【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多联产供能，尤其是一种基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统及运行方法。
技术介绍
1、固体氧化物燃料电池(sofc)可通过电化学反应将燃料的化学能直接转化为电能，产物只有二氧化碳和水，具有高效、清洁、稳定的特点。因其高效的发电特性，sofc已成为极具潜力的下一代发电技术。由于sofc的工作温度通常在800～1000℃，其高温尾气中含有未反应的燃料气。为了充分利用高温尾气，可采用燃烧的方式，将燃烧产生的高温燃气用于驱动涡轮机发电以及sofc燃料预热，形成sofc复合式系统。
2、现有的sofc复合式系统中，涡轮机尾气(乏气)通常可用于驱动吸收式制冷循环、凯琳娜循环或有机朗肯循环，用于产生额外冷能或电能。然而，上述的尾气利用方式往往功能单一，所输出的冷量或电量完全由驱动热源决定，在实际使用中无法匹配用户的变负荷需求。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供一种基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统及运行方法，以实现sofc余热的梯级利用和系统灵活运行，更好地匹配用户负荷多样性和时变性特征。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统，包括供气单元，sofc电堆，燃气轮机单元和吸收式冷功单元；
4、所述供气单元包括燃料管路和空气管路，所述燃料管路用于将燃料气经燃料压缩机、换热器一引入sofc电堆的阳极入口，所述空气管路用于将空气经空气压缩机、换热器二引入sofc电堆
5、所述燃气轮机单元包括后燃烧室、涡轮机一和与其动力传动的发电机一，所述sofc电堆的阳极出口和阴极出口分别与所述后燃烧室的入口连接，所述后燃烧室的出口与所述涡轮机一的入口连接，涡轮机一的出口依次经所述换热器一、换热器二与吸收式冷功单元的溶液循环连接，从而利用涡轮机一的乏气余热依次为燃料气、空气及溶液浓缩供热，实现余热梯级利用；
6、所述吸收式冷功单元包括所述溶液循环、发电支路和制冷支路，所述溶液循环中的吸收器设有用户负载，以用于吸收器吸收蒸汽过程产生的热量实现对用户供热；所述制冷支路和发电支路的冷剂蒸汽入口通过三通阀与所述溶液循环输出的高温高压冷剂蒸汽连接，通过调节所述三通阀控制进入发电支路和制冷支路的冷剂蒸汽量，以调节吸收式冷功单元的发电量和制冷量，实现吸收式冷功单元供能模式的切换。
7、进一步技术方案为：
8、所述溶液循环的结构包括高压发生器、换热器三、低压发生器、换热器四和所述吸收器；
9、所述高压发生器气体入口与换热器二气体出口连接；
10、所述高压发生器的溶液出口依次通过所述换热器三、膨胀阀一、低压发生器、换热器四、膨胀阀二与吸收器的溶液入口相连；
11、所述吸收器的溶液出口通过溶液泵依次经过所述换热器四、换热器三与所述高压发生器的溶液入口相连；
12、所述低压发生器的冷剂蒸汽入口通过所述三通阀的第一端与所述高压发生器的冷剂蒸汽出口相连，低压发生器的冷剂蒸汽出口与所述制冷支路相连；
13、所述发电支路的结构包括涡轮机二和与其动力传动的发电机二，所述涡轮机二的入口通过所述三通阀的第二端与所述高压发生器的冷剂蒸汽出口相连，涡轮机二的出口与吸收器相连。
14、所述制冷支路的结构包括冷凝器、蒸发器，所述低压发生器的第一冷剂蒸汽出口通过膨胀阀三与所述冷凝器第一冷剂入口相连，低压发生器的第二冷剂蒸汽出口通过管路与冷凝器第二冷剂入口相连，冷凝器冷剂出口通过膨胀阀四与蒸发器冷剂入口相连，蒸发器冷剂出口与所述吸收器连接。
15、所述高压发生器气体出口与换热器五连接，换热器五的冷侧为用户负载。
16、所述sofc电堆的阳极出口与所述后燃烧室入口相连的管路上设有汽水分离器，燃料压缩机与换热器一相连的管路上设有混合器，所述汽水分离器的水侧出口与所述混合器相连。
17、所述吸收式冷功单元的溶液循环采用的溶液为溴化锂水溶液，制冷支路中的冷剂为溴化锂水溶液蒸发出的水蒸气。
18、一种所述的基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统的运行方法，包括：
19、启动供气单元、sofc电堆和燃气轮机单元：
20、启动吸收式冷功单元，进行热电联供：启动溶液循环，调节三通阀使溶液循环输出的高温高压冷剂蒸汽全部进入发电支路，即使发电支路运行、制冷支路不运行，发电支路将所述高温高压冷剂蒸汽的动能转化为电能；同时通过吸收器将吸收过程产生的余热供给用户负载，以对用户供热；
21、或者，启动吸收式冷功单元，进行制冷：启动溶液循环，调节三通阀使溶液循环输出的高温高压冷剂蒸汽全部进入制冷支路，即使发电支路不运行、制冷支路运行，制冷支路利用所述冷剂蒸汽的相变实现制冷；
22、或者，启动吸收式冷功单元，进行冷电联供：启动溶液循环，调节三通阀使使溶液循环输出的高温高压冷剂蒸汽一部分进入制冷支路，利用冷剂蒸汽的相变实现制冷，另一部分进入发电支路，将冷剂蒸汽的动能转化为电能。
23、所述运行方法还包括：
24、将涡轮机一输出的、被所述吸收式冷功单元的溶液循环利用过余热后的乏气继续输入到换热器五中，通过换热器五将乏气的剩余余热为用户负载供热，从而在所述冷电联供的基础上，实现冷热电联供。
25、本专利技术的有益效果如下：
26、本专利技术通过后燃烧室将sofc电堆的尾气燃烧，形成的高温燃气依次进入涡轮机一、换热器一、换热器二及吸收式冷功单元的溶液循环(高压发生器)，实现了sofc电堆余热的梯级利用，提升能源利用效率。
27、本专利技术的吸收式冷功单元的发电支路和制冷支路“并联布置”，通过三通阀调节，可以实现制冷量和发电量的灵活调节，实现多种功能模式，更好地匹配用户负荷多样性和时变性特征。
28、本专利技术在尾气余热利用的末端设置换热器五，利用乏气的剩余余热为用户负载供热，从而在冷电联供的基础上，实现冷热电联供，或在制冷模式基础上，实现冷热联供。换热器五使得排放的尾气温度更低，进一步提供了系统效率。
29、本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者通过实施本专利技术而了解。
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1.一种基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，包括供气单元(1)，SOFC电堆(2)，燃气轮机单元(3)和吸收式冷功单元(4)；
2.根据权利要求1所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述溶液循环的结构包括高压发生器(401)、换热器三(408)、低压发生器(402)、换热器四(407)和所述吸收器(406)；
3.根据权利要求2所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述制冷支路的结构包括冷凝器(403)、蒸发器(405)，所述低压发生器(402)的第一冷剂蒸汽出口通过膨胀阀三(413)与所述冷凝器(403)第一冷剂入口相连，低压发生器(402)的第二冷剂蒸汽出口通过管路与所述冷凝器(403)第二冷剂入口相连，冷凝器(403)冷剂出口通过膨胀阀四(404)与蒸发器(405)冷剂入口相连，蒸发器(405)冷剂出口与所述吸收器(406)连接。
4.根据权利要求2所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述高压发生器(401)气体出口与换热器五(414)连接，换热器五(
5.根据权利要求1所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述SOFC电堆(2)的阳极出口与所述后燃烧室(31)入口相连的管路上设有汽水分离器(34)，燃料压缩机(14)与换热器一(11)相连的管路上设有混合器(13)，所述汽水分离器(34)的水侧出口与所述混合器(13)相连。
6.根据权利要求1所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述吸收式冷功单元(4)的溶液循环采用的溶液为溴化锂水溶液，制冷支路中的冷剂为溴化锂水溶液蒸发出的水蒸气。
7.一种如权利要求1-6任一项所述的基于SOFC及吸收式冷功循环的多联产系统的运行方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的运行方法，其特征在于，还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，包括供气单元(1)，sofc电堆(2)，燃气轮机单元(3)和吸收式冷功单元(4)；
2.根据权利要求1所述的基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述溶液循环的结构包括高压发生器(401)、换热器三(408)、低压发生器(402)、换热器四(407)和所述吸收器(406)；
3.根据权利要求2所述的基于sofc及吸收式冷功循环的多联产系统，其特征在于，所述制冷支路的结构包括冷凝器(403)、蒸发器(405)，所述低压发生器(402)的第一冷剂蒸汽出口通过膨胀阀三(413)与所述冷凝器(403)第一冷剂入口相连，低压发生器(402)的第二冷剂蒸汽出口通过管路与所述冷凝器(403)第二冷剂入口相连，冷凝器(403)冷剂出口通过膨胀阀四(404)与蒸发器(405)冷剂入口相连，蒸发器(405)冷剂出口与所述吸收器(406)连接。
4.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙立，马振西，朱发海，郑法，董辉，刘清，
申请(专利权)人：江苏宇石能源集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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