[发明专利]一种微型燃气轮机联合循环系统

说明书

一种微型燃气轮机联合循环系统，包括微型燃气轮机，所述联合循环系统还包括燃料电池系统，蒸汽发电系统，太阳能接收器中的至少一个；该循环系统能够更进一步地回收利用换热器排气中携带的能量，进而提高整个微型燃气轮机的效率，同时，该循环系统可同时解决SOFC发电余热和换热器排气余热的回收问题，将系统中各环节产出的热量循环利用，可提高整个系统的发电和回收效率，同时可集成设置，占用空间小，此外，该循环系统通过对太阳能的追踪，做到太阳能的高效利用，以提高系统发电效率，另外，解决现有换热器温度梯度大、易胀裂的问题。

技术领域

本发明属于燃气轮机技术及能量回收和利用技术领域，具体涉及一种具有多级特斯拉涡轮机的微型燃气轮机联合循环系统。

背景技术

微型燃气轮机是一类新近发展起来的小型热力发动机，其单机功率范围为25～300kW，基本技术特征是采用径流式叶轮机械以及回热循环。现有技术中通常采用换热器对微型燃气轮机排气的热量进行回收利用，然后将经过换热器的尾气排向大气；然而通过换热器的尾气依旧具有一定的余热，现有技术中，也有对于换热器排出的尾气能量进行回收利用的，通常采用的都是旋转机械，例如涡轮等，以对尾气能量进行回收利用。但是对于小功率的微型燃气轮机，由于换热器排出的尾气温度相对较低，同时尾气量又少，旋转机械无法有效回收这部分能量。

同时，太阳能热发电主要有槽式热发电、线性菲涅尔热发电、塔式热发电和碟式热发电技术。原理主要是利用聚光抛物面反射镜将太阳光聚集起来,通过光热转换及换热装置产生蒸汽或加热流体驱动热机进行发电：其优点在于该技术可吸收全波段的太阳光、可通过蓄热以及燃料补充实现昼夜连续发电。但是目前的太阳能发电系统中的反射镜大多是固定安装，通过固定在某一固定角度的反射镜来吸收太阳光，该角度是经过计算的最优角度。但是，由于反射镜固定，而太阳是转动的，就会存在太阳并不总是直射反射镜的问题，在太阳斜射反射镜时，其反射的太阳光较少，使太阳能不能被充分利用，造成能源浪费。现有技术中，燃气轮机是固定在地面上，无法进行追踪太阳光，难以做到太阳能的高效利用。

此外，现有换热器为平行的面积较大的两片板，换热板因与燃烧室换热导致入口端至出口端温度梯度大；由于换热板面积大，板的外围没有约束力，板内空气压力大容易使板从中部胀裂。传统换热器的换热板上下两板的两侧通过焊接或铆接，由于板过长导致焊缝长容易漏气，对工艺要求高。因此，现有换热器的使用寿命有限，难以在野外等工况条件下长期、稳定运行，制造和维护成本高。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种微型燃气轮机联合循环系统，该循环系统能够更进一步地回收利用换热器排气中携带的能量，进而提高整个微型燃气轮机的效率，同时，该循环系统可同时解决SOFC发电余热和换热器排气余热的回收问题，将系统中各环节产出的热量循环利用，可提高整个系统的发电和回收效率，同时可集成设置，占用空间小，此外，该循环系统通过对太阳能的追踪，做到太阳能的高效利用，以提高系统发电效率，另外，解决现有换热器温度梯度大、易胀裂的问题。

本发明的技术解决方案是：一种微型燃气轮机联合循环系统，包括微型燃气轮机，所述联合循环系统还包括燃料电池系统，蒸汽发电系统，太阳能接收器中的至少一个；

所述微型燃气轮机，包括燃烧室105，换热器101、空压机102、特斯拉涡轮机100、启发一体式电机103，所述换热器101为多腔体式换热装置。

进一步的，所述多腔体式换热装置包括燃烧室105，换热器101、空压机102、特斯拉涡轮机100、启发一体式电机103，所述换热器为多腔体式换热装置，其包括至少两个换热单元，所述换热单元包括输入板和输出板，所述输入板和输出板的侧面通过扣合装置密封连接，所述一对相邻的输入板和输出板之间围成换热腔体。

进一步的，所述燃料电池系统，包括燃料电池，所述换热器的出口连接燃料电池进口用于为燃料电池提供燃烧气体，所述燃料电池尾气出口连接多级特斯拉涡轮机进口用于为多级特斯拉涡轮机提供做功气体。