[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

摘要

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，包括聚光吸热单元，高温耦合储热器，SOFC加热炉，燃气轮机单元，回热换热单元和连接管路阀门。系统中太阳能与气体燃料分别作为SOFC和燃气轮机发电的主要热源并耦合互补，同时实现部分高温气体循环使用和温度梯级利用。此外系统采用固体储热、不同温度段的热化学储热和相变储热的级联储热方式，实现了SOFC加热、充放热效率、储热密度和出口温度稳定性的均衡，同时固体储热段还具有过滤和分流作用。运行模式包括：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。所述系统可连续稳定运行，发电效率和太阳能利用率高，适用范围广。

主权项

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蜂窝陶瓷过滤器(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)、空气夹层、均流器(g)、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；所述的联合发电系统共用一套控制系统，通过控制管路阀门实现联合发电系统不同的功能和运行模式。