[實用新型]一種SOFC燃料電池與內燃機燃氣分布式耦合系統

有效

• 申請號: 201820937317.1
• 申請日: 2018-06-19
• 公開（公告）號: CN208347882U
• 公開（公告）日: 2019-01-08
• 發明（設計）人: 王勇;周宇昊;劉麗麗;趙文升;鄭夢超;阮慧鋒;張鐘平
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: F01N5/02
• 分類號: F01N5/02;H01M8/04007;H01M8/04029
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 張狄峰

本實用新型涉及一種SOFC燃料電池與內燃機燃氣分布式耦合系統。目前分布式能源的原動設備排煙的溫度較高，在余熱利用設備中換熱后排出的溫度需要進一步利用。本實用新型包括燃氣內燃機、煙氣熱水型溴化鋰機組、缸套水冷卻水塔、中冷水冷卻塔、煙氣熱水型換熱器、三通閥、消音器、阿爾法換熱器、冷凝器、生活熱水水箱、燃氣增壓機、SOFC燃料電池系統和并網逆變器；本實用新型可利用內燃機及燃料電池出口煙氣的顯熱和氣化潛熱，通過溴化鋰做功后的煙氣加熱缸套水作為溴化鋰機組的熱源，提高煙氣熱水型溴化鋰機組的運行效率，運行方式為燃料電池系統全工況運行，內燃機分布式能源系統根據外界負荷的變化自動調節輸出功率。

技術領域

本實用新型涉及一種SOFC燃料電池與內燃機燃氣分布式耦合系統。

背景技術

截至2017年初，中國電力產能過剩，嚴重的環境污染問題國家越來越重視，分布式供能以清潔能源天然氣為燃料實現熱電聯產作為其中一種有效的節能環保的供能方式在世界范圍內受到了廣泛重視和應用，如申請號為201610663173.0的中國專利。

目前分布式能源的原動設備為燃氣內燃機、燃料電池或者微型燃氣輪機，不同能量等級的余熱需要進一步利用。排煙的溫度較高，在余熱利用設備中換熱后排出的溫度需要進一步利用，若直接排出由于溫度較高會對煙囪腐蝕嚴重。需要對不同等級的余熱進行梯度利用，提高傳熱效率。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種設計合理的SOFC燃料電池與內燃機燃氣分布式耦合系統，用于實現燃料電池發電系統與內燃機發電系統的高效耦合，本實用新型提供了一種全新的分布式能源的供能模式。

本實用新型解決上述問題所采用的技術方案是：一種SOFC燃料電池與內燃機燃氣分布式耦合系統，其特征在于，包括燃氣內燃機、煙氣熱水型溴化鋰機組、缸套水冷卻水塔、中冷水冷卻塔、煙氣熱水型換熱器、三通閥、消音器、阿爾法換熱器、冷凝器、生活熱水水箱、燃氣增壓機、SOFC燃料電池系統和并網逆變器；所述燃氣內燃機與煙氣熱水型換熱器連接，所述煙氣熱水型換熱器與煙氣熱水型溴化鋰機組連接；所述煙氣熱水型溴化鋰機組還直接與燃氣內燃機連接；所述燃氣內燃機通過三通閥與煙氣熱水型溴化鋰機組和消音器連接，所述煙氣熱水型溴化鋰機組、煙氣熱水型換熱器和冷凝器依次連接，所述消音器也與冷凝器連接，所述冷凝器與生活熱水水箱連接；所述燃氣內燃機、阿爾法換熱器和缸套水冷卻水塔依次連接，所述燃氣內燃機和中冷水冷卻塔連接；所述燃氣增壓機、SOFC燃料電池系統和煙氣熱水型溴化鋰機組依次連接，所述SOFC燃料電池系統還與并網逆變器連接。

設計合理，煙氣熱水型溴化鋰機組可同時利用高溫煙氣和中溫熱水的熱量，不同能量等級的煙氣有利用提高機組的效率。

進一步而言，還包括一號膨脹水箱和二號膨脹水箱；所述一號膨脹水箱設置有2個，其中一個一號膨脹水箱設置在燃氣內燃機和中冷水冷卻塔之間的管路上，另一個一號膨脹水箱設置在阿爾法換熱器和缸套水冷卻水塔之間的管路上；所述二號膨脹水箱設置在煙氣熱水型溴化鋰機組和燃氣內燃機之間的管路上。膨脹水箱用于將管路內多余的水和水汽等排出。

進一步而言，還包括缸套水冷卻水循環泵和中冷水冷卻水循環泵；所述缸套水冷卻水循環泵設置在阿爾法換熱器和缸套水冷卻水塔之間的管路上，所述中冷水冷卻水循環泵設置在燃氣內燃機和中冷水冷卻塔之間的管路上。

進一步而言，還包括一號閥門，所述一號閥門設置在燃氣內燃機和阿爾法換熱器之間的管路上。

進一步而言，還包括內燃機缸套水循環水泵和二號閥門，所述內燃機缸套水循環水泵和二號閥門設置在煙氣熱水型溴化鋰機組和燃氣內燃機之間的管路上。

進一步而言，還包括冷卻水循環水泵和電池閥，所述冷卻水循環水泵與SOFC燃料電池系統連接，所述電池閥設置在SOFC燃料電池系統和煙氣熱水型溴化鋰機組之間的管路上。電池閥用于控制SOFC燃料電池系統中的煙氣進入熱水型溴化鋰機組。