【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源发电，尤其涉及一种燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统及方法。
技术介绍
1、太阳能作为一种取之不竭、用之不尽的可再生能源，具有分布广、能量大且无污染等特点，具有良好的开发前景。然而太阳能本身受到昼夜交替、地理位置、光照强度变化等条件影响具有不稳定性，如何将不稳定的太阳能转换成稳定的能量是实现太阳能有效利用的关键。研究发现利用太阳能光伏发电制备的电力，用于电解水制备及储存氢气，可有效地避免太阳能因其不稳定性带来的设备损害和能源浪费。固体氧化物燃料电池可以直接利用氢气作为燃料进行高效发电，若利用太阳能发电制取的绿氢作为燃料来源，可实现能量利用过程co2零排放。
2、在固体氧化物燃料电池发电过程中存在着燃料转化不完全问题，部分阳极中燃料(h2)仍有剩余；同时，电池阳极、阴极排出气体温度超过600℃，若直接排出则会造成极大的能量浪费。因此，为实现进一步对能源的高效利用、并降低排放物对环境的污染，如何利用电池中未反应完全的燃料进行热量梯级回收，并实现对能量的高效利用是当前亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，系统利用制备海水后烟气中剩余余热驱动双压有机朗肯循环做功发电。整个系统能同时生产电、氢气、氧气，具有能源利用效率高、co2零排放等优点。
2、系统包括：燃料电池发电子系统、制氢子系统、制水子系统以及有机朗肯循环发电子系统；
3、所述燃料电池发电子系统与制氢子系统相连接；所述
4、所述燃料电池发电子系统利用质子交换膜电解水制备氢气发电后再补充燃烧，固体燃料电池以氢气为燃料进行电化学反应高效发电，并利用固体氧化物燃料电池阳极出口剩余的燃料和阴极出口排出的废气在后燃烧室内燃烧并补燃，后燃烧室出口高温燃气可驱动所述燃气轮机透平旋转做功；
5、所述制氢子系统用于耦合可再生资源-太阳能为固体燃料电池提供进口燃料；
6、所述制水子系统利用所述燃料电池发电子系统的排烟高品位余热进行高温蒸汽的制备，一部分的高温蒸汽通过管道散热向用户提供热量，另一部分的高温蒸汽通过蒸汽压缩机形成高温高压蒸汽后在蒸发器对海水进行多次蒸馏的过程以制备淡水；
7、所述有机朗肯循环发电子系统用于对剩余中低品位的烟气余热回收利用，循环有机工质经预热器加热后在设定的两种压力条件下进入透平机膨胀做功发电。
8、进一步需要说明的是，燃料电池发电子系统包括：固体氧化物燃料电池、后燃烧室、燃气轮机透平、空气压缩机、氢气压缩机、第一预热器、第二预热器以及热回收蒸汽发生器；
9、所述固体氧化物燃料电池的供电输出端连接有逆变器，所述逆变器实现直流与交流转换；
10、所述固体氧化物燃料电池的出气口与所述后燃烧室的入气口连接；
11、所述燃气轮机透平的入气口与所述后燃烧室的出气口连接；所述空气压缩机和所述氢气压缩机与所述燃气轮机透平共轴连接；
12、所述空气压缩机的入气口通入空气；所述氢气压缩机的入气口通入氢气；所述第一预热器的第一路入气口与所述燃气轮机透平的出气口连接；所述第一预热器的第二路入气口与所述空气压缩机的出气口连接；
13、所述第一预热器的第一路出气口与所述第二预热器的第一路入气口连接；所述第一预热器的第二路出气口与所述固体氧化物燃料电池阴极入气口连接；所述氢气压缩机的出气口与第二预热器的第二路入气口连接；所述第二预热器的第二路出气口与热回收蒸汽发生器的第一路入气口连接。
14、进一步需要说明的是，所述燃气轮机透平的入气口与所述后燃烧室的出气口之间的连接管路上设置有第一气压传感器以及第一温度传感器；
15、所述第一预热器的第一路出气口与所述第二预热器的第一路入气口之间的连接管路上设置有第二气压传感器以及第二温度传感器。
16、进一步需要说明的是，所述逆变器的输入侧和输出侧分别设置有电流传感器和电压传感器。
17、进一步需要说明的是，所述制氢子系统包括：光伏组件、太阳能控制器、整流器、质子交换膜电解池、活性炭储氢罐、氢气阀门以及氧气储存罐；
18、所述光伏组件的第一路出口与所述太阳能控制器的入口连接；所述太阳能控制器的第一出口与所述逆变器的入口连接；所述太阳能控制器的第二路出口与所述整流器的入口连接；
19、所述整流器的出口与所述质子交换膜电解池的第一路入口连接；所述储水罐的第二路出水口与所述质子交换膜电解池的第二路入水口连接；所诉质子交换膜电解池的第二路出气口与所述氧气储存罐的入气口连接；
20、所述质子交换膜电解池的第一路出气口与所述活性炭储氢罐的入气口连接；所述活性炭储氢罐的第一路出气口可为用户提供氢能；
21、所述活性炭储氢罐的第二路出气口与所述氢气阀门的入气口相连；所述氢气阀门的出气口与所述氢气压缩机的入气口相连。
22、进一步需要说明的是，所述制淡水子系统包括：热回收蒸汽发生器、蒸汽压缩机、第一水泵、第一蒸发器、第三预热器、第二蒸发器、第四预热器、第三蒸发器、第五预热器、第四蒸发器、第六预热器、第五蒸发器、第一冷凝器、第二水泵、第三水泵、第四水泵、进口海水阀门；
23、所述热回收蒸汽发生器的第一路入气口与所述第三预热器的第一路出气口连接；所述热回收蒸汽发生器的第二路出气口与所述蒸汽压缩机的第一路入气口连接；
24、所述第五蒸发器的第一路出气口与所述蒸汽压缩机的第二路入气口连接；
25、所述蒸汽压缩机的出气口与所述第一蒸发器的第一路入气口连接；所述第一蒸发器的第一路出水口与所述第一水泵的入水口连接；
26、所述第一水泵的出水口与所述热回收蒸汽发生器的第二路入水口连接；所述第三预热器的第二路出气口与所述第一蒸发器的第二路入气口连接；
27、所述第一蒸发器的第二路出气口与所述第三预热器的第一路入气口连接；
28、所述第一蒸发器的第三路出液口与所述第二蒸发器的第三路入液口连接；第二蒸发器的出液口与第三蒸发器入液口连接；第三蒸发器的出液口与第四蒸发器入液口连接；
29、第四蒸发器的出液口与第五蒸发器入液口连接；
30、所述第三预热器的第一路出气口与所述第二蒸发器的第一路入气口连接；
31、所述第五蒸发器的第三路出液口与所述第三水泵的入液口连接；所述第三水泵的出口用于排出回收浓盐水；
32、所述第四水泵的出液口与第一冷凝器的第一路入液口连接；
33、所述第一冷凝器的第一路出液口与所述进口海水阀门连接；
34、所述第一冷凝器的第二路出液口排出海水；所述第一冷凝器的第三路出水口与所述第二水泵连接；所述第二水泵的出水口连接储水罐；所述储水罐第二路出水口用于为用户提供淡水供应。
35、进一步需要说明的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，包括：燃料电池发电子系统(100)、制氢子系统(200)、制水子系统(300)以及有机朗肯循环发电子系统(400)；
2.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述燃料电池发电子系统(100)包括：固体氧化物燃料电池(101)、后燃烧室(102)、燃气轮机透平(103)、空气压缩机(104)、氢气压缩机(105)、第一预热器(106)、第二预热器(107)以及热回收蒸汽发生器(301)；
3.根据权利要求2所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述燃气轮机透平(103)的入气口与所述后燃烧室(102)的出气口之间的连接管路上设置有第一气压传感器以及第一温度传感器；
4.根据权利要求2所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述逆变器(203)的输入侧和输出侧分别设置有电流传感器和电压传感器。
5.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述制氢子系统(200)包括：光伏组件(201
6.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述制淡水子系统(300)包括：热回收蒸汽发生器(301)、蒸汽压缩机(302)、第一水泵(303)、第一蒸发器(304)、第三预热器(305)、第二蒸发器(306)、第四预热器(307)、第三蒸发器(308)、第五预热器(309)、第四蒸发器(310)、第六预热器(311)、第五蒸发器(312)、第一冷凝器(313)、第二水泵(314)、第三水泵(316)、第四水泵(317)、进口海水阀门(318)；
7.根据权利要求6所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述热回收蒸汽发生器(301)的第一路入气口与所述第三预热器(305)的第一路出气口之间的管路、所述热回收蒸汽发生器(301)的第二路出气口与所述蒸汽压缩机(302)的第一路入气口之间的管路、所述第五蒸发器(312)的第一路出气口与所述蒸汽压缩机(302)的第二路入气口之间的管路分别设置有第三气压传感器；
8.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，有机朗肯循环发电子系统(400)包括：有机朗肯循环预热器(401)、高压泵(402)、高压蒸汽发生器(403)、高压透平机(404)、低压蒸汽发生器(405)、混合室(406)、低压透平机(407)、第二冷凝器(408)、低压泵(409)、水分离器(410)；
9.一种燃料电池与光伏发电的电气水多联供方法，其特征在于，方法基于权利要求1至8任一项所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统来实现；
10.根据权利要求9所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供方法，其特征在于，步骤二还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，包括：燃料电池发电子系统(100)、制氢子系统(200)、制水子系统(300)以及有机朗肯循环发电子系统(400)；
2.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述燃料电池发电子系统(100)包括：固体氧化物燃料电池(101)、后燃烧室(102)、燃气轮机透平(103)、空气压缩机(104)、氢气压缩机(105)、第一预热器(106)、第二预热器(107)以及热回收蒸汽发生器(301)；
3.根据权利要求2所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述燃气轮机透平(103)的入气口与所述后燃烧室(102)的出气口之间的连接管路上设置有第一气压传感器以及第一温度传感器；
4.根据权利要求2所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述逆变器(203)的输入侧和输出侧分别设置有电流传感器和电压传感器。
5.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述制氢子系统(200)包括：光伏组件(201)、太阳能控制器(202)、整流器(204)、质子交换膜电解池(205)、活性炭储氢罐(206)、氢气阀门(207)以及氧气储存罐(208)；
6.根据权利要求1所述的燃料电池与光伏发电的电气水多联供系统，其特征在于，所述制淡水子系统(300)包括：热回收蒸汽发生器(301)、蒸汽压缩机(302)、第一水泵...
【专利技术属性】
技术研发人员：游怀亮，周显奇，胡滨，刘存波，李国祥，韩吉田，
申请(专利权)人：山推工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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