[发明专利]燃料电池化学回热燃气轮机再热式联合循环系统

权利要求书

1.一种燃料电池化学回热燃气轮机再热式联合循环系统，其特征在于：包括压气机(1)、燃烧室(2)、高压涡轮(3)、固体氧化物燃料电池(4)、低压涡轮(5)、化学回热器(6)、蒸发器(7)、混合器(8)和分流器(9)；

空气自压气机(1)的进口进入压气机(1)，压气机(1)的出口与燃烧室(2)的第一进口连通，燃烧室(2)的出口与高压涡轮(3)的进口连通，所述的压气机(1)与高压涡轮(3)通过轴连接，高压涡轮(3)的出口与固体氧化物燃料电池(4)的阴极进口相连，固体氧化物燃料电池(4)的阴极出口与低压涡轮(5)的进口相连，低压涡轮(5)的出口与化学回热器(6)的热流侧进口相连，化学回热器(6)的热流侧出口与蒸发器(7)的热流侧进口相连，蒸发器(7)的冷流侧出口与混合器(8)的进口相连，混合器(8)的出口与化学回热器(6)的冷流侧进口相连，化学回热器(6)的冷流侧出口通过分流器(9)分别与燃烧室(2)的第二进口及燃料电池(4)的阳极进口相连，固体氧化物燃料电池(4)的阳极出口与燃烧室(2)的第三进口相连，水经蒸发器(7)的冷流侧进口进入，自蒸发器(7)的冷流侧出口流进混合器(8)与燃料混合后共同进入化学回热器(6)的冷流侧；

所述固体氧化物燃料电池(4)位于高压涡轮(3)和低压涡轮(5)之间，高温固体氧化物燃料电池(4)作为低压涡轮(5)前的再热器可以升高高压涡轮(3)出口的燃气温度；

固体氧化物燃料电池(4)的氧化剂为高压涡轮(3)尾气中的氧气，还原剂为燃料重整混合气体；

低压涡轮(5)的尾气进入化学回热器(6)中为燃料蒸汽重整反应提供热量；所述燃气轮机为大功率燃气轮机，所述燃料电池为小功率燃料电池，燃气轮机为主要功率输出，燃料电池为辅助功率输出；

固体氧化物燃料电池(4)的阳极排气经布置在第三进口处的喷嘴进入燃烧室(2)中继续参与燃烧；化学回热器(6)的冷流侧出口通过分流器(9)分流的一部分气体直接经布置在第二进口处的喷嘴进入燃烧室中燃烧；

燃气轮机正常运行时，空气经压气机(1)压缩后进入燃烧室(2)内，与燃料重整气燃烧，燃烧室(2)的燃气进入高压涡轮(3)中膨胀做功，然后进入燃料电池(4)阴极与燃料重整气发生化学反应，燃料电池(4)出口的反应气体全部进入低压涡轮(5)中膨胀做功，低压涡轮(5)出口尾气依次流入化学回热器(6)和蒸发器(7)后排入大气，与此同时，燃料与水蒸汽在化学回热器(6)中发生重整反应，产生的燃料重整器分流，一部分进入固体氧化物燃料电池(4)发生化学反应，另一部分在燃烧室(2)内与来流空气燃烧。