发电系统技术方案

在发电系统中，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1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)：SOFC(13)，其具有空气极和燃料极；压缩空气供应装置(61)，其可生成压缩空气；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SOFC(13)，因此不论燃气轮机的运转状态如何，都能够稳定地运转燃料电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种组合了燃料电池、燃气轮机以及蒸汽轮机的发电系统。
技术介绍
众所周知，固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell:以下称为S0FC)是一种用途较广的高效率燃料电池。在该SOFC中，为了提高离子传导率而提高了工作温度，因此，能够将从燃气轮机的压缩机喷出的空气用作供应至空气极侧的空气(氧化剂)。另外，SOFC能够将无法利用的高温燃料用作燃气轮机的燃烧器的燃料。因此，例如正如下述专利文献I所述，作为能够实现高效率发电的发电系统，提出了各种由S0FC、燃气轮机以及蒸汽轮机组合而成的发电系统。该专利文献I所述的联合系统设有SOFC和燃气轮机，其中，该燃气轮机具有燃气轮机燃烧器和压缩机，燃气轮机燃烧器中燃烧从该SOFC排出的废燃气和排出空气，压缩机将空气压缩后供应S0FC。在先技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2009-205930号公报专利技术要解决的技术问题上述以往的发电系统中，正常运转时利用燃气轮机的压缩机压缩后的空气在供应至燃气轮机的燃烧器的同时，其一部分会供应至S0FC，用作氧化剂。此时，压缩机压缩后的空气的压力会相应燃气轮机的运转状态发生变动，因此供应至SOFC的压缩空气的压力也会相应燃气轮机的运转状态发生变动，可能会无法维持SOFC的稳定的运转状态。例如，虽然通过燃气轮机的驱动运行着发电机，但该发电机的频率发生变动时，燃气轮机会控制输出，将频率维持至规定频率。换言之，燃气轮机通过调节燃料供应量来调节输出，此时，压缩机出口处的压缩空气的压力会发生变动，并且供应至SOFC的压缩空气的压力也会发生变动。【专利
技术实现思路
】本专利技术为解决上述课题开发而成，其目的在于提供一种不论燃气轮机的运转状态如何，都能够稳定运转燃料电池的发电系统。解决问题的技术手段为实现上述目的，本专利技术的发电系统的特征在于，具有:燃气轮机，其具有压缩机和燃烧器；第I压缩空气供应管线，其将所述压缩机压缩后的第I压缩空气供应至所述燃烧器；燃料电池，其具有空气极和燃料极；压缩空气供应部，其可生成第2压缩空气；以及第2压缩空气供应管线，其将所述压缩空气供应部压缩后的第2压缩空气供应至所述燃料电池。因此，与燃气轮机压缩机分开设置压缩空气供应部，燃气轮机压缩机压缩后的第I压缩空气通过第I压缩空气供应管线供应至燃烧器，压缩空气供应部压缩后的第2压缩空气通过第2压缩空气供应管线供应至燃料电池。因此，即使供应至燃烧器的空气的压力相应燃气轮机的运转状态发生变动，供应至燃料电池的空气的压力也不会发生变动。其结果是不论燃气轮机的运转状态如何，都能够稳定地运转燃料电池。根据本专利技术的发电系统，其特征在于，设有:废热回收锅炉，其通过来自所述燃气轮机的废气生成蒸汽；以及蒸汽轮机，其通过所述废热回收锅炉生成的蒸汽进行驱动，所述压缩空气供应部具有:燃料电池用压缩机，其由蒸汽进行驱动；以及蒸汽供应管线，其将所述废热回收锅炉生成的蒸汽供应至所述燃料电池用压缩机。因此，废热回收锅炉生成的蒸汽通过蒸汽供应管线供应至燃料电池用压缩机后，该燃料电池用压缩机通过蒸汽进行驱动，生成第2压缩空气，并将该第2压缩空气供应至燃料电池。形成组合了燃料电池、燃气轮机和蒸汽轮机的发电系统，通过在该系统内生成的蒸汽驱动燃料电池用压缩机，生成第2压缩空气，并将该第2压缩空气供应至燃料电池，因此能够改善整个系统的效率。根据本专利技术的发电系统，其特征在于，所述压缩空气供应部具有燃料电池用压缩机以及驱动所述燃料电池用压缩机的驱动电动机。因此，通过驱动电动机驱动燃料电池用压缩机，生成第2压缩空气，并将该压缩空气供应至燃料电池。仅需设置驱动电动机和燃料电池用压缩机，即可相对于燃气轮机，独立地将第2压缩空气供应至燃料电池，能够通过简单的结构确保燃料电池的稳定运转。根据本专利技术的发电系统，其特征在于，设有:第I开关阀，其可开关所述第2压缩空气供应管线；旁路管线，其连接所述第I压缩空气供应管线和所述第2压缩空气供应管线；以及第2开关阀，其开关所述旁路管线。因此，可通过旁路管线将驱动燃料电池用压缩机所生成的第2压缩空气供应至燃烧器，能够相应燃气轮机和燃料电池的运转状态调节压缩空气量。根据本专利技术的发电系统，其特征在于，设有可控制所述第I开关阀和第2开关阀的开关的控制部，所述控制部在停止所述燃料电池时，会关闭所述第I开关阀，同时打开所述第2开关阀。因此，燃料电池停止时，会关闭第I开关阀，停止从压缩空气供应部向燃料电池供应第2压缩空气，并且打开第2开关阀，开始从压缩空气供应部向燃气轮机燃烧器供应第2压缩空气，能够确保燃气轮机的压缩空气量，稳定地运转燃气轮机。专利技术效果根据本专利技术的发电系统，能够将压缩机压缩后的第I压缩空气供应至燃烧器，同时能够将压缩空气供应部压缩后的第2压缩空气供应至燃料电池，因此不论燃气轮机的运转状态如何，都能够稳定地运转燃料电池。【附图说明】图1是示出本专利技术的实施例1所涉及的发电系统中的压缩空气的供应管线的概要图。图2是示出实施例1的发电系统的结构概要图。图3是示出本专利技术的实施例2涉及的发电系统中的压缩空气供应管线的概要图。【具体实施方式】以下参照附图，详细说明本专利技术所涉及的发电系统的优选实施例。需要说明的是，本专利技术并不限定于该实施例，另外，在存在多个实施例的情况下，也包括将各实施例加以组合而构成的实施例。实施例1实施例1的发电系统是由固体氧化物燃料电池(以下称为SOFC)、燃气轮机以及蒸汽轮机组合而成的三重联合循环(Triple Combined Cycle:注册商标)。该三重联合循环通过在燃气轮机联合循环发电(GTCC)的上游侧设置S0FC，能够通过S0FC、燃气轮机、蒸汽轮机这三个阶段进行发电，因此能够实现极高的发电效率。图1是示出本专利技术的实施例1涉及的发电系统中的压缩空气供应管线的概要图，图2是示出实施例1的发电系统的结构概要图。实施例1中，如图2所示，发电系统10具有燃气轮机11、发电机12、S0FC13、蒸汽轮机14以及发电机15。该发电系统10的构成为:通过组合利用燃气轮机11的发电、利用S0FC13的发电、以及利用蒸汽轮机14的发电，可获得较高的发电效率。燃气轮机11具有压缩机21、燃烧器22、涡轮机23，压缩机21和涡轮机23可通过旋转轴24 —体旋转地进行连接。压缩机21将从空气吸入管线25吸入的空气A进行压缩。燃烧器22将从压缩机21经由第I压缩空气供应管线26供应的压缩空气(第I压缩空气)Al和从第I燃气供应管线27供应的燃气LI混合后进行燃烧。涡轮机23借助从燃烧器22通过废气供应管线28供应的废气(燃烧气体)G进行旋转。另外，虽未图示，但涡轮机23通过机室供应利用压缩机21压缩的压缩空气Al，并将该压缩空气Al作为冷却空当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发电系统，其特征在于，其具有：燃气轮机，其具有压缩机和燃烧器；第1压缩空气供应管线，其将所述压缩机中压缩后的第1压缩空气供应所述燃烧器；燃料电池，其具有空气极和燃料极；压缩空气供应部，其可生成第2压缩空气；以及第2压缩空气供应管线，其将所述压缩空气供应部压缩后的第2压缩空气供应至所述燃料电池。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：中本行政，藤田和德，
申请(专利权)人：三菱日立电力系统株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP