一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，属于冷热电联供技术领域。该联供系统包括：固体氧化物燃料电池子系统；太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统，包括燃气轮机子系统和蒸汽循环子系统；以及双效吸收式溴化锂制冷子系统。燃气轮机子系统分别与固体氧化物燃料电池子系统和蒸汽循环子系统连接；蒸汽循环子系统还与双效吸收式溴化锂制冷子系统连接。固体氧化物燃料电池子系统能够进行发电和补燃，太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统能够进行发电以及向用户侧提供热负荷，双效吸收式溴化锂制冷子系统能够向用户侧提供冷负荷，在满足用户冷、热、电多种用能需求的情况下减少系统的能量损失，提高系统的做功能力。统的做功能力。统的做功能力。

【技术实现步骤摘要】
一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统


[0001]本技术涉及固体氧化物燃料电池与冷热电联供
，特别是涉及一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统。

技术介绍

[0002]近年来，为了解决能源匮乏、环境污染等造成的经济发展问题，需要寻求更加高效的系统耦合方式，致力于提高系统的做功能力，减少系统的能量损失，同时引入可再生能源，合理的构建多能源互补的分布式能源系统。长期以来，在世界能源利用结构中化石能源利用占据主要部分。然而随着化石能源的过量消耗以及日趋突出的环境污染等问题不断恶化，太阳能作为储藏量最大的可再生能源，其大规模高效利用已经成为调整世界能源利用结构以及可持续发展的必然要求。因此，如何高效利用可再生能源—太阳能，提高系统的做功能力，同时满足用户冷、热、电的多种用能需求，是本领域亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是提供一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，以在满足用户冷、热、电多种用能需求的情况下减少系统的能量损失，提高系统的做功能力。
[0004]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0005]一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，包括：固体氧化物燃料电池子系统、太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统以及双效吸收式溴化锂制冷子系统；所述太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统包括燃气轮机子系统和蒸汽循环子系统；所述燃气轮机子系统分别与所述固体氧化物燃料电池子系统和所述蒸汽循环子系统连接；所述蒸汽循环子系统还与所述双效吸收式溴化锂制冷子系统连接；
[0006]所述固体氧化物燃料电池子系统包括：气体混合器(101)、气体换热器(102)、燃料电池阳极(103)、气体分离器(104)、空气换热器(105)、燃料电池阴极(106)、直流交流转换器(107)以及燃料电池后燃室(108)；所述气体混合器(101)的出口与所述气体换热器(102)的第一路入口连接；所述气体换热器(102)的第一路出口与所述燃料电池阳极(103)的入口连接；所述燃料电池阳极(103)的出口与所述气体分离器(104)的入口连接；所述气体分离器(104)的第一路出口与所述气体混合器(101)的第一路入口连接，所述气体分离器(104)的第二路出口与所述燃料电池后燃室(108)的第一路入口连接；所述空气换热器(105)的第一路出口与所述燃料电池阴极(106)的入口连接；所述燃料电池阴极(106)的出口与所述燃料电池后燃室(108)的第二路入口连接；所述燃料电池的出口通过所述直流交流转换器(107)进行电输出；所述燃料电池后燃室(108)的出口与所述气体换热器(102)的第二路入口连接；所述气体换热器(102)的第二路出口与所述空气换热器(105)的第一路入口连接；所述空气换热器(105)的第二路出口与所述燃气轮机子系统连接。
[0007]可选地，所述燃料电池为固体氧化物燃料电池。
[0008]可选地，所述气体混合器(101)的第二路入口通入甲烷；所述气体混合器(101)的第三路入口通入二氧化碳；所述空气换热器(105)的第二路入口通入空气。
[0009]可选地，所述燃气轮机子系统包括：压气机(201)、燃烧室(202)、燃气透平(203)、第一发电机(204)以及烟气混合器(205)；
[0010]所述压气机(201)通过所述燃烧室(202)与所述燃气透平(203)连接；所述压气机(201)、所述燃气透平(202)和所述第一发电机(204)共轴连接，通过所述第一发电机(204)进行电输出；所述空气换热器(105)的第二路出口与所述烟气混合器(205)的第一路入口连接；所述燃气透平(203)的出口与所述烟气混合器(205)的第二路入口连接。
[0011]可选地，所述压气机(201)的入口通入空气；所述燃烧室(202)的入口通入甲烷。
[0012]可选地，所述蒸汽循环子系统包括：余热锅炉、汽轮机高压缸(306)、汽轮机中压缸(307)、汽轮机低压缸(308)、第二发电机(309)、给水换热器(310)、凝汽器(311)、低压给水泵(312)、中压给水泵(313)、高压给水泵(314)、第一太阳能集热器(316)、第一给水混合器(317)、第二太阳能集热器(318)以及第二给水混合器(319)；所述余热锅炉包括第一换热器组(301)、第一级高压省煤器(302)、第二换热器组(303)、第二级高压省煤器(304)和第三换热器组(305)；所述第一换热器组(301)由低压省煤器、低压蒸发器组成；所述第二换热器组(303)由中压省煤器、中压蒸发器、低压过热器组成；所述第三换热器组(305)由中压过热器、高压蒸发器、再热器和高压过热器组成；
[0013]所述烟气混合器(205)的出口与所述余热锅炉的入口连接；所述第三换热器组(305)的高压过热器出口与所述汽轮机高压缸(306)的第一路入口连接；所述汽轮机高压缸(306)的出口与所述第三换热器组(305)的再热器入口连接；所述第三换热器组(305)的再热器出口与所述汽轮机中压缸(307)的入口连接；所述汽轮机中压缸(307)的第一路出口与所述汽轮机低压缸(308)的入口连接，所述汽轮机中压缸(307)的第二路出口与所述给水换热器(310)的第一路入口连接；所述给水换热器(310)的第二路入口接入常温水；所述给水换热器(310)的第一路出口与所述低压给水泵(312)的入口连接；所述给水换热器(310)的第二路出口进行热输出；所述汽轮机高压缸(306)、所述汽轮机中压缸(307)、所述汽轮机低压缸(308)以及所述第二发电机(309)共轴连接，通过所述第二发电机(209)进行电输出；所述汽轮机低压缸(308)的出口与所述凝汽器(311)的入口连接；所述凝汽器(311)的出口与所述低压给水泵(312)的入口连接；所述低压给水泵(312)的出口与所述第一换热器组(301)的低压省煤器入口连接；
[0014]所述第二换热器组(303)的低压过热器出口与所述汽轮机低压缸(308)的入口连接；所述第一换热器组(301)的低压省煤器出口中的第一路与所述高压给水泵(314)的入口连接；所述高压给水泵(314)的第一路出口与所述第一级高压省煤器(302)的第一路入口连接；所述第一换热器组(301)的低压省煤器出口中的第二路通过所述中压给水泵(313)与所述第二换热器组(303)的中压省煤器入口连接；
[0015]所述高压给水泵(314)的第二路出口与所述第一太阳能集热器(316)的入口连接；所述第一太阳能集热器(316)的出口与所述第一给水混合器(317)的第一路入口连接；所述第一级高压省煤器(302)的第二路出口与所述第一给水混合器(317)的第二路入口连接；所述第一给水混合器(317)的第一路出口与所述第二太阳能集热器(318)的入口连接；所述第二太阳能集热器(318)的出口与所述第二给水混合器(319)的第一路入口连接；所述第一给
水混合器(317)的第二路出口本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，包括：固体氧化物燃料电池子系统、太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统以及双效吸收式溴化锂制冷子系统；所述太阳能热互补燃气蒸汽联合循环子系统包括燃气轮机子系统和蒸汽循环子系统；所述燃气轮机子系统分别与所述固体氧化物燃料电池子系统和所述蒸汽循环子系统连接；所述蒸汽循环子系统还与所述双效吸收式溴化锂制冷子系统连接；所述固体氧化物燃料电池子系统包括：气体混合器(101)、气体换热器(102)、燃料电池阳极(103)、气体分离器(104)、空气换热器(105)、燃料电池阴极(106)、直流交流转换器(107)以及燃料电池后燃室(108)；所述气体混合器(101)的出口与所述气体换热器(102)的第一路入口连接；所述气体换热器(102)的第一路出口与所述燃料电池阳极(103)的入口连接；所述燃料电池阳极(103)的出口与所述气体分离器(104)的入口连接；所述气体分离器(104)的第一路出口与所述气体混合器(101)的第一路入口连接，所述气体分离器(104)的第二路出口与所述燃料电池后燃室(108)的第一路入口连接；所述空气换热器(105)的第一路出口与所述燃料电池阴极(106)的入口连接；所述燃料电池阴极(106)的出口与所述燃料电池后燃室(108)的第二路入口连接；所述燃料电池的出口通过所述直流交流转换器(107)进行电输出；所述燃料电池后燃室(108)的出口与所述气体换热器(102)的第二路入口连接；所述气体换热器(102)的第二路出口与所述空气换热器(105)的第一路入口连接；所述空气换热器(105)的第二路出口与所述燃气轮机子系统连接。2.根据权利要求1所述的集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，所述燃料电池为固体氧化物燃料电池。3.根据权利要求1所述的集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，所述气体混合器(101)的第二路入口通入甲烷；所述气体混合器(101)的第三路入口通入二氧化碳；所述空气换热器(105)的第二路入口通入空气。4.根据权利要求1所述的集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，所述燃气轮机子系统包括：压气机(201)、燃烧室(202)、燃气透平(203)、第一发电机(204)以及烟气混合器(205)；所述压气机(201)通过所述燃烧室(202)与所述燃气透平(203)连接；所述压气机(201)、所述燃气透平(203)和所述第一发电机(204)共轴连接，通过所述第一发电机(204)进行电输出；所述空气换热器(105)的第二路出口与所述烟气混合器(205)的第一路入口连接；所述燃气透平(203)的出口与所述烟气混合器(205)的第二路入口连接。5.根据权利要求4所述的集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，所述压气机(201)的入口通入空气；所述燃烧室(202)的入口通入甲烷。6.根据权利要求4所述的集成燃料电池与太阳能的联合循环冷热电联供系统，其特征在于，所述蒸汽循环子系统包括：余热锅炉、汽轮机高压缸(306)、汽轮机中压缸(307)、汽轮机低压缸(308)、第二发电机(309)、给水换热器(310)、凝汽器(311)、低压给水泵(312)、中压给水泵(313)、高压给水泵(314)、第一太阳能集热器(316)、第一给水混合器(317)、第二太阳能集热器(318)以及第二给水混合器(319)；所述余热锅炉包括第一换热器组(301)、第一级高压省煤器(302)、第二换热器组(303)、第二级高压省...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢紫艺，段立强，王秋实，郑楠，李智诚，熊嘉丽，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：