[发明专利]两级阴极循环预热燃料电池发电系统

摘要

一种两级阴极循环预热燃料电池发电系统，采用高温燃料电池和蒸汽轮机联合循环发电方式，一级燃料电池阴阳极出口排气经换热器降温后送到二级燃料电池继续参加电化学反应，二级燃料电池阴阳极出口各连接一个换热器用于回收热能，氧化剂经换热器进行预热后分别送到一级和二级燃料电池阴极入口，参加燃料电池内部的电化学反应，并产生电能和热量，二级燃料电池的阳极出口依次连接一个换热器和热水器，进一步提高燃料利用率。本发明采用两个MW级燃料电池，通过两级换热器对氧化剂进行预热，实现了能量的梯级利用，未被燃料电池利用的部分燃料和部分原始燃料混合，提高发热量后，送到余热锅炉燃烧，通过辅助发电设备，进一步提高能源转化效率。

主权项

1、一种两级阴极循环预热燃料电池发电系统，其特征在于一级燃料电池(2)阳极出口端连接一级燃料电池阳极出口换热器(4)入口，换热器(4)的出口连接二级燃料电池(3)阳极入口，二级燃料电池(3)阳极出口依次连接二级燃料电池阳极出口换热器(7)和热水换热器(8)，热水换热器(8)接到余热锅炉(10)，一级燃料电池(2)阴极出口端连接一级燃料电池阴极出口换热器(5)入口，二级燃料电池(3)阴极的出口端和换热器(5)的出口端连接二级燃料电池阴极出口换热器(18)的入口端，换热器(18)的出口连接热水换热器(17)的入口，热水换热器(17)出口接到脱碳器(16)，燃料压缩机(6)分别连接余热锅炉(10)和脱硫装置(9)的入口端，脱硫装置(9)的出口端连接余热锅炉(10)的预热装置，预热装置的出口端直接连接一级燃料电池(2)阳极入口端，空气压缩机(20)的出口分别连接余热锅炉(10)内的燃烧装置和二级燃料电池阴极出口换热器(18)，换热器(18)出口端连接二级燃料电池阳极出口换热器(7)，换热器(7)的出口端连接一级燃料电池阳极出口换热器(4)，换热器(4)的出口端连接一级燃料电池阴极出口换热器(5)，换热器(5)的出口端连接一级燃料电池(2)阴极入口，给水泵(19)的出口分别经热水换热器(8、17)连接热水用户，与发电机(15)同轴连接的蒸汽轮机(14)一头连接余热锅炉(10)的蒸汽加热管，另一头连到凝汽器(13)，再经凝结水泵(12)连接到余热锅炉(10)内的蒸汽加热管。