【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】混合發(fā)電系統(tǒng)
[0001]本專利技術(shù)涉及一種利用燃料電池堆和發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的混合發(fā)電系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]燃料電池通過利用氫氣和氧氣的反應(yīng)來產(chǎn)生電能。這種燃料電池在直接使用氫氣的情況下效率最高，但為此，將氫氣存儲(chǔ)罐直接設(shè)置在設(shè)置燃料電池的位置會(huì)導(dǎo)致在安全性方面存在很多問題。因此，目前通過重整碳?xì)淙剂蟻懋a(chǎn)生氫氣，并且將其用作燃料電池的燃料。
[0003]燃料電池比傳統(tǒng)火力發(fā)電效率更高，因此可以節(jié)省發(fā)電燃料，也可以進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)，并且由于可以使用天然氣、城市煤氣、甲醇、廢氣等多種燃料，從而被評價(jià)為可替代火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換裝置。另外，NOx和CO2排放量明顯低于燃煤發(fā)電，并且可以實(shí)現(xiàn)無污染運(yùn)行，因此還可以設(shè)置在市區(qū)內(nèi)或建筑物內(nèi)。
[0004]在燃料電池中，在高溫工作的固體氧化物燃料電池(SOFC)和熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)可以用作數(shù)十千瓦(kW)至兆瓦(MW)的大容量電力的分布式發(fā)電，并且有利于利用高溫的陽極廢氣或高溫的陰極廢氣來產(chǎn)生額外的電力。因此，近年來提出了一種燃料電池
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發(fā)動(dòng)機(jī)混合發(fā)電系統(tǒng)，其結(jié)合了從高溫的燃料電池排出的陽極廢氣與發(fā)電用發(fā)動(dòng)機(jī)。
[0005]然而，所述混合發(fā)電系統(tǒng)處于開發(fā)初期，未來需要進(jìn)一步研究開發(fā)以提高所述混合發(fā)電系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性、發(fā)電效率等。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]專利技術(shù)要解決的問題
[0007]本專利技術(shù)的一目的在于提供混合發(fā)電系統(tǒng)，其能夠提高工作穩(wěn)定性、發(fā)電效率等。
[0008]用于解決問題的手段>[0009]根據(jù)本專利技術(shù)的實(shí)施例的混合發(fā)電系統(tǒng)包括：燃料電池堆，用于產(chǎn)生電能并排出第一陽極廢氣；第一脫水器，通過氣液分離將所述第一陽極廢氣分離為第二陽極廢氣和冷凝水；第一熱交換器，通過所述第一陽極廢氣、所述第二陽極廢氣和冷卻介質(zhì)之間的熱交換來降低所述第一陽極廢氣的溫度，并將其提供給所述第一脫水器，還能夠提高所述第二陽極廢氣的溫度，并將其排出；以及發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，通過燃燒從所述第一熱交換器排出的所述第二陽極廢氣來產(chǎn)生電能。
[0010]在一實(shí)施例中，所述第一熱交換器可以接收從外部氣源供給的空氣作為所述冷卻介質(zhì)，通過熱交換提高所述空氣的溫度，并將其提供給所述燃料電池堆。
[0011]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括重整器，通過使用從所述第一脫水器供給的冷凝水來重整燃料氣體，并將重整的燃料氣體供給到所述燃料電池堆。
[0012]在一實(shí)施例中，所述第一熱交換器可包括：第一隔壁部，形成供所述第二陽極廢氣移動(dòng)的第一流動(dòng)路徑；第二隔壁部，圍繞所述第一流動(dòng)路徑，并形成供所述第一陽極廢氣移動(dòng)的第二流動(dòng)路徑；以及第三隔壁部，圍繞所述第二流動(dòng)路徑，并形成供所述冷卻介質(zhì)移動(dòng)
的第三流動(dòng)路徑。
[0013]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括用于將所述燃料電池堆容納在內(nèi)部的燃料電池殼體，在這種情況下，所述第一熱交換器和所述第一脫水器可以配置在所述燃料電池殼體的外部。
[0014]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括第二熱交換器，其通過高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣、第二陽極廢氣和空氣之間的熱交換，降低所述發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度，提高所述第二陽極廢氣和所述空氣的溫度，將被冷卻的所述廢氣向外部排出，并將升溫的所述第二陽極廢氣和所述空氣供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，其中，所述高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣由所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置排出，所述第二陽極廢氣由所述第一熱交換器供給，所述空氣由外部氣源供給。
[0015]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括第一閥門，其可以與下述排管連接：第一排管，供所述第二陽極廢氣從所述第一熱交換器排出，第二排管，用于向所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置或所述第二熱交換器供給所述第二陽極廢氣，以及第三排管，向外部排出口傳遞所述第二陽極廢氣；并且所述第一閥門可將從所述第一熱交換器排出的所述第二陽極廢氣供給到所述第二熱交換器，或者，向所述外部排出口排出。
[0016]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括：第二脫水器，從所述第一閥門接收所述第二陽極廢氣后，通過氣液分離將所述第二陽極廢氣分離為第三陽極廢氣和冷凝水，并將所述第三陽極廢氣供給到所述第二熱交換器；以及重整器，使用從所述第一和第二脫水器供給的冷凝水來重整燃料氣體，并將重整的燃料氣體供給到所述燃料電池堆。
[0017]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括第四閥門，其設(shè)置在第八排管，用于控制所述第八排管的打開和關(guān)閉，所述第八排管從用于將從所述第一熱交換器排出的空氣供給到所述燃料電池堆的排管分支，將所述空氣供給到所述第二熱交換器。
[0018]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括第三閥門，其與下述排管連接：第五排管，連接到外部氣源，第六排管，用于向所述第一熱交換器供給空氣，以及第七排管，用于向所述第二熱交換器供給空氣；并且所述第三閥門將從所述氣源供給的空氣供給到所述第一熱交換器或所述第二熱交換器。
[0019]在一實(shí)施例中，所述混合發(fā)電系統(tǒng)還可包括第二閥門，設(shè)置在第四排管，所述第四排管供從所述第一脫水器排出的所述第二陽極廢氣向所述第一熱交換器移動(dòng)。
[0020]專利技術(shù)效果
[0021]根據(jù)本專利技術(shù)的混合發(fā)電系統(tǒng)，從由燃料電池堆排出的陽極廢氣中回收冷凝水并供給到重整器，即使這樣，也能夠通過第一熱交換器加熱后并將其供給到發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，從而可以提高所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的發(fā)電性能和工作穩(wěn)定性。
[0022]另外，不僅能夠通過所述第一至第三閥門向所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置穩(wěn)定地供給陽極廢氣和空氣，還能夠在所述燃料電池堆或發(fā)動(dòng)機(jī)裝置發(fā)生異常時(shí)能夠迅速應(yīng)對。
附圖說明
[0023]圖1是用于說明本專利技術(shù)的一實(shí)施例的混合發(fā)電系統(tǒng)的圖。
[0024]圖2a是用于說明圖1所示的第一熱交換器的剖視圖，圖2b是沿圖2a所示的切割線A
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A'切割的剖視圖。
[0025]圖3是用于說明本專利技術(shù)的另一實(shí)施例的混合發(fā)電系統(tǒng)的圖。
[0026]圖4是用于說明本專利技術(shù)的又一實(shí)施例的混合發(fā)電系統(tǒng)的圖。
具體實(shí)施方式
[0027]以下，參照附圖，對本專利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)可以施加各種變更，也可以具有各種方式，因此附圖中示出特定實(shí)施例，并在本說明書中進(jìn)行詳細(xì)說明。然而，這并非將本專利技術(shù)的概念的實(shí)施例限定為特定的公開方式，而應(yīng)理解為包括本專利技術(shù)的思想及技術(shù)范圍中所包含的所有變更、等同物以及代替物。在說明每個(gè)附圖時(shí)，類似的附圖標(biāo)記用于類似的構(gòu)成要素。在附圖中，為了本專利技術(shù)的明確性，結(jié)構(gòu)物的尺寸被示為比實(shí)際尺寸大。
[0028]第一、第二等術(shù)語雖然可以用來說明各種構(gòu)成要素，但所述構(gòu)成要素不限定于所述術(shù)語。所述術(shù)語僅用于區(qū)分一個(gè)構(gòu)成要素與另一構(gòu)成要素。例如，在不脫離本專利技術(shù)概念的權(quán)利范圍的情況下，第一構(gòu)成要素可以命名為第二構(gòu)成要素，類似地，第二構(gòu)成要素也可以命名為第一構(gòu)成要素。
[0029]本說明書中所使用的術(shù)語，僅僅是為了說明特定的各實(shí)施例而使用的，并不是用來限定本
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
。只要未在上下文中明確定義為其他含義，單數(shù)表述應(yīng)包括復(fù)數(shù)表述。本說明書本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】1.一種混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：燃料電池堆，用于產(chǎn)生電能并排出第一陽極廢氣；第一脫水器，通過氣液分離將所述第一陽極廢氣分離為第二陽極廢氣和冷凝水；第一熱交換器，通過所述第一陽極廢氣、所述第二陽極廢氣和冷卻介質(zhì)之間的熱交換來降低所述第一陽極廢氣的溫度，并將所述第一陽極廢氣供給到所述第一脫水器，還能夠提高所述第二陽極廢氣的溫度，并將所述第二陽極廢氣排出；以及發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，通過燃燒從所述第一熱交換器排出的所述第二陽極廢氣來產(chǎn)生電能。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熱交換器接收從外部氣源供給的空氣作為所述冷卻介質(zhì)，通過熱交換提高所述空氣的溫度，并將所述空氣提供給所述燃料電池堆。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括重整器，所述重整器使用從所述第一脫水器供給的冷凝水來重整燃料氣體，并將重整的燃料氣體供給到所述燃料電池堆。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第一熱交換器包括：第一隔壁部，形成供所述第二陽極廢氣移動(dòng)的第一流動(dòng)路徑；第二隔壁部，圍繞所述第一流動(dòng)路徑，形成供所述第一陽極廢氣移動(dòng)的第二流動(dòng)路徑；以及第三隔壁部，圍繞所述第二流動(dòng)路徑，形成供所述冷卻介質(zhì)移動(dòng)的第三流動(dòng)路徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于將所述燃料電池堆容納在內(nèi)部的燃料電池殼體，所述第一熱交換器和所述第一脫水器配置在所述燃料電池殼體的外部。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二熱交換器，通過高溫的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣、所述第二陽極廢氣和空氣之間的熱交換，降低所述發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣的溫度，提高所述第二陽極廢氣和所述空氣的溫度，將被冷卻的所述廢氣向外部排出，將升溫的所述第二陽極廢氣和所述空氣供給到所述發(fā)動(dòng)機(jī)裝置，其中...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：樸鎮(zhèn)我，崔成皥，崔栽源，
申請(專利權(quán))人：美科電力有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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