[發明專利]一種基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統及方法

在審

• 申請號: 201710601166.2
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107276126A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 李啟明;鐘迪;周賢;彭爍;黃中;王保民;王劍釗
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;F25B29/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 段俊濤

1.一種基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統，其特征在于：包括燃料電池(1)，燃料電池(1)的尾氣出口與余熱鍋爐(3)的煙氣入口相連，余熱鍋爐(3)的蒸汽出口連接兩路蒸汽母管，第一路蒸汽母管與汽輪機(4)的進汽口相連，汽輪機(4)的透平旋轉軸與發電機(5)的轉子旋轉軸相連，余熱鍋爐(3)的第二路蒸汽母管與汽動空氣壓縮機(8)的進汽口相連，還與吸收式制冷機(10)的進汽口相連，同時與熱用戶的蒸汽入口相連；燃料電池(1)、可再生能源發電系統(2)、發電機(5)和儲能裝置(6)的電能輸出端連接到同一根供電母線，蓄熱電鍋爐(7)與所述供電母線電連接，蓄熱電鍋爐(7)的蒸汽出口與所述余熱鍋爐(3)的第二路蒸汽母管連接，蓄熱電鍋爐(7)的熱水出口與熱用戶的熱水母管連接；電動空氣壓縮機(9)與所述供電母線電連接，汽動空氣壓縮機(8)和電動空氣壓縮機(9)的壓縮空氣出口與同一根壓縮空氣母管相連，汽動空氣壓縮機(8)和電動空氣壓縮機(9)互相補充，也互為備用。

2.根據權利要求1所述的基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統，其特征在于：所述燃料電池(1)為高溫燃料電池，包括熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。

3.根據權利要求1所述的基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統，其特征在于：所述可再生能源發電系統(2)包括太陽能發電系統、風力發電系統、水力發電系統、海洋能發電系統和地熱發電系統。

4.根據權利要求1所述的基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統，其特征在于：所述儲能裝置(6)具有儲存和釋放電能的作用，包括壓縮空氣儲能裝置和蓄電池系統。

5.權利要求1至4任一項所述的基于燃料電池的電熱冷氣多能互補供能系統的供能方法，其特征在于：天然氣和空氣進入燃料電池(1)，發生氧化還原反應，對外輸出電能，化學反應產生的高溫煙氣，由燃料電池(1)的尾氣出口排出并進入余熱鍋爐(3)，加熱鍋爐給水，產生蒸汽；余熱鍋爐(3)所產生的蒸汽分別進入兩路蒸汽母管，第一路蒸汽母管與汽輪機(4)的進汽口相連，蒸汽進入汽輪機(4)，推動透平旋轉，汽輪機(4)的透平旋轉軸與發電機(5)的轉子旋轉軸相連，汽輪機(4)透平旋轉帶動發電機(5)的轉子旋轉，對外輸出電能；余熱鍋爐(3)的第二路蒸汽進入汽動空氣壓縮機(8)后，驅動汽動空氣壓縮機(8)旋轉，產生壓縮空氣，對外供應，第二路蒸汽進入吸收式制冷機(10)，產生冷媒水，對外供應，同時第二路蒸汽進入熱用戶的蒸汽入口為熱用戶供熱；燃料電池(1)、可再生能源發電系統(2)、發電機(5)和儲能裝置(6)的電能輸出端連接到同一根供電母線，為用戶提供電能；儲能裝置(6)在用電低谷期間，將電能儲存，在用電高峰期間，將儲存的電能釋放，實現對外供電；蓄熱電鍋爐(7)與所述供電母線電連接，用電低谷期間，蓄熱電鍋爐(7)將電能轉化為熱能儲存，供熱高峰期，將儲存的熱能釋放，產生熱水或者蒸汽；蓄熱電鍋爐(7)從所述供電母線取電，加熱給水，產生蒸汽或者熱水，產生的蒸汽進入所述余熱鍋爐(3)的第二路蒸汽母管，產生的熱水進入熱水母管，提供給熱用戶使用；電動空氣壓縮機(9)與所述供電母線電連接，從所述供電母線取電，產生壓縮空氣，對外供應；汽動空氣壓縮機(8)和電動空氣壓縮機(9)所產生的壓縮空氣進入同一根壓縮空氣母管，對外供應壓縮空氣。