[发明专利]一种集成固态氧化物燃料电池的燃气-蒸汽联合循环复合发电系统

说明书

本发明属于复合能源发电技术领域，具体涉及一种集成固态氧化物燃料电池的燃气‑蒸汽联合循环复合发电系统，包括压气机、燃烧室、燃气轮机和固态氧化物燃料电池，压气机与燃烧室、燃气轮机依次连接，固态氧化物燃料电池连接后燃室；复合发电系统还包括第一余热锅炉和第二余热锅炉；后燃室依次连接燃料输送单元和空气输送单元后与第一余热锅炉相连通；第一余热锅炉的出口与第二余热锅炉的进口相连；第二余热锅炉的进口还与燃气轮机出口相连。本发明提出的复合发电系统设置两级余热锅炉，按照能量梯级利用的原则，将固态氧化物燃料电池排气、燃气轮机排烟分别送入第一余热锅炉、第二余热锅炉，提高了能量利用率。

技术领域

本发明属于复合能源发电技术领域，具体涉及一种集成固态氧化物燃料电池的燃气-蒸汽联合循环复合发电系统。

背景技术

我国电力结构以煤电为主，燃煤发电体系造成CO₂排放量居高不下，随着电力生产的不断发展，煤炭燃料的燃烧导致空气污染和温室效应的日益加重，严重威胁到人类赖以生存的自然环境。近年来，二氧化碳排放量增长迅速，燃煤电厂煤炭消耗量占全国煤炭消耗量的一半左右，因此在相当长的时期里，调整能源结构，推进低碳燃料发展，无疑是CO₂减排之主体。目前我国发电工业亟需一种新型发电系统，能够在保证电力供应的同时，减少能源消耗，防止环境污染。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的环境污染等问题，提出了一种集成固态氧化物燃料电池的燃气-蒸汽联合循环复合发电系统，本发明提出的复合发电系统设置两级余热锅炉，按照能量梯级利用的原则，将固态氧化物燃料电池排气、燃气轮机排烟分别送入第一余热锅炉、第二余热锅炉，提高了能量利用率。

本发明的技术方案是：

一种集成固态氧化物燃料电池的燃气-蒸汽联合循环复合发电系统，包括压气机、燃烧室、燃气轮机和固态氧化物燃料电池，所述压气机与燃烧室、燃气轮机依次连接，所述固态氧化物燃料电池的阴极进口连接有空气输送单元，出口依次连接第一分离器和后燃室；所述固态氧化物燃料电池的阳极进口连接有燃料输送单元，出口依次连接第二分离器和后燃室；所述后燃室与所述燃料输送单元和空气输送单元依次连接；

所述复合发电系统还包括第一余热锅炉和第二余热锅炉；所述后燃室依次连接所述燃料输送单元和空气输送单元后与所述第一余热锅炉相连通；所述第一余热锅炉的出口与所述第二余热锅炉的进口相连；所述第二余热锅炉的进口还与燃气轮机出口相连；

所述第一余热锅炉与第二余热锅炉之间依次连接有汽轮机高压缸、汽轮机中压缸、汽轮机低压缸、凝汽器以及低压给水泵。

进一步的，所述第一余热锅炉包括高压过热器、再热器、高压蒸发器和高压汽包；所述燃料电池的排气在所述第一余热锅炉内依次流经高压过热器、再热器、高压蒸发器、高压汽包后进入第二余热锅炉；

所述第二余热锅炉包括中压过热器、低压过热器、中压蒸发器、中压汽包、高压省煤器、中压省煤器、低压蒸发器、低压汽包、低压省煤器、高压给水泵、中压给水泵；所述燃气轮机排烟在所述第二余热锅炉内依次流经中压过热器、低压过热器、中压蒸发器、中压汽包、高压省煤器、中压省煤器、低压蒸发器、低压汽包、低压省煤器后排出。

进一步的，所述低压省煤器出口分三路，其中一路为所述低压省煤器与低压汽包、低压蒸发器、低压过热器、汽轮机低压缸依次连接；

一路为所述低压省煤器依次连接中压给水泵、中压省煤器、中压汽包、中压蒸发器、中压过热器、再热器，最后连通所述汽轮机中压缸；

一路为所述低压省煤器依次连接高压给水泵、高压省煤器、高压汽包、高压蒸发器、高压过热器，最后连通所述汽轮机高压缸。