基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统技术方案

本实用新型专利技术涉及基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统，属于分布式供能系统领域。该系统包括空气分离器、燃烧室、燃气轮机、VM循环热泵等部件。H2和O2分别在熔融碳酸盐燃料电池的阳极、阴极发生反应产生电能，同时，燃烧室内富氧燃烧产生的高温气体进入燃气轮机膨胀做功，并使发电机发电；再利用燃气轮机烟气驱动VM循环热泵，在夏季向用户供冷，在冬季向用户供热，并提供用户全年的生活热水负荷。本混合供能系统不仅可以保证系统电、冷、热用能的需求，而且具有发电效率高、燃料选择多样性、节能环保等特点。

【技术实现步骤摘要】
基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统
本技术属于分布式供能系统领域，尤其涉及基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统。
技术介绍
熔融碳酸盐燃料电池是一种以熔融碳酸盐为氧离子导体的高温燃料电池，通常被称为第二代燃料电池，工作温度在973-923K左右。与低温燃料电池相比，在熔融碳酸盐燃料电池的工作温度下，燃料(如天然气)可以直接在电池内部进行转化，既降低了成本，又提高了效率；其次，电池反应的高温余热可用于工业加工或锅炉循环；最后，燃料转化产生的CO不但不会使燃料电池电极催化剂中毒，反而可以成为熔融碳酸盐燃料电池的燃料。但是，熔融碳酸盐燃料电池有一个显著缺点，即需要向阴极不断地供应CO2。常规的做法是将阳极析出的CO2重新输送到阴极，但也增加了系统结构的复杂性。目前，由天然气驱动燃气轮机是最常见的热电转换装置，但是燃气轮机受卡诺循环限制和燃烧损失影响，系统发电效率仍有待提高。因此，考虑将常见的热电转换装置与熔融碳酸盐燃料电池相结合，既可以充分利用熔融碳酸盐燃料电池发电过程的原材料和产物，实现燃烧室内的富氧燃烧，又可以利用燃烧室产物中的CO2保证熔融碳酸盐燃料电池阴极的C本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统，其特征在于：它包括压气机、空气分离器、转化器、熔融碳酸盐燃料电池阳极、熔融碳酸盐燃料电池阴极、燃烧室、燃气轮机、发电机、VM循环热泵、换热器I、换热器II、换热器III；所述的VM循环热泵包括热腔、室温腔、冷腔；空气进入压气机进行压缩，然后将压缩后的空气通入空气分离器实现气体分离得到O2和N2，N2作为产品进行单独的收集，O2则通过输送管道一部分通入熔融碳酸盐燃料电池阴极，与此同时，燃料CH4在转化器内经过转化得到了H2并被通入至熔融碳酸盐燃料电池阳极，O2与H2则在熔融碳酸盐燃料电池内发生电化学反应进行发电；空气分离后得到的另一部分O2通过输送...

【技术特征摘要】
1.基于燃气轮机和熔融碳酸盐燃料电池的混合供能系统，其特征在于：它包括压气机、空气分离器、转化器、熔融碳酸盐燃料电池阳极、熔融碳酸盐燃料电池阴极、燃烧室、燃气轮机、发电机、VM循环热泵、换热器I、换热器II、换热器III；所述的VM循环热泵包括热腔、室温腔、冷腔；空气进入压气机进行压缩，然后将压缩后的空气通入空气分离器实现气体分离得到O2和N2，N2作为产品进行单独的收集，O2则通过输送管道一部分通入熔融碳酸盐燃料电池阴极，与此同时，燃料CH4在转化器内经过转化得到了H2并被通入至熔融碳酸盐燃料电池阳极，O2与H2则在熔融碳酸盐燃料电池内发生电化学反应进行发电；空气分离后得到的另一部分O2通过输送管道通入燃烧室，与未通入...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢英柏，仲凯，
申请(专利权)人：华北电力大学保定，
类型：新型
国别省市：河北,13