燃料电池系统及其运转方法技术方案

在本发明专利技术所涉及的燃料电池系统中，将运转中的重整器（R1）所生成的重整气体提供给燃料电池堆（F1），并将从该燃料电池堆（F1）中排出的尾气提供给设置于停止中的重整器（R2）上的热供给器（B2）。由此，仅仅使至少一个重整器（Rn）运转就能够对全部多个重整器（Rn）进行暖机。所以能够抑制在待机状态下的能量消耗，并且能够在非常时期迅速启动。另外，也可以是不将尾气而将重整气体本身提供给热供给器（B2）的构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够优选用于通讯基站等后备电源等的可靠性高的燃料电池系统以及其运转方法。
技术介绍
一直以来，通讯基站、数据中心等通讯设备、医院、广播电台等为了应对灾害等非常时期的停电而设置后备电源。其中，作为使用了燃料电池的后备电源已知有使用储藏于氢气钢瓶的氢从而用燃料电池进行发电的构成(例如，参照专利文献I)。该构成的后备电源虽然具有能够迅速启动燃料电池的优点，但是因为如果氢气钢瓶内的氢被完全消耗的话则必须更换该氢气钢瓶，所以有必须更换钢瓶的工夫和成本的难点。另外，在发生地震、台风、飓风等重大灾害的时候，有可能道路等交通网被切断从而氢气钢瓶的供给受到耽搁，在此情况下，后备电源特别是在必要的灾害时期有可能起不了作用。另一方面，作为使用燃料电池的电源，已知有不使用氢气钢瓶的构成的电源。作为代表性的电源，可以列举根据需要而使用由燃气企业(燃气供给的基础设施)提供的烃类气体燃料的构成的电源。在该构成中，典型地是用重整器重整烃类气体燃料从而生成以氢作为主要成分的重整气体，将该重整气体提供给燃料电池堆，由此进行发电(例如，参照专利文献2)。如果对所述构成的燃料电池系统的一个例子进行具体说明，则如图10所示，在燃料电池系统110中，燃料从原料供给管道101通过脱硫器DO以及原料供给器Bt并通过原料切断阀VaO的开关提供给重整器R0。该燃料在重整器RO中被重整为以氢作为主要成分的重整气体，并通过重整气体供给管道102提供给燃料电池堆FO。通过燃料电池堆H)之后的重整气体(尾气)通过尾气用管道103以及燃烧气体阀VbO提供给热供给器B0，热供给器 BO通过燃烧尾气从而对重整器RO进行暖机。在燃料电池堆H)中进一步通过氧化剂气体供给管道104由氧化剂气体供给器SO 提供空气，燃料电池堆H)通过使重整气体与空气发生反应从而进行发电。另外，参照符号 105表示用于将氢提供给由加氢脱硫器构成的脱硫器DO的重整气体再利用管道105，参照符号VcO表示重整气体再利用阀VcO。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2000-333386号公报专利文献2 :日本特开2002-097001号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题然而，如果想要将使用了重整器的燃料电池系统用作后备电源的话，则存在着如下所述的技术问题。S卩，后备电源因为是在通常时停止发电并且在发生停电时(非常时期)启动来进行发电的电源，所以要求能够在非常时期确实地进行发电。特别是在通讯基站或者医院中被设置于医疗机器用的后备电源因为必须在非常时期紧急并且确实地发电，所以要定期进行模拟性的启动，并检查能够正常发电(发电检查)。发电检查的频率根据燃料电池系统的可靠性或者提供电源的设备、机器等的停电允许程度，但是典型的是一天一次。另一方面，由于在启动燃料电池系统的时候需要对重整器进行暖机，所以对于机械用来说要消耗较多的能源。通常为了使重整反应良好地进行而有必要将重整器加热至 700°C左右，例如，如果燃料电池系统的发电能力为5kW的话，为了启动大约要消耗15kW的燃料。所以燃料电池系统即使不进行发电而仅仅处于应对于非常情况的待机状态，为了重整器的暖机也需要消耗较多的能源，如果频繁地进行要求模拟启动的发电检查的话，则变得消耗更多的能源。进一步，燃料电池系统如果除了重整器之外还具备CO去除器等的话，则因为为了对其进行暖机也需要能源，所以应对停电的待机状态或者用于发电检查的能量的量增加。 而且，停止的重整器如果要冷却至室温的话，则作为将该重整器加热至700°C左右进行暖机的时间以及对CO去除器进行暖机的时间等，通常需要约I小时左右的启动时间。这样如果启动时间长的话，则在停电时不能紧急发电，难以实现非常时期迅速并且确实的电力后备。本专利技术就是为了解决这样的技术问题，其目的在于提供一种即使具备重整器也能够抑制在应对于非常情况的待机状态下的能量消耗，并且在非常时期能够迅速启动的燃料电池系统以及其运转方法。解决技术问题的手段本专利技术所涉及的燃料电池系统为了解决所述技术问题而其构成为具备多个重整器，对原料进行重整从而生成含有氢的重整气体；至少一个燃料电池堆，使用由所述重整器提供的所述重整气体来进行发电；热供给器，对应于各个所述重整器进行设置，并通过燃烧所述重整气体从而将热提供给对应的该重整器；以及重整气体相互利用管道，将各个所述重整器所生成的所述重整气体提供给对应于其他所述重整器的所述热供给器。在所述燃料电池系统中，其构成也可以是所述重整气体相互利用管道为将尾气的一部分提供给对应于其他所述重整器的所述热供给器的尾气相互利用管道，其中，所述尾气的一部分是由各个所述重整器提供给所述燃料电池堆并且从该燃料电池堆中排出的重整气体。在所述燃料电池系统中，其构成也可以具备分别对应于所述多个重整器的多个所述燃料电池堆，并且进一步具备分别以一对一的方式连接多个所述重整器和多个所述燃料电池堆的重整气体供给管道。在所述燃料电池系统中，其构成也可以以汇合多个所述重整器所生成的重整气体并将其提供给所述燃料电池堆的形式，进一步具备连接所述重整器以及所述燃料电池堆的重整气体供给管道。在所述燃料电池系统中，其构成也可以具备用加氢脱硫反应来去除所述原料中所含的硫成分并将其提供给所述重整器的脱硫器、使所述重整器所生成的所述重整气体的一部分回到所述脱硫器的重整气体再利用管道。在所述燃料电池系统中，也可以是分别对应于多个所述重整器而设置所述脱硫器的构成。在所述燃料电池系统中，其构成也可以进一步具备将该重整器所生成的重整气体提供给对应于所述重整器的所述热供给器的燃烧气体供给管道。在所述燃料电池系统中，其构成也可以是所述重整气体相互利用管道被构成为将各个所述重整器所生成的提供给所述燃料电池堆的所述重整气体的一部分，通过其他重整器和所述燃烧气体供给管道提供给对应于该其他所述重整器的热供给器。在所述燃料电池系统中，其构成也可以进一步具备控制器，该控制器如下进行控制在使至少一个所述重整器运转期间使其他所述重整器停止，并对停止中的所述重整器中的至少一个使其开始运转的情况下，通过所述重整气体相互利用管道将运转中的所述重整器所生成的重整气体提供给对应于开始该运转的所述重整器的所述热供给器，从而通过该热供给器对开始该运转的所述重整器进行暖机，之后，使该运转开始的所述重整器进行运转并且使该运转中的所述重整器停止。在所述燃料电池系统中，其构成也可以进一步具备检查所述燃料电池堆发电状态的发电检查器，所述控制器进行如下的控制使由运转中的所述重整器提供所述重整气体的所述燃料电池堆开始发电，并以所述发电检查器检查其发电状态，在检查结束之后使该燃料电池堆的发电停止。在所述燃料电池系统中，其构成也可以具备多个所述燃料电池堆，所述控制器在结束一个所述燃料电池堆发电状态的检查并停止发电之后，进行使其他燃料电池堆开始发电并以所述发电检查器检查其发电状态的控制。为了解决所述技术问题，本专利技术所涉及的燃料电池系统的运转方法是一种具备以下部件的燃料电池系统的运转方法，多个重整器，对原料进行重整从而生成含有氢的重整气体；以及至少一个燃料电池堆，使用由所述重整器提供的所述重整气体来进行发电，所述运转方法包括当该燃料电池系统处于应对于非常情况的待机状态的时候，在至少一个所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：武部安男，鹈饲邦弘，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：