[发明专利]一种高效率的化学复合循环燃气轮机装置及控制方法

权利要求书

1.一种高效率的化学复合循环燃气轮机装置，其特征在于：包括压气机(1)、燃料电池(2)、燃烧室(3)、换热器(4)、氢源(5)、增压涡轮(6)、动力涡轮(7)和发电机(8)，

所述压气机(1)输入端连通大气，压气机(1)第一输出端通过管道连接燃烧室(3)第一输入端，压气机(1)第二输出端经换热器(4)连接燃烧室(3)第二输入端；

所述燃料电池(2)的阴极输入端连通大气，燃料电池(2)阳极输入端通过管道连接氢源(5)，燃料电池(2)阴极输出端经换热器(4)连接大气，燃料电池(2)阳极输出端连接燃烧室(3)第三输入端；

所述燃烧室(3)第四输入端通过管道连接氢源(5)，燃烧室(3)输出端连接增压涡轮(6)输入端，增压涡轮(6)输出端连接动力涡轮(7)输入端，动力涡轮(7)输出端连接发电机(8)；

所述压气机(1)与换热器(4)之间的管道上、压气机(1)与燃烧室(3)第一输入端连通的管道上分别设置第一阀门(9)和第二阀门(10)，燃料电池(2)与氢源(5)连接的管道上、燃烧室(3)与氢源(5)连接的管道上分别设置第三阀门(11)和第四阀门(12)。

2.根据权利要求1所述的高效率的化学复合循环燃气轮机装置，其特征在于：所述压气机(1)与换热器(4)之间的管道上设有第一加压装置(13)。

3.根据权利要求1所述的高效率的化学复合循环燃气轮机装置，其特征在于：所述燃料电池(2)的阴极输入端的管道上设有第二加压装置(14)。

4.根据权利要求1所述的高效率的化学复合循环燃气轮机装置，其特征在于：所述燃料电池(2)阳极输出端与燃烧室之间设有第三加压装置(15)。

5.一种基于权利要求1中所述的燃气轮机装置的控制方法，其特征在于：启动时，提升燃料电池(2)温度，同时第二阀门(10)开启，第一阀门关闭，第三阀门关闭、第四阀门开启，压气机(1)压缩的空气全部进入燃烧室(3)并与进入燃烧室(3)的氢气燃烧，产生高温高压燃气进入增压涡轮(6)，再进一步推动动力涡轮(7)旋转进而带动发电机(8)发电；

当燃料电池(2)温度上升至工作温度后，开启第一阀门(9)和第三阀门(11)，分别调整第一阀门(9)、第二阀门(10)、第三阀门(11)、第四阀门(12)的开度，使压气机(1)压缩的空气一部分直接进入燃烧室(3)、另一部分经换热器(4)进入燃烧室(3)，氢源(5)的氢气分别进入燃烧室(3)和燃料电池(2)；

燃料电池(2)阳极的氢气与进入燃料电池(2)阴极的压缩空气与发生电化学反应发电，反应后燃料电池阴极产生的高温空气经换热器排出大气；

燃料电池(2)阳极的尾气和氢源(5)的氢气进入燃烧室(3)与燃烧室(3)的压缩空气燃烧，产生高温高压燃气进入增压涡轮(6)，再进一步推动动力涡轮(7)旋转进而带动发电机(8)发电。