高温燃料电池和旋转热机的联合发电系统

摘要

工作温度范围500℃至1000℃的高温燃料电池和功率300千瓦以下旋转热机的联合发电系统，包括电力输送系统和至少一个发电单元；该发电单元又包括至少一套将高温燃料电池装置和至少一台旋转热机发电机。所述高温燃料电池装置包括至少一组燃料电池堆单元以及与各燃料电池堆单元连接的空气管道系统和燃气管道系统；燃气和空气在燃料电池堆单元中发生电化学反应产生电能；各燃料电池堆单元环形设置使中间形成热空气腔；旋转热机发电机高温吸热端嵌置于热空气腔中吸收空气热量转换为机械能，经发电机转换为电能输出。高温燃料电池与旋转热机发电机结合将余热转化为电能提高了发电效率，且结构简单体积小便于分布式应用。

主权项

一种工作在500℃至1000℃范围的高温燃料电池和功率300千瓦以下旋转热机的联合发电系统，包括至少一个发电单元(100)和用于电能传输的电力输送系统(500)；该发电单元(100)又包括至少一套将输入燃气经电化学反应直接变换为电能的高温燃料电池装置(120)和至少一台将所述高温燃料电池装置(120)的热能转化为电能的旋转热机发电机(130)；所述高温燃料电池装置(120)包括与电力输送系统(500)电连接的至少一组燃料电池堆单元(125)、空气管道系统(260)和燃气管道系统(270)；所述空气管道系统(260)与各燃料电池堆单元(125)的燃料电池堆空气进、出口(1252，1254)连接，所述燃气管道系统(270)与各燃料电池堆单元(125)的燃料电池堆燃气进、出口(1256，1258)连接；燃气和空气在各燃料电池堆单元(125)中发生电化学反应产生的电能经输出电极传送至电力输送系统(500)，对外输出电力；所述各燃料电池堆单元(125)呈环形设置，以使所述高温燃料电池装置(120)中央部位形成热空气腔(124)；所述将热能转换为电能的旋转热机发电机(130)，包括共轴线连接的旋转体(132)、驱动电机(133)和发电机(134)；所述驱动电机(133)用于启动和保持热机发电机(130)的旋转体(132)的旋转；所述旋转体(132)包括高温吸热端(1321)和低温散热端(1322)；所述高温吸热端(1321)嵌置于热空气腔(124)中吸收空气热量，吸收到的热能在旋转体(132)中转换为机械能，经与旋转体(132)共轴线连接的发电机(134)转换为电能，输出到电力输送系统(500)对外输出电力。