【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于复合发电领域，尤其是涉及一种可用于海水淡化的组合供电系统。
技术介绍
1、目前，我国的能源政策主要集中在多元化能源供应、减少对化石燃料的依赖、提高能源效率和推动清洁能源的发展。近年来，政府积极推动太阳能、风能、水能和核能等可再生能源的开发，同时也在探索和利用新型能源技术。燃料电池是一种高效、环保的电力生成技术，它通过化学反应直接将燃料的化学能转化为电能，过程中零污染。其关键优势包括高效率、低排放和能够使用多种燃料，如氢气、天然气和生物质燃料以及应用广泛等。燃气轮机则是一种传统的发电装置，它通过燃料产生高速气流，推动涡轮转动，从而驱动发电机产生电力。燃气轮机相比于蒸汽轮机以其高效率、快速启动和灵活调节能力而更受重视。但是，现有技术中的实际运行时的发电方式较为单一，燃气轮机、燃料电池发电在各自工作过程中存在很大的能源损失。
2、其次，我国存在较长的海岸线以及许多外岛。随着国家对环境保护和可持续发展的重视，以及技术的不断进步和成本的降低，海边化石能源发电方式正在逐步面临淘汰，因为其不但发电效率差、能源利用率低，还会造成附近海域海水污染；进一步加剧水资源的短缺，同事也会衍生出电厂关停、职工下岗等社会问题。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术的目的旨在提供一种发电效率高、能源利用率高的可用于海水淡化的组合供电系统。
2、技术方案：本专利技术所述的基于组合供电方式的多级蒸馏海水淡化系统，包括燃料电池供应模块以及与之连接的多级蒸馏海水淡化模块，燃料电
3、其中，还包括燃气涡轮发电机模块、热交换器模块；燃气涡轮发电机模块通过涡轮机与热交换模块相耦合，涡轮机自身做功产生功率进行一次发电，并通过连接热交换模块进行加热空气的加热，热交换模块通过连接燃料电池供应模块，将加热后的空气输出至燃料电池供应模块固体氧化物燃料电池的阴极，固体氧化物燃料电池的阳极通过管道输入燃料，固体氧化物燃料电池输出端连接燃烧室进行缺氧燃烧发电，未能充分燃烧的产物通过连接涡轮机进行再次燃烧做功，燃烧室通过连接锅炉进行热量的输送。
4、其中，所述锅炉输出端连接第一级蒸发器输送热量，进料海水罐连通第一级蒸发器输送海水，第一级蒸发器蒸发后的预热和浓海水通过管道输送给第二级蒸发器，第二级蒸发器连通进料海水罐蒸发海水，第二级蒸发器输出端连通第二抽水泵输出浓海水。
5、其中，所述凝气器输入端通过第六截止阀连通进料海水罐，第二级蒸发器输出端还将多余的热量输送给凝气器实现海水的预热，凝气器输出端分别通过第四截止阀、第五截止阀分别连通第二级蒸发器、第一级蒸发器输送海水。
6、其中，所述第一级蒸发器、第二级蒸发器输出端通过第二截止阀、第三截止阀连通第一抽水泵，第一抽水泵输出端连接淡水罐，第一抽水泵另一输出端经还通过第七截止阀与锅炉相连。
7、其中，所述涡轮机一端通过连接压缩机输入预设压强值的空气，涡轮机通过自身废气预热该空气并通过连接空气预热器进行再预热，空气预热器输出端连接空气再加热器将最终加热后的空气输入至固体氧化物燃料电池的阴极；燃料通过管道输入至喷射器，喷射器将基础碳氢化合物燃料输出至两段重整反应器中进行转化，转化后的产物输入至固体氧化物燃料电池的阳极入口。
8、其中，所述燃烧室输入端连接固体氧化物燃料电池的两级进行缺氧燃烧发电，燃烧室输出端将高热产物输出至空气再加热器内进行下一次空气的最终加热，热交换后冷却的产物通过连接涡轮机传入其内进行再燃烧。
9、其中，所述涡轮机通过连接压缩机和排气装置对其进行电驱动，多余的功率输出个发电机进行电能的存蓄；所述涡轮机燃烧后产生的气体通过连接气体冷却器(5)进行冷却，气体冷却器连接排气装置将冷却后的气体排入大气中。
10、其中，所述压缩机的气压增加幅度为2.0-2.2mpa。
11、其中，所述排气装置排气口的气压增加幅度为1.3-1.4mpa。
12、有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著的进步：
13、(1)本专利技术在实现组合式发电的同时，将发电装置中的多余热量分配给海水淡化模块，通过高效回收燃料电池发电过程的高品位余热驱动热机发电和海水淡化，促进了沿海和离岛的化石能源转型升级，并且同时也满足当地生产生活所需的淡水供应，避免了资源浪费，进一步提高发电效率。
14、(2)本专利技术能够应用于既需要可持续能源解决方案又面临淡水资源短缺的沿海与离岛地区；通过回收和利用燃料电池和燃气轮机产生的热量，显著提高整个系统的能源效率，使用这些系统的剩余热量进行淡化也可以减少对传统化石燃料的依赖，从而降低碳排放和环境污染；通过长期使用来看，结合此类系统能够持续的降低电厂水厂的运营成本。
15、(3)本专利技术在现有的火力发电厂的基础上直接改造而成，在现有单一涡轮机发电的基础上设置固体燃料电池，涡轮机产生的预热用于固体燃料电池阴极所需要的高压气体，固体燃料电池燃烧发电后为充分燃烧的燃料在加热高压气体的同时，还能够在涡轮机中进行再次燃烧发电，从而提高发电效率；其次，锅炉多余的热量能够用于多级蒸发器进行蒸馏和冷凝，提高能源的利用效率以及蒸馏水的纯度。
16、(4)本专利技术的燃料电池中使用的燃料来源广泛，可由甲醇、柴油、瓦斯、煤矿甲烷、丙烷及工业废水处理厂产生的含氧有机气体等提供用于燃烧发电，具有较强的适用性及较低的运行成本。
17、(5)本专利技术克服现有的燃料电池发电厂和火力发电厂的弊端，在节能环保的同时实现能源的高效利用，而且还能通过对压缩机和排气装置的压力的合理控制，提高发电的整体效率。
18、(6)本专利技术能够对固体氧化物燃料电池出口处未充分燃烧的气体混合物潜能进行充分利用，从而促进能源利用效率的提升，提高发电效率。
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1.一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，包括燃料电池供应模块以及与之连接的多级蒸馏海水淡化模块，燃料电池供应模块燃烧室(12)输出端连接多级蒸馏海水淡化模块中的锅炉(13)，多级蒸馏海水淡化模块还包括与锅炉(13)串联的至少两级蒸发器以及凝气器(16)，每个蒸发器输出连接淡水罐(20)，蒸馏产生的蒸汽输入凝气器(16)冷凝成淡水输入至淡水罐(20)，凝气器(16)输出端还分别连通蒸发器用于输送海水，凝气器(16)输入端还连接进料海水罐(26)；蒸发器蒸发过程中的浓海水按串联顺序进行多次蒸发，末端的蒸发器通过第二抽水泵(21)输出浓海水。
2.根据权利要求1所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，还包括燃气涡轮发电机模块、热交换器模块；燃气涡轮发电机模块通过涡轮机(3)与热交换模块相耦合，涡轮机(3)自身做功产生功率进行一次发电，并通过连接热交换模块进行加热空气的加热，热交换模块通过连接燃料电池供应模块，将加热后的空气输出至燃料电池供应模块固体氧化物燃料电池(11)的阴极，固体氧化物燃料电池(11)的阳极通过管道输入燃料，固体氧化物燃料电池(11)
3.根据权利要求1所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述锅炉(13)输出端连接第一级蒸发器(14)输送热量，进料海水罐(26)连通第一级蒸发器(14)输送海水，第一级蒸发器(14)蒸发后的预热和浓海水通过管道输送给第二级蒸发器(15)，第二级蒸发器(15)连通进料海水罐(26)蒸发海水，第二级蒸发器(15)输出端连通第二抽水泵(21)输出浓海水。
4.根据权利要求3所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述凝气器(16)输入端通过第六截止阀(25)连通进料海水罐(26)，第二级蒸发器(15)输出端还将多余的热量输送给凝气器(16)实现海水的预热，凝气器(16)输出端分别通过第四截止阀(23)、第五截止阀(24)分别连通第二级蒸发器(15)、第一级蒸发器(14)输送海水。
5.根据权利要求4所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述第一级蒸发器(14)、第二级蒸发器(15)输出端通过第二截止阀(17)、第三截止阀(18)连通第一抽水泵(19)，第一抽水泵(19)输出端连接淡水罐(20)，第一抽水泵(19)另一输出端经还通过第七截止阀(27)与锅炉(13)相连。
6.根据权利要求2所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述涡轮机(3)一端通过连接压缩机(2)输入预设压强值的空气，涡轮机(3)通过自身废气预热该空气并通过连接空气预热器(6)进行再预热，空气预热器(6)输出端连接空气再加热器(7)将最终加热后的空气输入至固体氧化物燃料电池(11)的阴极；燃料通过管道(8)输入至喷射器(9)，喷射器(9)将基础碳氢化合物燃料输出至两段重整反应器(10)中进行转化，转化后的产物输入至固体氧化物燃料电池(11)的阳极入口。
7.根据权利要求6所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述燃烧室(12)输入端连接固体氧化物燃料电池(11)的两级进行缺氧燃烧发电，燃烧室(12)输出端将高热产物输出至空气再加热器(7)内进行下一次空气的最终加热，热交换后冷却的产物通过连接涡轮机(3)传入其内进行再燃烧。
8.根据权利要求7所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述涡轮机(3)通过连接压缩机(2)和排气装置(4)对其进行电驱动，多余的功率输出个发电机(1)进行电能的存蓄；所述涡轮机(3)燃烧后产生的气体通过连接气体冷却器(5)进行冷却，气体冷却器(5)连接排气装置(4)将冷却后的气体排入大气中。
9.根据权利要求8所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述压缩机(2)的气压增加幅度为2.0-2.2MPa。
10.根据权利要求8所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述排气装置(4)排气口的气压增加幅度为1.3-1.4MPa。
...【技术特征摘要】
1.一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，包括燃料电池供应模块以及与之连接的多级蒸馏海水淡化模块，燃料电池供应模块燃烧室(12)输出端连接多级蒸馏海水淡化模块中的锅炉(13)，多级蒸馏海水淡化模块还包括与锅炉(13)串联的至少两级蒸发器以及凝气器(16)，每个蒸发器输出连接淡水罐(20)，蒸馏产生的蒸汽输入凝气器(16)冷凝成淡水输入至淡水罐(20)，凝气器(16)输出端还分别连通蒸发器用于输送海水，凝气器(16)输入端还连接进料海水罐(26)；蒸发器蒸发过程中的浓海水按串联顺序进行多次蒸发，末端的蒸发器通过第二抽水泵(21)输出浓海水。
2.根据权利要求1所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，还包括燃气涡轮发电机模块、热交换器模块；燃气涡轮发电机模块通过涡轮机(3)与热交换模块相耦合，涡轮机(3)自身做功产生功率进行一次发电，并通过连接热交换模块进行加热空气的加热，热交换模块通过连接燃料电池供应模块，将加热后的空气输出至燃料电池供应模块固体氧化物燃料电池(11)的阴极，固体氧化物燃料电池(11)的阳极通过管道输入燃料，固体氧化物燃料电池(11)输出端连接燃烧室(12)进行缺氧燃烧发电，未能充分燃烧的产物通过连接涡轮机(3)进行再次燃烧做功，燃烧室(12)通过连接锅炉(13)进行热量的输送。
3.根据权利要求1所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述锅炉(13)输出端连接第一级蒸发器(14)输送热量，进料海水罐(26)连通第一级蒸发器(14)输送海水，第一级蒸发器(14)蒸发后的预热和浓海水通过管道输送给第二级蒸发器(15)，第二级蒸发器(15)连通进料海水罐(26)蒸发海水，第二级蒸发器(15)输出端连通第二抽水泵(21)输出浓海水。
4.根据权利要求3所述的一种可用于海水淡化的组合供电系统，其特征在于，所述凝气器(16)输入端通过第六截止阀(25)连通进料海水罐(26)，第二级蒸发器(15)输出端还将多余的热量输送给凝气器(16)实现海水的预热，凝气器(16)输出端分别通过第四截止阀(23)...
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