[發明專利]一種基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統及其工作方法

在審

• 申請號: 201910296057.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110085893A
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 劉潤寶;周宇昊;鄭夢超;陳曈
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院有限公司
• 主分類號: H01M8/0662
• 分類號: H01M8/0662;H01M8/04029
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 馮新偉

1.一種基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統，包括固體氧化物燃料電池集成設備（1）、尾氣冷凝器（2）、中溫水罐（3）、高溫水罐（4）和蒸汽發生器（5），其特征在于：所述固體氧化物燃料電池集成設備（1）、中溫水罐（3）、高溫水罐（4）和蒸汽發生器（5）均與尾氣冷凝器（2）連接，所述固體氧化物燃料電池集成設備（1）和高溫水罐（4）均與蒸汽發生器（5）連接。

2.根據權利要求1所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統，其特征在于：還包括系統尾氣管道（G1）、高溫ATO尾氣管道（G2）、去水尾氣管道（G3）、冷卻水管道（W1）、冷凝水管道（W2）和蒸汽管道（W3）；所述固體氧化物燃料電池集成設備（1）與尾氣冷凝器（2）通過系統尾氣管道（G1）連通，所述固體氧化物燃料電池集成設備（1）與蒸汽發生器（5）通過高溫ATO尾氣管道（G2）連通，所述去水尾氣管道（G3）與尾氣冷凝器（2）連通，所述冷卻水管道（W1）與尾氣冷凝器（2）連通，所述尾氣冷凝器（2）與高溫水罐（4）通過冷凝水管道（W2）連通，所述蒸汽管道（W3）與蒸汽發生器（5）連通。

3.根據權利要求1所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統，其特征在于：所述中溫水罐（3）和高溫水罐（4）的外部均設置有保溫層。

4.一種如權利要求1-3中任一權利要求所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統的工作方法，其特征在于：所述工作方法如下：固體氧化物燃料電池集成設備（1）的尾氣主要成分包括水蒸汽、二氧化碳、過量的空氣以及為反應完全的少量的燃料氣體，固體氧化物燃料電池集成設備（1）的尾氣通入尾氣冷凝器（2）后，與冷卻水換熱后，冷凝成液態水，匯入高溫水罐（4），控制冷凝溫度，使得冷凝的水溫度升高，尾氣冷凝器（2）的冷卻水使用自來水，在尾氣冷凝器（2）里換熱后，冷卻水溫度升高，流入中溫水罐（3），作為生活熱水供應。

5.根據權利要求4所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統的工作方法，其特征在于：從固體氧化物燃料電池集成設備（1）的內部通過高溫ATO尾氣管道（G2）流出部分高溫ATO尾氣，這部分高溫ATO尾氣不再經過固體氧化物燃料電池集成設備（1）的內部其他換熱環節，直接引出為蒸汽發生器（5）提供熱源，高溫ATO尾氣成分與固體氧化物燃料電池集成設備（1）的尾氣成分類似，換熱后的ATO尾氣匯入尾氣冷凝器（2）進行回收利用，高溫水罐（4）的水在流經蒸汽發生器（5）后，被加熱形成蒸汽，蒸汽發生器（5）具有調節性，根據用戶要求為其提供所需溫度和壓力的蒸汽。

6.根據權利要求4所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統的工作方法，其特征在于：分離出水蒸汽后的剩余尾氣主要成分為二氧化碳和氮氣，以及少量的氧氣及燃料氣體，引入食品儲存倉庫或農業大棚，或將剩余尾氣里的二氧化碳凝華為干冰，充分利用剩余尾氣的價值。

7.根據權利要求4所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統的工作方法，其特征在于：根據蒸汽流量決定引出的高溫ATO尾氣，并自動控制系統的耦合關聯，及時調整固體氧化物燃料電池的燃料氣、空氣和水的流量。

8.根據權利要求4所述的基于固體氧化物燃料電池的多聯供能源系統的工作方法，其特征在于：剩余尾氣進入食品儲存倉庫或農業大棚需進行過濾，減少可沉淀雜質；制造干冰前需根據相關標準進行前處理。