申请/专利权人：天津大学

申请日：2020-12-22

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN112542602B

主分类号：H01M8/12

分类号：H01M8/12;H01M8/04007;H01M8/04014;H01M8/04701

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2021.04.09#实质审查的生效;2021.03.23#公开

摘要：本发明公开了一种热电比可调的SOFC热电联供系统，包括固体氧化物燃料电池发电系统、余热回收换热器、热水型吸收式热泵以及烟气调控装置；固体氧化物燃料电池发电系统包括固体氧化物燃料电池、空气预热器、燃料预热器和水预热器；固体氧化物燃料电池发电系统用于进行电化学反应和未完全反应气体燃烧，对外输出电能并产生高温烟气；烟气流动控制系统用于调节固体氧化物燃料电池发电系统产生的高温烟气流过余热回收换热器、空气预热器、燃料预热器、水预热器的先后顺序，进而改变固体氧化物燃料电池的发电量和热水型吸收式热泵的供热量比值。本发明在余热梯级利用的基础上，充分利用了燃料电池的高温废气，实现了供能端热电比的部分可调。

主权项：1.一种热电比可调的SOFC热电联供系统的调控方法，其特征在于，涉及到的SOFC热电联供系统包括固体氧化物燃料电池发电系统、余热回收换热器、热水型吸收式热泵以及烟气调控装置；所述固体氧化物燃料电池发电系统包括固体氧化物燃料电池SOFC、空气压缩机C1、燃料压缩机C2、水泵P1、空气预热器HE1、燃料预热器HE2、水预热器HE3、混合器M和后燃烧室AB；所述固体氧化物燃料电池发电系统用于进行电化学反应和未完全反应气体燃烧，对外输出电能并产生高温烟气；所述烟气调控装置用于调节所述固体氧化物燃料电池发电系统产生的高温烟气流过所述余热回收换热器HE4、空气预热器HE1、燃料预热器HE2、水预热器HE3的先后顺序；所述固体氧化物燃料电池发电系统产生的高温烟气进入所述余热回收换热器产生高温循环水，用于驱动所述热水型吸收式热泵对热网回水进行加热，从而实现为热网中的用户供热；所述固体氧化物燃料电池发电系统中，空气经所述空气压缩机C1压缩后，流经空气预热器HE1进行预热，预热后的高温空气进入所述固体氧化物燃料电池SOFC的阴极；燃料经所述燃料压缩机C2压缩后，再经所述燃料预热器HE2预热；水经水泵P1加压后，再经水预热器HE3预热；加压预热后的燃料和水在所述混合器M内充分混合后通入所述固体氧化物燃料电池SOFC的阳极；进入所述固体氧化物燃料电池阴极的空气1和阳极进气2在所述固体氧化物燃料电池SOFC内部发生电化学反应后输出电能；所述固体氧化物燃料电池SOFC的阴极排气3和阳极排气4在所述后燃烧室AB燃烧后形成高温烟气5；所述热水型吸收式热泵包括发生器G、冷凝器C、蒸发器V、吸收器A、溶液泵P2、减压阀和节流阀TV，所述发生器G内的溶液经所述余热回收换热器内的高温循环水加热后分为两路，一路是：浓溶液经过膨胀阀PRV进入所述吸收器A，另一路是：溶剂水蒸发后进入所述冷凝器C冷凝，产生的冷凝水通过节流阀TV进入所述蒸发器V内蒸发，随后进入所述吸收器A与其中的浓溶液混合，再经溶液泵P2送至发生器G，从而完成一个循环过程；与此同时，热网回水依次流经热水型吸收式热泵的吸收器A和冷凝器C，分别实现热网水的一次升温和二次升温；所述烟气调控装置包括十二个阀门以及连接管道；所述十二个阀门分别是：设置在后燃烧室AB出口烟道的第一阀门V1、第二阀门V2和第九阀门V9；设置在所述空气预热器HE1出口烟道的第三阀门V3、第四阀门V4和第十阀门V10；设置在所述燃料预热器HE2出口烟道的第五阀门V5、第六阀门V6和第十一阀门V11；设置在所述水预热器HE3出口烟道的第七阀门V7、第八阀门V8和第十二阀门V12；利用所述的SOFC热电联供系统将所述后燃烧室AB形成的高温烟气5经出口烟道供给所述余热回收换热器HE4、空气预热器HE1、燃料预热器HE2、水预热器HE3，所述烟气调控装置通过控制十二个阀门的开闭，控制高温烟气5进入所述余热回收换热器HE4、空气预热器HE1、燃料预热器HE2、水预热器HE3的先后顺序，从而调节整个SOFC热电联供系统的热电比；对于十二个阀门，开启第一阀门V1、第二阀门V2、第十阀门V10、第十一阀门V11和第十二阀门V12，关闭其余的阀门，使所述后燃烧室AB出口的高温烟气5先流经余热回收换热器HE4，再依次流过空气预热器HE1、燃料预热器HE2和水预热器HE3，使得SOFC热电联供系统的热电输出比为4.4。

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权利要求：

百度查询： 天津大学 一种热电比可调的SOFC热电联供系统及其调控方法

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