[發明專利]一種燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統

有效

• 申請號: 201810609515.X
• 申請日: 2018-06-13
• 公開（公告）號: CN108918171B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王振彪;辛鴻;李廣瑞
• 申請（專利權）人: 中國北方發動機研究所（天津）
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 天津濱?？凭曋R產權代理有限公司 12211
• 代理人: 楊慧玲

本發明提供了一種燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統，屬于機電技術領域，其包括空氣壓縮機、穩壓罐、第一截止閥、第一熱交換器、第二熱交換器、燃燒室、渦輪發電機、混合器、第一調節閥、噴射器、第二調節閥、鍋爐、水泵、第二截止閥、高位水箱、旁通閥、背壓閥、第三調節閥、第三截止閥、壓力儲氣罐、引風機。本發明有益效果：能夠模擬真實固體燃料電池不同工作狀態下的氣體參數、運行狀態，對于研究燃料電池渦輪復合循環的不同邊界條件下的渦輪做功能力、整個系統的運行效率，以及如何提高燃料電池渦輪復合循環的效率，有積極的意義。

技術領域

本發明屬于機電技術領域，尤其是涉及一種燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統。

背景技術

高溫燃料電池是國家提倡發展的一種新型能源型式，排放物成分主要有高溫水蒸汽和氮氣，以及少量氧氣、二氧化碳、一氧化碳氣體。利用高溫廢氣帶動渦輪做功發電，形成燃料電池渦輪復合循環，可以提高系統的效率。開展燃料電池渦輪復合循環試驗研究，是開發燃料電池渦輪復合循環發電裝置必不可少的技術途徑。但目前高溫燃料電池成本高，壽命短，用于搭建燃料電池渦輪復合循環試驗系統經濟性差。

為了研究燃料電池渦輪復合循環的不同邊界條件下的渦輪做功能力、整個系統的運行效率，用熱力狀態與高溫燃料電池的進口空氣、出口廢氣相同的介質來模擬高溫燃料電池的運行狀態，搭建燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統，是一個較好的解決途徑。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統，以解決上述問題的不足之處。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統，包括空氣壓縮機、穩壓罐、第一截止閥、第一熱交換器、第二熱交換器、噴射器、第二調節閥、鍋爐、水泵、第二截止閥、高位水箱、第三調節閥、第三截止閥、壓力儲氣罐，

所述空氣壓縮機、穩壓罐、第一截止閥依次連接，所述第一截止閥出口設有兩個管路，一路連接第一熱交換器，另一路連接第一調節閥，所述第一熱交換器與第一截止閥連通的接口與第二熱交換器連接，所述第一熱交換器的另外兩個接口分別與渦輪發電機和引風機連接，所述第二熱交換器與第一熱交換器連通的接口與燃燒室連接，所述第二熱交換器的另外二個接口分別與旁通閥和背壓閥連接，所述燃燒室出口處設有兩個管路，一路連接混合器，另一路連接旁通閥，

所述壓力儲氣罐、第三截止閥、第三調節閥依次連接，所述第三調節閥與燃燒室的燃氣噴嘴連接，

所述高位水箱、第二截止閥、水泵、鍋爐、第二調節閥依次連接，所述第二調節閥與噴射器的蒸汽進口連接，所述噴射器的空氣進口與第一調節閥連接，所述噴射器的出口與混合器的一個進口連接，所述混合器的另外一個進口與燃燒室的出口連接，所述混合器的出口與渦輪發電機的渦輪進口連接，所述渦輪發電機的渦輪出口與第一熱交換器連接。

相對于現有技術，本發明所述的燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統具有以下優勢：

(1)本發明所述的燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統利用壓力儲氣罐、第三截止閥、第三調節閥、燃燒室、旁通閥、第二熱交換器，將天然氣、空氣生成組分、狀態參數可以變化的高溫廢氣；利用高位水箱、第二截止閥、水泵、鍋爐、第二調節閥、噴射器、第一調節閥，將空氣、純凈水生成組分、狀態參數可以變化的過熱蒸汽，混合器出口的氣體狀態與真實固體燃料電池的廢氣氣體狀態一致，模擬了真實固體燃料電池不同工作狀態下的氣體參數、運行狀態。

(2)本發明所述的燃料電池渦輪復合循環模擬試驗系統對于研究燃料電池渦輪復合循環的不同邊界條件下的渦輪做功能力、整個系統的運行效率，以及如何提高燃料電池渦輪復合循環的效率，有積極的意義。

附圖說明