CN218123458U - 热电联供的燃料电池发电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于燃料电池发电领域，尤其是一种热电联供的燃料电池发电系统，针对现有的燃料电池发电系统所产生的电能和热能中，大多只使用其中一种能量或两者分开使用，运用方式单一，造成了一定的能量浪费的问题，现提出如下方案，其包括原料箱、第一加热器、第二加热器、第三加热器、用水设备和系统控制器，所述原料箱连接有进液泵，进液泵连接有反应器，所述进液泵与系统控制器相连接，本实用新型中，可以做到将燃料所蕴含的能量转化为电能和热能，产生的电能和热能可以直接使用或者储存，同时提高了燃料的化学反应速度，还能通过系统控制器调节人们的日常生活所需的热水，为人们的生活提供了便利。

Description

热电联供的燃料电池发电系统

技术领域

本实用新型涉及燃料电池发电技术领域，尤其涉及热电联供的燃料电池发电系统。

背景技术

燃料电池发电是将所供燃料的化学能直接变换为电能的一种能量转换装置，是通过连续供给燃料从而能连续获得电力的发电装置，由于其具有发电效率高，适应多种燃料和环境特性好等优点，近年来已在积极地进行开发，由于燃料电池能将燃料的化学能直接转换为电能，因此，它没有像普通火力发电厂那样的通过锅炉、汽轮机、发电机的能量形态变化，可避免过程中转换损失，达到市制发电效率。

现如今，燃料电池发电系统所产生的电能和热能中，大多只使用其中一种能量或两者分开使用，运用方式单一，造成了一定的能量浪费，因此提出一种热电联供的燃料电池发电系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在燃料电池发电系统所产生的电能和热能中，大多只使用其中一种能量或两者分开使用，运用方式单一，造成了一定的能量浪费的缺点，而提出的热电联供的燃料电池发电系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

热电联供的燃料电池发电系统，包括原料箱、第一加热器、第二加热器、第三加热器、用水设备和系统控制器，所述原料箱连接有进液泵，进液泵连接有反应器，所述进液泵与系统控制器相连接，系统控制器电性连接有电压传感器和负载电流传感器，所述反应器连接有分离器，分离器连接有催化燃烧室和缓冲罐，且分离器和缓冲罐之间设有第一热交换器，所述催化燃烧室连接有鼓风机，所述催化燃烧室连接有第三热交换器，第三热交换器连接有电子水泵，电子水泵连接有热水箱，热水箱与用水设备相连接，所述缓冲罐连接有燃料电池，燃料电池电性连接有逆变器，逆变器电性连接有负载和第三加热器，所述燃料电池连接第二热交换器，且电子水泵分别与第二热交换器和第三热交换器相连接。

优选的，所述原料箱中的原料为质量分数62.5％的甲醛水溶液。

优选的，所述反应器内重整反应温度为400℃。

优选的，所述分离器为钯膜提纯器。

优选的，所述热水箱设有水位测量仪。

优选的，所述热水箱设有温度传感器。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.通过第二热交换器和第三热交换器的设置，使得一氧化碳催化燃烧释放的热、燃料电池发电过程产生的热被第一热交换器、第二热交换器和第三热交换器传递给用水设备物输送过来的冷水中，冷水加热后被储存在热水箱中，等待被使用，提高了能量的利用率。

2.通过反应器、分离器和第一热交换器的配合，使得分离出来的高温氢气可以通过第一热交换器，将热量传递给甲醇水溶液，使得溶液变成蒸汽状态，提高了反应器中的化学反应速度。

3.通过热水箱中水位测量仪、温度传感器和系统控制器的设置，使得人们可以随时通过系统控制器检测热水箱中热水的情况，当发生水位急剧减少或温度变化时，可以迅速对其进行调整，避免出现热水供给不足或者热水温度过低的情况。

本实用新型中，可以做到将燃料所蕴含的能量转化为电能和热能，产生的电能和热能可以直接使用或者储存，同时提高了燃料的化学反应速度，还能通过系统控制器调节人们的日常生活所需的热水，为人们的生活提供了便利。

附图说明

图1为本实用新型提出的热电联供的燃料电池发电系统的系统流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一

参照图1，热电联供的燃料电池发电系统，包括原料箱、第一加热器、第二加热器、第三加热器、用水设备和系统控制器，原料箱连接有进液泵，进液泵连接有反应器，进液泵与系统控制器相连接，系统控制器电性连接有电压传感器和负载电流传感器，反应器连接有分离器，分离器连接有催化燃烧室和缓冲罐，且分离器和缓冲罐之间设有第一热交换器，催化燃烧室连接有鼓风机，催化燃烧室连接有第三热交换器，第三热交换器连接有电子水泵，电子水泵连接有热水箱，热水箱与用水设备相连接，缓冲罐连接有燃料电池，燃料电池电性连接有逆变器，逆变器电性连接有负载和第三加热器，燃料电池连接第二热交换器，且电子水泵分别与第二热交换器和第三热交换器相连接。

实施例二

参照图1，本实用新型提供一种新的技术方案：热电联供的燃料电池发电系统，包括原料箱、第一加热器、第二加热器、第三加热器、用水设备和系统控制器，原料箱中的原料为质量分数62.5％的甲醛水溶液，该浓度的甲醛水溶液适宜用于重整反应，且分离出来的氢气和一氧化碳方便转换为人们所需的电能和热能，原料箱连接有进液泵，进液泵可以抽取原料箱中的燃料，并将燃料输送进入反应器中进行化学反应，进液泵连接有反应器，反应器内重整反应温度为400℃，该温度适宜重整反应的进行，能够最大化的分解甲醛水溶液，进液泵与系统控制器相连接，系统控制器电性连接有电压传感器和负载电流传感器，电压传感器和负载电流传感器可以检测电压和电流，当有异常情况时可以将信号传送给系统控制器，反应器连接有分离器，分离器为钯膜提纯器，钯膜提纯器可以分离氢气和一氧化碳的混合气体，使得氢气和一氧化碳分开并转化为不同的能量形式，分离器连接有催化燃烧室和缓冲罐，且分离器和缓冲罐之间设有第一热交换器，催化燃烧室连接有鼓风机，鼓风机可以抽取空气输送到催化燃烧室，方便其将一氧化碳所具有的化学能转化为热能，催化燃烧室连接有第三热交换器，第三热交换器连接有电子水泵，电子水泵可以输送冷水进入第二热交换器和第三热交换器内加热并将热水输送进入热水箱内保存，电子水泵连接有热水箱，热水箱设有水位测量仪，水位测量仪可以检测热水的水位高度，当水位高度过低时将信号传输给系统控制器，系统控制器打开第三加热器并控制电子水泵将水输送到第三加热器处，第三加热器将输送过来的冷水加热,热水输送进入热水箱中供人们使用，热水箱设有温度传感器，温度传感器可以检测热水的温度，当温度异常时可以将信号传输给系统控制器，系统控制器可以相应的调节第三加热器，提高其加热功率，热水箱与用水设备相连接，缓冲罐连接有燃料电池，燃料电池电性连接有逆变器，逆变器电性连接有负载和第三加热器，燃料电池连接第二热交换器，且电子水泵分别与第二热交换器和第三热交换器相连接。

工作原理：当系统控制器通过电压传感器和负载电流传感器检测到电压和电流不足时，系统控制器打开进液泵，然后进液泵从原料箱中抽取甲醛水溶液，甲醛水溶液被输送进入反应器进行重整反应分解为氢气和一氧化碳混合体，然后氢气和一氧化碳混合体输送进入分离器被分离开，分离的高温氢气经过第一热交换器将热量传递给后续的甲醛水溶液，让后续的甲醛水溶液变成蒸汽形态，然后氢气输送进入缓冲罐，再从缓冲罐输送进入燃料电池反应转化成直流电，直流电经过逆变器转化为人们方便使用的交流电，并且燃料电池中反应产生的热能通过第二热交换器将电子水泵输送过来的冷水转化为热水，然后将热水输送进入热水箱内保存，而分离出来的一氧化碳进入催化燃烧室反应，产生的高温燃烧气通过第三热交换器将电子水泵输送过来的冷水转化为热水并输送进入热水箱内保存，当水位测量仪检测到热水箱中的热水急剧减少时发出信号，信号传输给系统控制器，系统控制器打开第三加热器并控制电子水泵将水输送到第三加热器处，第三加热器将输送过来的冷水加热,热水输送进入热水箱中供人们使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.热电联供的燃料电池发电系统，包括原料箱、第一加热器、第二加热器、第三加热器、用水设备和系统控制器，其特征在于，所述原料箱连接有进液泵，进液泵连接有反应器，所述进液泵与系统控制器相连接，系统控制器电性连接有电压传感器和负载电流传感器，所述反应器连接有分离器，分离器连接有催化燃烧室和缓冲罐，且分离器和缓冲罐之间设有第一热交换器，所述催化燃烧室连接有鼓风机，所述催化燃烧室连接有第三热交换器，第三热交换器连接有电子水泵，电子水泵连接有热水箱，热水箱与用水设备相连接，所述缓冲罐连接有燃料电池，燃料电池电性连接有逆变器，逆变器电性连接有负载和第三加热器，所述燃料电池连接第二热交换器，且电子水泵分别与第二热交换器和第三热交换器相连接。

2.根据权利要求1所述的热电联供的燃料电池发电系统，其特征在于，所述反应器内重整反应温度为400℃。

3.根据权利要求1所述的热电联供的燃料电池发电系统，其特征在于，所述分离器为钯膜提纯器。

4.根据权利要求1所述的热电联供的燃料电池发电系统，其特征在于，所述热水箱设有水位测量仪。

5.根据权利要求1所述的热电联供的燃料电池发电系统，其特征在于，所述热水箱设有温度传感器。

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