[发明专利]利用太阳能供热和高温热化学储热的SOFC-GT联合发电系统

权利要求书

1.一种利用太阳能供热和高温热化学储热的SOFC-GT联合发电系统，其特征在于：所述联合发电系统由聚光吸热单元，高温耦合储热器(12)，SOFC加热炉(10)，燃气轮机单元，回热换热单元和阀门通过管路依次连接；所述的SOFC-GT联合发电系统为固体氧化物燃料电池-燃气轮机联合发电系统；

所述的聚光吸热单元至少包括一个点聚焦式的太阳能聚光器(17)和一个以空气为传热流体的吸热器(16)；所述的高温耦合储热器(12)至少包括一个外面包裹保温层的圆柱形储热罐，圆柱形罐体底部和顶部为起分流作用的收缩段；高温耦合储热器(12)内从下到上依次装有起过滤和均流作用的蜂窝陶瓷器(a)，覆盖BaO₂的泡沫陶瓷层(b)，覆盖Mn₂O₃的泡沫陶瓷层(c)，覆盖Co₃O₄的泡沫陶瓷层(d)和相变熔融盐储热段(e)；所述的SOFC加热炉(10)至少包括一个长方体炉体，炉体从外到内依次为金属外壳和保温层(j)、起到外部加热作用的空气夹层、均流器(g)、高储热密度的覆盖Co₃O₄的泡沫陶瓷层(f)，以及最内层的SOFC电池堆；炉体除炉门和炉底面外的其他面都布置了均流器(g)和覆盖Co₃O₄的泡沫陶瓷层(f)；所述燃气轮机单元由承担高温泵功能的压气机(5)、后燃室(7)和涡轮(6)通过管路依次连接组成；所述回热换热单元由高温换热器(22)、低温换热器(23)、余热利用装置(24)和阀门通过管路依次连接组成；

所述燃气轮机单元中，其中压气机(5)的出口与吸热器(16)的入口依次通过高温换热器(22)壳程入口处的第三阀门(4)、高温换热器(22)壳程、吸热器(16)底部入口处的第十二阀门(21)连接；吸热器(16)的出口通过高温耦合储热器(12)与吸热器(16)顶部出口之间的第七阀门(14)和SOFC加热炉(10)入口连接，吸热器(16)出口还通过高温耦合储热器(12)顶部开口处的第六阀门(13)、吸热器(16)与高温耦合储热器(12)底部开口之间的第八阀门(15)和第九阀门(18)分别与高温耦合储热器(12)连接；高温耦合储热器(12)通过出口处的第十阀门(19)与后燃室(7)出口连接；SOFC加热炉(10)内的空气夹层和覆盖CO₃O₄的泡沫陶瓷层(f)依次通过均流器(g)、出口处的第五阀门(9)与后燃室(7)入口连接；此外燃气轮机单元的压气机(5)的出口和燃料气源(1)连接后燃室(7)，之后依次通过涡轮(6)与高温换热器(22)的管程、低温换热器(23)管程和余热利用装置(24)连接并排出废气；SOFC电池堆顶部阴极和阳极出口(h)通过后燃室(7)入口处的第四阀门(8)与后燃室(7) 连接；SOFC电池堆(11)通过SOFC电池堆底部阴极入口(i)处的第十一阀门(20)与高温换热器(22)的壳程出口连接；SOFC电池堆底部阳极入口(k)通过低温换热器(23)壳程、燃料气源处的第二阀门(3)与燃料气源(1)连接。

2.根据权利要求1所述的联合发电系统，其特征在于：所述的联合发电系统通过控制系统切换管路阀门实现包括以下工作模式：太阳能供热及充热，短期辐照波动时高温耦合储热器放热，长期无太阳辐照时燃气供热及高温耦合储热器放热。