[发明专利]燃料电池发电系统

说明书

燃料电池发电系统具备第一燃料电池和第二燃料电池，所述第二燃料电池使用从第一燃料电池排出的第二燃料气体来产生电力。利用调整阀调整对第二燃料电池供给的氧化剂气体的供给量，使得第二燃料电池的温度成为基准值。

技术领域

本发明涉及使用多个燃料电池进行发电的燃料电池发电系统。

背景技术

作为发电设备之一已知有固体氧化物燃料电池(SOFC)。固体氧化物燃料电池以往通过与燃气轮机、蒸汽轮机那样的其他发电设备组合而作为复合发电系统被利用。在复合发电系统中，向前段的固体氧化物燃料电池供给燃料气体和氧化剂气体(空气气体)进行发电，并且将从固体氧化物燃料电池排出的出口燃料气体(排放燃料气体)和出口氧化剂气体(排放空气气体)混合，在燃烧器中使其燃烧，投入至后段的燃气轮机、蒸汽轮机中，从而利用与这些涡轮结合的发电器进行发电。从涡轮排出的排气的能量进一步被排气回收系统回收。

在这样的复合发电系统中，燃气轮机、蒸汽轮机的效率比固体氧化物燃料电池低。因此，在专利文献1中，提出了通过代替燃气轮机、蒸汽轮机而在后段侧也采用固体氧化物燃料电池，从而将多个固体氧化物燃料电池级联连接的高效率的发电系统。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3924243号公报

发明内容

发明要解决的课题

在像专利文献1那样将多个固体氧化物燃料电池级联连接而成的系统中，前段的固体氧化物燃料电池中使用过的燃料气体在后段的固体氧化物燃料电池中被利用。因此，后段的固体氧化物燃料电池中使用的燃料气体与前段的固体氧化物燃料电池相比浓度变少。其结果是，在后段的固体氧化物燃料电池中，与前段的固体氧化物燃料电池相比，输出被抑制，伴随着发电的发热量变小，会有难以维持用于适当地运用固体氧化物燃料电池的温度的情况。在该情况下，在后段的固体氧化物燃料电池中，发电电压降低，特别是在部分负荷运转时系统效率有可能降低。

本发明的至少一个实施方式鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种燃料电池发电系统，在多个固体氧化物燃料电池级联连接的情况下，通过适当地维持后段侧的固体氧化物燃料电池的温度，能够抑制发电性能的降低，实现优异的系统效率。

用于解决课题的手段

(1)为了解决上述课题，本发明的至少一个实施方式的燃料电池发电系统具备：

第一燃料电池，所述第一燃料电池使用第一燃料气体和第一氧化剂气体来产生电力；

第二燃料电池，所述第二燃料电池使用从上述第一燃料电池排出的第二燃料气体、以及氧化剂气体供给源或上述第一燃料电池中的至少一方供给的第二氧化剂气体来产生电力；以及

调整阀，所述调整阀能够调整对上述第二燃料电池供给的上述第二氧化剂气体的供给量，

上述调整阀以使上述第二燃料电池的温度成为基准值的方式被调整。

根据上述(1)的构成，构成为能够利用调整阀调整向相对于第一燃料电池配置于后段侧的第二燃料电池供给的第二氧化剂气体。调整阀的调整以第二燃料电池的温度成为基准值的方式被控制，因此能够适当地维持后段侧的固体电解质型的温度，能够实现高效率的燃料电池发电系统。

需要说明的是，第一氧化剂气体例如为空气，第二氧化剂气体例如为空气或氧浓度比空气低的气体。

(2)在几个实施方式中，在上述(1)的构成的基础上，

上述第一氧化剂气体和上述第二氧化剂气体经由相对于共用的氧化剂气体供给源相互并列设置的第一氧化剂气体供给线和第二氧化剂气体供给线，分别供给至上述第一燃料电池和上述第二燃料电池，