[实用新型]一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置

说明书

本实用新型公开了一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置，包括水蒸气发生器、天然气降压系统、重整器、堆芯、热平衡器、燃烧室、燃气轮机、空气滤清器、第一热交换器和第二热交换器。本实用新型的有益效果是：本实用新型是将微型燃气轮机与SOFC系统作集成，利用电堆排出的高温阴极气体及阳极残留燃料再燃烧产生的高温联合燃气，流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带动压气机给电堆阴极提供高压空气，同时带动共轴的发电机发电。燃气轮机排出的气体为电堆的热交换器进行热量交换，为电堆全系统的热平衡提供热能，增加的电能及取消空压机节约的电能大约提升SOFC燃料电能转换效率15％以上，同时降低了电堆的排放气体温度。

技术领域

本实用新型涉及一种燃料电池的联合发电系统及装置，具体为一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置，属于电池应用技术领域。

背景技术

固体氧化物燃料电池(SOFC)在将燃料的化学能转换成电能的过程中产生大量的热量，这些热能往往没办法回收，直接浪费掉了。并且总有约20％左右的燃料没能完全参与反应而直接排出电堆，无法回收利用。这两大浪费，严重影响SOFC的燃料转换效率，因此，针对上述问题提出一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的，一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置，包括重整器，所述重整器通过管道连接水蒸气发生器和天然气降压系统，所述重整器的一端通过管道连接第一热交换器，且所述重整器的另一端通过管道连接第二热交换器；所述重整器通过管道连接热平衡器，且所述热平衡器通过管道连接堆芯，且所述热平衡器的另一端通过管道连接第一热交换器；所述堆芯的一端通过管道连接燃烧室，且所述燃烧室的一端连接燃气轮机，且所述燃气轮机与燃烧室连接处通过管道连接第一热交换器；所述燃气轮机的另一端通过管道连接第二热交换器，且所述燃气轮机的一端安装空气滤清器。

优选的，所述热平衡器与堆芯之间通过双管道连接。

一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统，包括主外壳体，所述主外壳体的一端固定有固定端外壳体，所述固定端外壳体与所述主外壳体之间通过第二壳体连接螺栓进行连接，且所述固定端外壳体上设有燃料进气法兰；所述主外壳体的同一端对称设有空气进气法兰和空气出气法兰；所述主外壳体背离所述固定端外壳体的一端设有浮头端外壳体，所述浮头端外壳体与所述主外壳体之间通过第一壳体连接螺栓进行连接；所述浮头端外壳体的内部设有固定于所述堆芯主体的浮头；所述浮头与所述堆芯主体之间通过所述浮头连接螺栓进行连接；且所述浮头上设有波纹连接管，且所述波纹连接管的端部设有燃料出气法兰。

优选的，所述浮头端外壳体与所述浮头均为中空半球形结构；所述浮头端外壳体与所述浮头之间存有间隙，且所述浮头位于浮头端外壳体的内部；所述浮头与波纹连接管之间连通，且所述波纹连接管贯穿浮头端外壳体。

优选的，还包括燃料室壳体，所述燃料室壳体上设有花火塞，且所述燃料室壳体上设有第一空气入口和燃料入口；所述燃料室壳体的底端设有第一卡箍，所述燃料室壳体的底端连接涡轮，且所述涡轮的一端设有尾气出口；所述涡轮背离尾气出口的一端设有第二卡箍、第一空气轴承和空气轴承排气口；所述涡轮上设有发电机输出接口，所述涡轮上设有第二空气轴承，且所述第二空气轴承的一端设有泵轮和第二空气入口；所述泵轮上设有空气轴承进气口，且所述泵轮上设有气压调节阀；所述泵轮上连接有发电机；所述发电机上设有发电机冷却水入口和发电机冷却水出口所述泵轮上设有空气出口。