[发明专利]发电系统以及发电系统的运转方法

说明书

技术领域

本发明涉及将固体氧化物形燃料电池、燃气涡轮、蒸汽涡轮组合而成的发电系统以及发电系统的运转方法。

背景技术

固体氧化物形燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell：以下称为SOFC)作为用途广泛的高效率燃料电池被公知。该SOFC为了提高离子导电率而增高工作温度，所以能够将从燃气涡轮的压缩机排放的空气作为提供给空气极侧的空气(氧化剂)来使用。此外，SOFC能够将无法利用的高温的燃料在燃气涡轮的燃烧器中作为燃料来使用。

由此，例如，如下述专利文献1所记载的那样，作为能够实现高效率发电的发电系统，提出有各种将SOFC、燃气涡轮、和蒸汽涡轮组合而成的系统。该专利文献1所记载的复合系统设置有SOFC、使从该SOFC排放的燃料气体排气和排放空气进行燃烧的燃气涡轮燃烧器、和将空气压缩后提供给SOFC的压缩机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2009-205930号公报

发明概要

发明要解决的课题

在上述以往的发电系统中，有时从SOFC提供给燃气涡轮的燃料气体排气的卡路里会发生变动。特别是，在发电系统中，在从SOFC向燃气涡轮开始提供燃料气体排气时容易发生变动。如果提供给燃气涡轮的燃料气体排气的热量发生变动，则燃气涡轮的燃烧室内的燃烧会不稳定而成为问题。

发明内容

本发明解决上述课题，其目的在于，提供一种能够使从燃料电池提供给燃气涡轮的燃料气体排气更稳定，并能够使燃气涡轮内的燃烧稳定的发电系统以及发电系统的运转方法。

用于解决课题的手段

用于达成上述目的的本发明的发电系统的特征在于，具有：燃气涡轮，其具有压缩机和燃烧器；燃料电池，其具有空气极以及燃料极；燃料气体排气供给线路，其将从所述燃料电池排放的燃料气体排气提供给所述燃气涡轮；开合控制阀，其设置于所述燃料气体排气供给线路，且至少对开合进行切换；加热部件，其对比所述开合控制阀更靠上游侧的范围的所述燃料气体排气供给线路进行加热；检测部，其对比所述开合控制阀更靠上游侧的范围的所述燃料气体排气供给线路的所述燃料气体排气的状态进行检测；以及控制部，其基于由所述检测部检测出的结果，控制所述加热部件对所述燃料气体排气供给线路的加热，并在基于由所述检测部检测出的结果判定为所述燃料气体排气供给线路的加热已完成的情况下，将所述开合控制阀设为开。

因此，通过设置加热部件、检测部、和开合控制阀，从而能够通过加热部件对燃料气体排气供给线路进行加热，并且，直至由检测部检测到的流过燃料气体排气供给线路的燃料气体排气的状态稳定在规定的状态为止，都不向燃气涡轮提供燃料气体排气。这样，由于能够对向燃气涡轮提供燃料气体排气的燃料气体排气供给线路进行加热，所以能够抑制发生了疏水(drain)的燃料气体排气被直接提供给燃气涡轮的燃烧器。此外，能够抑制将由于发生疏水因而水分减少从而卡路里变高的燃料气体排气提供给燃气涡轮，或将发生的疏水蒸发后H₂O的量多即卡路里低的燃料气体排气提供给燃气涡轮。由此，能够使提供给燃气涡轮的燃料气体排气的性状稳定，从而能够使燃气涡轮的燃烧稳定。

在本发明的发电系统中，所述检测部是检测所述燃料气体排气的卡路里的热量计，所述控制部在检测到由所述检测部检测出的所述卡路里处于规定的范围内的情况下，判定为所述燃料气体排气供给线路的加热已完成。

因此，能够向燃气涡轮提供卡路里稳定的燃料气体排气，从而能够使燃气涡轮的燃烧稳定。

在本发明的发电系统中，所述检测部是检测所述燃料气体排气的温度的温度计，所述控制部在检测到由所述检测部检测出的所述温度为规定值以上的情况下，判定为所述燃料气体排气供给线路的加热已完成。

因此，在检测到流过燃料气体排气供给线路的燃料气体排气正在以不会发生疏水的温度进行流动后，能够开始向燃气涡轮提供燃料气体排气。由此，能够向燃气涡轮提供卡路里稳定的燃料气体排气，从而能够使燃气涡轮的燃烧稳定。