高效低振噪燃料电池发电系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高效低振噪燃料电池发电系统，包括燃料供应模块，空气供应模块，发电模块和能量回收利用模块；本发明专利技术增设热能回收利用模块，回收所述发电模块的阳极尾气预热燃气或返回燃烧室；回收所述发电模块的阴极尾气预热空气并返回燃烧室；回收燃烧后的尾气预热燃气，利用其热量加热液态水生成水蒸气，部分水蒸气驱动蒸汽涡轮泵抽送并预热空气，部分驱动水蒸气射流泵，驱动阳极尾气循环。本发明专利技术将系统剩余热量通过水蒸气将热能转化为机械能，利用水蒸气射流泵驱动阳极尾气循环，利用蒸汽涡轮泵驱动阴极空气的供应，极大降低系统寄生功率，提高燃料利用率和净发电效率，减少系统运动部件，降低系统振动和噪声，提高系统可靠性。

【技术实现步骤摘要】
高效低振噪燃料电池发电系统
本专利技术涉及固体氧化物燃料电池
，尤其涉及一种高效低振噪燃料电池发电系统。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SOFC)是一种清洁高效的发电装置，由于其高温以及发电效率不受其规模限制的特点，将其应用于分布式发电可极大地提高能源利用效率。目前以SOFC为主体的分布式热电联供系统主要针对家庭用户，规模在几百瓦至数千瓦之间，这种直接面向终端用户的用能方式在促进化石能源高效清洁利用的同时，也将产生巨大的社会经济效益。由于SOFC区别于其他种类的燃料电池发电方式，具有较高的燃料适应性，可直接使用天然气、甲醇等碳氢燃料；其次，SOFC可在一定温度区间内运行；同时，可与其他辅助设备的连接形成不同的循环方式，这些都会对以SOFC为主体的分布式热电联供系统(SOFC-CHP)的性能产生影响。因此，采用系统模拟的方式，明确诸如燃料种类、燃料流量、电堆温度等关键运行参数对电堆及系统性能的影响，对于SOFC-CHP的系统设计及运行参数的选择，具有十分重要的意义。如何充分利用燃料电池自身在发电过程中产生的热量，降低系统寄生本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，包括燃料供应模块，空气供应模块，发电模块和能量回收利用模块；/n燃气经所述燃料供应模块进行重整、预热后进入所述发电模块；/n空气经所述空气供应模块预热后进入所述发电模块；/n所述发电模块包括若干高温燃料电池堆，发生电化学反应后生成的阳极气体和阴极气体，在燃烧室内燃烧排出高温尾气；/n所述能量回收利用模块回收所述发电模块的阳极尾气预热燃气或返回燃烧室；回收所述发电模块的阴极尾气预热空气并返回燃烧室；回收燃烧后的尾气预热燃气。/n

【技术特征摘要】
1.一种高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，包括燃料供应模块，空气供应模块，发电模块和能量回收利用模块；
燃气经所述燃料供应模块进行重整、预热后进入所述发电模块；
空气经所述空气供应模块预热后进入所述发电模块；
所述发电模块包括若干高温燃料电池堆，发生电化学反应后生成的阳极气体和阴极气体，在燃烧室内燃烧排出高温尾气；
所述能量回收利用模块回收所述发电模块的阳极尾气预热燃气或返回燃烧室；回收所述发电模块的阴极尾气预热空气并返回燃烧室；回收燃烧后的尾气预热燃气。


2.根据权利要求1所述的高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，所述能量回收利用模块回收燃烧后的尾气，利用其热量加热液态水生成水蒸气，水蒸气驱动蒸汽涡轮泵输入并预热空气或驱动水蒸气射流泵，驱动阳极尾气循环。


3.根据权利要求1或2所述的高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料供应模块包括燃料一级换热器、重整器以及燃料二级换热器；
燃料经所述燃料一级换热器预热升温，进入所述重整器发生重整反应，反应生成的重整气经由所述燃料二级换热器再次预热进入发电模块的阳极；
所述燃料一级换热器冷工质为输入的燃料，热工质为燃烧后的尾气；
所述燃料二级换热器冷工质为重整器生成的重整气，热工质为阳极尾气。


4.根据权利要求3所述的高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，所述空气供应模块包括空气一级换热器和空气二级换热器；空气经所述空气一级换热器和空气二级换热器分别预热后进入发电模块的阴极；
所述空气一级换热器冷工质为输入的空气，热工质为水蒸气；所述空气二级换热器冷工质为所述空气一级换热器出口排出空气，热工质为阴极尾气。


5.根据权利要求4所述的高效低振噪燃料电池发电系统，其特征在于，所述能量回收利用模块包括水...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱建忠，韩敏芳，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11