并且能够根据燃气轮机11和S0FC13的运转状态,调节压缩空气量。
[0056]实施例1的发电系统中,设有可控制控制阀32和控制阀72的开关的控制装置68,该控制装置68在S0FC13停止时,关闭控制阀32,同时打开控制阀72。因此,在S0FC13停止时,关闭控制阀32,停止从压缩空气供应装置61向S0FC13供应压缩空气A2,并且打开控制阀72,开始从压缩空气供应装置61向燃气轮机11的燃烧器22供应压缩空气A2,因此能够确保燃气轮机11的压缩空气量,并且稳定地运转燃气轮机11。
[0057]实施例2
[0058]图3是示出本发明的实施例2所涉及的发电系统中的压缩空气供应管线的概要图。另外,本实施例的发电系统的基本构成与上述实施例1基本相同,在使用图2进行说明的同时,对于功能与上述实施例1相同的构件,将标注相同的符号,并省略详细说明。
[0059]如图2和图3所示,实施例2的发电系统中,SOFC13通过第2压缩空气供应管线31连接压缩空气供应装置(压缩空气供应部)81,从而能够将压缩空气供应装置81压缩后的压缩空气A2供至空气极的导入部。换言之,设置与燃气轮机11的压缩机21分开、可单独驱动的压缩空气供应装置81,压缩机21通过第I压缩空气供应管线26仅向燃烧器22(涡轮机23)供应压缩空气,并且压缩空气供应装置81通过第2压缩空气供应管线31仅向S0FC13供应压缩空气A2。于是,将利用压缩机21压缩的压缩空气全部送至燃烧器22和涡轮机23,将利用压缩空气供应装置81压缩的压缩空气全部送至S0FC13。因此,燃气轮机11的运转状态的变动不会传递至S0FC13,能够稳定地运转S0FC13。
[0060]压缩空气供应装置81构成为:通过连接轴84连接SOFC用压缩机(燃料电池用压缩机)82和驱动电动机83。而且,第2压缩空气供应管线31的一端部连接至SOFC用压缩机82,另一端部连接至S0FC13,SOFC用压缩机82将从空气吸入管线85吸入的空气进行压缩。此外,SOFC用压缩机82能够通过向驱动电动机83供电来进行
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