[實用新型]以液化天然氣為原料的基于燃料電池的分布式能源系統

有效

• 申請號: 201821042701.1
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN208522036U
• 公開（公告）日: 2019-02-19
• 發明（設計）人: 楊曉宇;趙洪濱;侯秦龍
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（北京）
• 主分類號: H01M8/04089
• 分類號: H01M8/04089;H01M8/0612;H01M8/0662;H01M8/1231;F02C6/00
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產權代理有限公司 11205
• 代理人: 劉會景;黃健

1.一種以液化天然氣為原料的基于燃料電池的分布式能源系統，其特征在于，包括固體氧化物燃料電池子系統、注蒸汽燃氣輪機子系統和液化天然氣制冷子系統：

所述固體氧化物燃料電池子系統包括固體氧化物燃料電池堆、燃料壓縮機、預重整器、預熱器和后燃室；所述固體氧化物燃料電池堆包括多個固體氧化物燃料電池，所述固體氧化物燃料電池具有分別供氧化氣和燃料氣進入的陰極入口和陽極入口，以及具有分別供陰極尾氣和陽極尾氣排出的陰極出口和陽極出口；

所述注蒸汽燃氣輪機子系統包括壓氣機、燃氣透平、燃燒室以及能夠實現冷介質和熱介質之間換熱的余熱鍋爐，所述余熱鍋爐具有冷介質入口和冷介質出口，以及熱介質入口和熱介質出口；

所述液化天然氣制冷子系統至少包括第一冷凝器，所述第一冷凝器具有用于實現換熱的第一放熱通道和第一吸熱通道；

其中，所述固體氧化物燃料電池的陰極入口通過預熱器與壓氣機的出口連通，陰極出口與后燃室的入口連通，陽極入口與預重整器的出口連通，陽極出口與后燃室的入口連通；

所述燃料壓縮機的出口分別與預重整器的入口和燃燒室的入口連通；

所述后燃室的出口與所述燃燒室的入口連通；

所述燃燒室的出口與所述燃氣透平的入口連通；

所述余熱鍋爐的熱介質入口經預熱器與燃氣透平的出口連通，熱介質出口與第一放熱通道的入口連通，冷介質出口與燃燒室的入口連通；

所述第一吸熱通道的入口用于與液化天然氣衛星站連通，第一吸熱通道的出口與燃料壓縮機的入口連通。

2.根據權利要求1所述的分布式能源系統，其特征在于，所述固體氧化物燃料電池的陽極出口還與預重整器的入口連通。

3.根據權利要求2所述的分布式能源系統，其特征在于，還包括第一分離器和混合器，

所述第一分離器具有入口和兩個出口，所述第一分離器的入口與固體氧化物燃料電池的陽極出口連通；所述第一分離器的其中一個出口與后燃室的入口連通；

所述混合器具有入口和出口，所述混合器的入口分別與第一分離器的另一個出口以及燃料壓縮機的出口連通，所述混合器的出口與預重整器的入口連通。

4.根據權利要求1所述的分布式能源系統，其特征在于，還包括第一發電裝置和第二發電裝置，所述第一發電裝置與固體氧化物燃料電池連接，所述第二發電裝置與燃氣透平連接。

5.根據權利要求1-4任一項所述的分布式能源系統，其特征在于，所述液化天然氣制冷子系統還包括干燥器和壓縮機，其中：

所述干燥器的入口與所述余熱鍋爐的熱介質出口連通，所述干燥器的出口與所述壓縮機的入口連通；所述壓縮機的出口與所述第一放熱通道的入口連通。

6.根據權利要求5所述的分布式能源系統，其特征在于，所述液化天然氣制冷子系統還包括第二冷凝器，所述第二冷凝器具有用于實現換熱的第二放熱通道和第二吸熱通道，

所述第二放熱通道的兩端分別與壓縮機的出口和第一放熱通道的入口連接，所述第二吸熱通道內流動有循環水。

7.根據權利要求6所述的分布式能源系統，其特征在于，所述液化天然氣制冷子系統還包括第三冷凝器，所述第三冷凝器具有用于實現換熱的第三放熱通道和第三吸熱通道，

所述第三吸熱通道的入口和出口分別與第一吸熱通道的出口和燃料壓縮機的入口連通，所述第三吸熱通道的出口用于與城市天然氣管網連通。

8.根據權利要求7所述的分布式能源系統，其特征在于，還包括第二分離器，所述第二分離器的入口與所述第三吸熱通道的出口連通，所述第二分離器的一個出口與燃料壓縮機的入口連通，另一個出口用于與城市天然氣管網連通。

9.根據權利要求7所述的分布式能源系統，其特征在于，所述第三放熱通道的出口與壓氣機的入口連通。

10.根據權利要求1-4任一項所述的分布式能源系統，其特征在于，還包括二氧化碳回收子系統，所述二氧化碳回收子系統包括氣液分離器，所述氣液分離器的入口與所述第一放熱通道的出口連通。