Power cycle system of the present invention relates to a hydrogen gas and hydrogen fuel cell combination, including hydrogen fuel cell and combustion chamber, hydrogen source is divided into two branches are respectively connected to the hydrogen fuel cell and combustion chamber; the compressor to provide compressed air is divided into two branches are respectively connected to the hydrogen fuel cell and a combustion chamber, a compressor driven by an electric motor exhaust pipe; confluence of hydrogen fuel cell and the combustion chamber is connected to the turbine, the turbine generator with coaxial connection power. The system works in three modes of operation: when the system needs to efficiently output part of the power, the hydrogen fuel cell is used to operate separately. When the system needs to output large power in a short time, the hydrogen gas turbine is used to operate separately. When the system requires full power output, a hydrogen fuel cell and hydrogen gas turbine combined operation model are used.
【技术实现步骤摘要】
一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统
本专利技术属于氢气燃料综合利用组合循环系统
,特别涉及一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统。
技术介绍
燃气轮机运动部件少,结构简单紧凑,可以燃烧多种燃料,燃料消耗率低,效率高。而氢气因其高热值、零污染及来源广泛等特性,成为燃气轮机理想的替代燃料。氢燃气轮机中,氢气与压缩空气反应,产生高温混合气体,通过涡轮对外输出机械功。而且氢气的质量能量密度很高,使得氢燃气轮机具有较高的能量密度。质子交换膜燃料电池具有能量转化效率高、排放物无污染等特点,是目前燃料电池汽车中的理想动力形式之一,但是其功率密度较低。在汽车动力及其他类似工程机械装备中,需要满足较宽的功率范围需求。无论是氢燃气轮机还是氢燃料电池都无法同时满足循环效率高和功率密度大这两大需求:单纯使用氢燃气轮机,虽然能量密度比较高,但是在部分功率状态下,能量转换效率较低;单纯使用氢燃料电池,虽然环保性好、效率高,但是在体积受限制的场合下,最大功率无法满足需求。
技术实现思路
针对现有技术不足,本专利技术提供了一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统。一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统,包括氢燃料电池6和燃烧室8,氢气源分两支路分别连接至氢燃料电池6和燃烧室8;压气机3提供的压缩空气分两支路分别连接至氢燃料电池6和燃烧室8,压气机3由电动机驱动;氢燃料电池6和燃烧室8的排气管路汇合后连接至涡轮10,涡轮10与发电机11连接进行发电;通过阀门控制相应支路的连通与断路。一种实施方式中,氢气存储系统5的氢气出口与B阀门7的入口连接,B阀门7的第一出口 ...
【技术保护点】
一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统,包括氢燃料电池(6)和燃烧室(8),其特征在于,氢气源分两支路分别连接至氢燃料电池(6)和燃烧室(8);压气机(3)提供的压缩空气分两支路分别连接至氢燃料电池(6)和燃烧室(8),压气机(3)由电动机驱动;氢燃料电池(6)和燃烧室(8)的排气管路汇合后连接至涡轮(10),涡轮(10)与发电机(11)连接进行发电;通过阀门控制相应支路的连通与断路。
【技术特征摘要】
1.一种氢燃气轮机和氢燃料电池组合的动力循环系统,包括氢燃料电池(6)和燃烧室(8),其特征在于,氢气源分两支路分别连接至氢燃料电池(6)和燃烧室(8);压气机(3)提供的压缩空气分两支路分别连接至氢燃料电池(6)和燃烧室(8),压气机(3)由电动机驱动;氢燃料电池(6)和燃烧室(8)的排气管路汇合后连接至涡轮(10),涡轮(10)与发电机(11)连接进行发电;通过阀门控制相应支路的连通与断路。2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,氢气存储系统(5)的氢气出口与B阀门(7)的入口连接,B阀门(7)的第一出口连接至氢燃料电池(6)的氢气入口,B阀门(7)的第二出口连接至燃烧室(8)的氢气入口;压气机(3)的入口连通至大气,压气机(3)的出口与A阀门(4)的入口连接,A阀门(4)的第一出口连接至氢燃料电池(6)的空气入口,A阀门(4)的第二出口连接至燃烧室(8)的空气入口;压气机(3)与电动机连接;氢燃料电池(6)的气体出口与C阀门(9)的第一入口连接,燃烧室(8)的气体出口与C阀门(9)的第二入口连接,C阀门(9)的出口连接至涡轮(10)的入口,涡轮(10)与发电机(11)连接。3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述A阀门(4)的第二出口与高压压气机(2)的入口连接,高压压气机(2)的出口连接至燃烧室(8)的空气入口,高压压气机(2)与电动机连接。4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,压气机(3)、高压压气机(2)、电动机顺次连接。5.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:张扬军,金宇智,钱煜平,诸葛伟林,
申请(专利权)人:清华大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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