[发明专利]氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统

权利要求书

1.一种氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于，包括：

氢气模块、空气模块以及氢燃料电池，

其中，所述氢气模块与所述氢燃料电池的阳极连通，

所述空气模块与所述氢燃料电池的阴极连通，

所述氢气模块具有氢气压缩机、阳极回热加热单元、蒸汽透平元以及蒸汽透平发电机，所述氢气压缩机、所述蒸汽透平以及所述蒸汽透平发电机依次通过轴连接，

所述空气模块具有依次通过轴连接的空气压缩机、燃气透平、燃气透平发电机，

所述氢燃料电池的阳极乏气通过所述阳极回热加热单元加热后进入所述蒸汽透平膨胀做功，所述蒸汽透平输出的功一部分驱动所述氢气压缩机提高氢气压力，另一部分驱动所述蒸汽透平发电机发电，

所述氢燃料电池的阴极乏气进入所述燃气透平膨胀做功，所述燃气透平输出的功一部分驱动所述空气压缩机提高空气压力，另一部分驱动所述燃气透平发电机发电。

2.根据权利要求1所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述阳极回热加热单元具有高温阳极回热加热器以及低温阳极回热加热器，

所述低温阳极回热加热器的氢气进口与所述氢气压缩机相连，所述低温阳极回热加热器的氢气出口与所述氢燃料电池的阳极入口相连，

所述高温阳极回热加热器的乏气入口与所述氢燃料电池的阳极出口相连，所述高温阳极回热加热器的乏气出口与所述低温阳极回热加热器的乏气入口相连，所述低温阳极回热加热器的乏气出口与所述蒸汽透平的入口相连。

3.根据权利要求2所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述空气模块还具有阴极回热加热器，

所述阴极回热加热器的空气进口与所述空气压缩机相连，所述阴极回热加热器的空气出口与所述高温阳极回热加热器的空气入口相连，

所述高温阳极回热加热器的空气出口与所述氢燃料电池的阴极入口相连，所述氢燃料电池的阴极出口与所述燃气透平的入口相连，所述燃气透平的出口与所述阴极回热加热器的乏气进口相连，所述阴极回热加热器的乏气出口用于将乏气排向下游。

4.根据权利要求1所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述氢气模块还具有凝汽器以及凝结水泵，

所述凝汽器的汽侧入口与所述蒸汽透平的出口相连，

所述凝汽器的汽侧出口与所述凝结水泵的入口相连，

所述凝结水泵的出口用于将凝结水排向下游。

5.根据权利要求4所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述氢气模块还具有氢气回收装置，

所述氢气回收装置与所述凝汽器相连通，用于回收未凝结的氢气。

6.根据权利要求1所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述氢燃料电池的数量至少为一台。

7.根据权利要求4所述的氢燃料电池与蒸汽透平和燃气透平耦合的发电系统，其特征在于：

其中，所述凝汽器的工作压力高于大气压。