一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109931161A(43)申请公布日2019.06.25(21)申请号201910285996.8H01M8/0612(2016.01)(22)申请日2019.04.10H01M8/0662(2016.01)H01M8/04298(2016.01)(71)申请人武汉福赛尔新能源科技有限公司地址430000湖北省武汉市东西湖区金银湖街环湖中路东、田园东路北A-1栋5层（11）(72)发明人雷运清彭琛(74)专利代理机构北京中北知识产权代理有限公司11253代理人李新昂(51)Int.Cl.F02C6/06(2006.01)F02C6/00(2006.01)F02C6/18(2006.01)F02C3/22(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置(57)摘要本发明公开了一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统及装置，包括水蒸气发生器、天然气降压系统、重整器、堆芯、热平衡器、燃烧室、燃气轮机、空气滤清器、第一热交换器和第二热交换器。本发明的有益效果是：本发明是将微型燃气轮机与SOFC系统作集成，利用电堆排出的高温阴极气体及阳极残留燃料再燃烧产生的高温联合燃气，流入燃气涡轮中膨胀做功，推动涡轮叶轮带动压气机给电堆阴极提供高压空气，同时带动共轴的发电机发电。燃气轮机排出的气体为电堆的热交换器进行热量交换，为电堆全系统的热平衡提供热能，增加的电能及取消空压机节约的电能大约提升SOFC燃料电能转换效率15％以上，同时降低了电堆的排放气体温度。CN109931161ACN109931161A权利要求书1/1页1.一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电装置，其特征在于：包括重整器(3)，所述重整器(3)通过管道连接水蒸气发生器(1)和天然气降压系统(2)，所述重整器(3)的一端通过管道连接第一热交换器(9)，且所述重整器(3)的另一端通过管道连接第二热交换器(10)；所述重整器(3)通过管道连接热平衡器(5)，且所述热平衡器(5)通过管道连接堆芯(4)，且所述热平衡器(5)的另一端通过管道连接第一热交换器(9)；所述堆芯(4)的一端通过管道连接燃烧室(6)，且所述燃烧室(6)的一端连接燃气轮机(7)，且所述燃气轮机(7)与燃烧室(6)连接处通过管道连接第一热交换器(9)；所述燃气轮机(7)的另一端通过管道连接第二热交换器(10)，且所述燃气轮机(7)的一端安装空气滤清器(8)。2.根据权利要求1所述的一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电装置，其特征在于：所述热平衡器(5)与堆芯(4)之间通过双管道连接。3.一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统，其特征在于：包括主外壳体(4h)，所述主外壳体(4h)的一端固定有固定端外壳体(4i)，所述固定端外壳体(4i)与所述主外壳体(4h)之间通过第二壳体连接螺栓(4K)进行连接，且所述固定端外壳体(4i)上设有燃料进气法兰(4j)；所述主外壳体(4h)的同一端对称设有空气进气法兰(4m)和空气出气法兰(4l)；所述主外壳体(4h)背离所述固定端外壳体(4i)的一端设有浮头端外壳体(4a)，所述浮头端外壳体(4a)与所述主外壳体(4h)之间通过第一壳体连接螺栓(4f)进行连接；所述浮头端外壳体(4a)的内部设有固定于堆芯主体(4e)的浮头(4b)；所述浮头(4b)与所述堆芯主体(4e)之间通过所述浮头连接螺栓(4g)进行连接；且所述浮头(4b)上设有波纹连接管(4d)，且所述波纹连接管(4d)的端部设有燃料出气法兰(4c)。4.根据权利要求3所述的一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统，其特征在于：所述浮头端外壳体(4a)与所述浮头(4b)均为中空半球形结构；所述浮头端外壳体(4a)与所述浮头(4b)之间存有间隙，且所述浮头(4b)位于浮头端外壳体(4a)的内部；所述浮头(4b)与波纹连接管(4d)之间连通，且所述波纹连接管(4d)贯穿浮头端外壳体(4a)。5.根据权利要求3所述的一种微管式固体氧化物燃料电池的联合发电系统，其特征在于：还包括燃料室壳体(6d)，所述燃料室壳体(6d)上设有花火塞(6c)，且所述燃料室壳体(6d)上设有第一空气入口(6a)和燃料入口(6b)；所述燃料室壳体(6d)的底端设有第一卡箍，所述燃料室壳体(6d)的底端连接涡轮(7b)，且所述涡轮(7b)的一端设有尾气出口(7a)；所述涡轮(7b)背离尾气出口(7a)的一端设有第二卡箍(7c)、第一空气轴承(7d)和空气轴承排气口(7e)；所述涡轮(7b)上设有发电机输出接口(7k)，所述涡轮上(7b)设有第二空气轴承(7f)，且所述第二空气轴承(7f)的一端设有泵轮(7