[发明专利]发电系统及发电系统中的燃料电池的启动方法

说明书

发电系统和发电系统中的燃料电池的启动方法中，通过设置：燃气轮机(11)，其具有压缩机(21)、燃烧器(22)以及涡轮机(23)；入口导叶(21a)，其设置在压缩机(21)的空气吸入口；第1压缩空气供应管线(26)，其将利用压缩机(21)压缩的压缩空气供应至燃烧器(22)；SOFC(13)，其具有空气极和燃料极；第2压缩空气供应管线(31)，其将利用压缩机(21)压缩的压缩空气的至少一部分供应至空气极；控制阀(32)，其设置在第2压缩空气供应管线(31)上；以及控制装置(61)，其在启动SOFC(13)时打开控制阀(32)，同时使入口导叶(21a)的开度大于预先设定的基准开度，从而能够抑制启动燃料电池时燃气轮机出现空气不足的现象，并可稳定地启动。

本申请是国际申请日为2013年10月28日、国家申请号为201380055550.7的发明申请的分案申请，该申请的发明创造名称为发电系统及发电系统中的燃料电池的启动方法。

技术领域

本发明涉及一种发电系统及发电系统中的燃料电池的启动方法，其中，该发电系统由燃料电池、燃气轮机以及蒸汽轮机组合而成。

背景技术

众所周知，固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell：以下称为SOFC)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1所述，作为能够实现高效率发电的发电系统，提出了各种由SOFC、燃气轮机以及蒸汽轮机组合而成的发电系统。该专利文献1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SOFC。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-205930号公报

发明概要

发明拟解决的问题

在上述以往的发电系统中，启动SOFC时，会通过将利用燃气轮机的压缩机压缩的空气的一部分供应至SOFC来对该SOFC进行加压。此时，供应至SOFC的压缩空气被用来对SOFC进行加压，因此不能返回到燃气轮机的燃烧器内。因此，燃烧器中，燃烧用空气会出现不足，燃烧气体会变为高温，燃烧器或涡轮机中，冷却用空气会出现不足，难以实现充分的冷却。

本发明为解决上述问题开发而成，其目的在于提供一种发电系统以及发电系统中的燃料电池的启动方法，其能够防止燃料电池启动时燃气轮机中的空气不足，从而能够稳定地启动。

解决问题的方法

为实现上述目的，本发明的发电系统的特征在于，具有：燃料电池；燃气轮机，其具有压缩机和燃烧器；入口导叶，其设置在所述压缩机的空气吸入口；第1压缩空气供应管线，其将利用所述压缩机压缩的压缩空气供应至所述燃烧器；第2压缩空气供应管线，其将利用所述压缩机压缩的压缩空气的至少一部分供应至所述燃料电池；开关阀，其设置在所述第2压缩空气供应管线上；以及控制部，其在启动所述燃料电池时打开所述开关阀，同时将所述入口导叶的开度控制为大于预先设定的基准开度。

因此，启动燃料电池时，在打开第2压缩空气供应管线的开关阀的同时，使燃气轮机压缩机的入口导叶的开度大于基准开度。于是，启动燃料电池时，燃气轮机压缩机能够吸入更多的空气，将压缩空气总量中的规定量送至燃烧器，并将剩余的压缩空气送至燃料电池。因此，此时燃烧器和涡轮机不会发生压缩空气不足，能够抑制燃气轮机的空气不足，可稳定地启动。