一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统

技术领域

本发明涉及发电系统技术领域，具体为一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统。

背景技术

随着发电设备的发展，孤岛发电机组能够实现孤立运作，提高应急可靠性，发电机组是指能将机械能或其它可再生能源转变成电能的发电设备。一般我们常见的发电机组通常由汽轮机、水轮机或内燃机(汽油机、柴油机等发动机)驱动，可再生新能源包括核能、风能、太阳能、生物质能、海洋能等，其中包括SOFC发电机组，氧化物燃料电池SOFC是一种采用电化学发电的发电装置，具有较高发电效率，同时由于发电产物大都为水和二氧化碳，因此对环境产生的污染少，在清洁能源方面具有很大发展前景。

经检索发现现有技术中如公开号CN110896230B一种SOFC发电系统以及SOFC发电系统的控制方法，用于解决当SOFC发电系统包含多个SOFC发电单元时，由于为多个SOFC发电单元设置独立的电池补偿装置导致SOFC发电系统结构及控制过程复杂的技术问题。本发明提供的SOFC发电系统包括：SOFC发电子系统、电池补偿子系统以及分别与SOFC发电子系统以及电池补偿子系统耦合的控制器；SOFC发电子系统以及电池补偿子系统共同接入交流母线以实现并网，SOFC发电子系统通过多个SOFC发电单元向电网提供输出功率；控制器根据SOFC发电子系统的输出功率以及SOFC发电系统的指令功率控制电池补偿子系统向电网提供功率补偿。本发明用于保障SOFC发电系统实现快速动态响应的同时，简化SOFC发电系统的结构及SOFC发电系统的控制过程。

上述SOFC发电系统简化SOFC发电系统的结构及SOFC发电系统的控制过程，但上述SOFC发电系统在发电过程中无法对湖水进行过滤，因此提出一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统，以解决上述背景技术中提出的SOFC发电系统在发电过程中无法对湖水进行过滤的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统，包括发电仓，所述SOFC发电系统包括发电仓、储电池机构、SOFC单元、PCS单元以及蓄电池，所述发电仓与叶轮仓相连接，所述叶轮仓一侧通过送水管与过滤仓相连接，且叶轮仓一侧开设有出水口，所述过滤仓包括仓体，且仓体内部设置有粉碎区以及过滤区，所述粉碎区内部设置的高效粉碎机构，所述过滤区内部设置有两组滤网机构，且过滤区顶部开设有与滤网机构相匹配的更换口，所述更换口上方设置有与滤网机构配合使用的密封机构，所述过滤区底部开设有排渣口，且排渣口与储渣箱相连接，所述过滤区内部设置有与滤网机构配合使用的可移动清洁刷机构；所述滤网机构包括安装框，且安装框内侧设置有滤网，所述安装框顶部安装有密封块。

优选的，所述仓体内壁依次包覆有防腐层以及聚四氟乙烯涂层。

通过上述技术方案：便于提高仓体的使用年限。

优选的，所述粉碎区一侧开设有进水口，所述粉碎区通过流通口与过滤区相连接，且过滤区远离流通口一侧通过送水管与过滤仓相连接。

通过上述技术方案：便于水进入过滤区内部。

优选的，所述高效粉碎机构包括第一电机，且第一电机位于仓体外侧顶部，所述第一电机输出端与粉碎区内部设置的第一齿轮相连接，且第一齿轮外侧与对称设置的第二齿轮相啮合，所述第一齿轮以及第二齿轮内侧连接有转杆，且转杆外侧安装有若干组粉碎刀组。

通过上述技术方案：便于对杂质进行高效粉碎。

优选的，所述密封机构包括安装架，且安装架底部与仓体外侧顶部相连接，所述安装架内部设置有螺纹杆，且螺纹杆一端与安装架顶部设置的第二电机相连接，所述螺纹杆外侧与移动块相连接，且安装架内部设置有与移动块滑动连接的限位杆，所述移动块两侧对称设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒与连接杆相连接，且连接杆另一端安装有密封槽。

通过上述技术方案：提高连接处的密封性。

优选的，所述密封槽底部设置有卡块，且仓体上开设有与卡块相匹配的卡槽，所述密封槽内部开设有与密封块相匹配的密封口，且密封槽内部包覆有一层密封层。

通过上述技术方案：提高连接处的密封性。

优选的，所述可移动清洁刷机构包括第三电机，且第三电机输出端与过滤区内部设置的传动机构相连接，所述传动机构内部与对称设置的丝杆机构相连接，且丝杆机构之间安装有滑板，所述滑板一侧安装有清洁刷，且清洁刷刷头与滤网外侧相接触。

通过上述技术方案：便于对滤网进行清洁。

优选的，所述传动机构位于防护箱内部，所述传动机构包括双槽主动轮，且双槽主动轮一端与第三电机输出端相连接，所述双槽主动轮通过传动带与两侧设置的从动轮相连接，且从动轮内侧与丝杆机构相连接。

通过上述技术方案：便于带动丝杆机构进行旋转。

优选的，所述叶轮仓内部设置有连接柱，且连接柱外侧固定有叶轮，所述连接柱一端安装有转轴，且转轴与发电仓内部设置的轴承相连接，所述转轴固定连接有转子，且发电仓内部安装有与其配合使用的定子。

通过上述技术方案：便于进行发电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统，

(1)本装置为解决SOFC发电系统在发电过程中无法对湖水进行过滤的问题，通过将SOFC单元与储电池机构相连接，且储电池机构与发电仓相连接，发电仓通过叶轮仓与过滤仓相连接，且过滤仓内部设置有两组滤网机构，使用时，滤网机构可以对进水口输入的水进行过滤，过滤后的水从送水管流至叶轮仓内部，从而带动叶轮仓内的叶轮以及连接柱进行旋转，通过转轴带动转子进行转动，使转子与定子配合发电，将产生的电能储存在储电池机构内部，供SOFC单元发电使用。

(2)本装置为解决进水口流入的水中存在大体积垃圾后期容易导致滤网出现损坏的问题，通过在仓体内部设置粉碎区，且粉碎区内部安装有高效粉碎机构，高效粉碎机构可以对进水口流入的水中的大体积垃圾进行粉碎，从而对滤网起到一定的保护作用。

(3)本装置为解决滤网后期更换不便的问题，通过在过滤区顶部开设有与滤网机构相匹配的更换口，且更换口上方设置有与滤网机构配合使用的密封机构，密封机构的设置可以保证滤网机构与更换口之间的密封性，后期可直接通过更换口将滤网机构取出，对其进行更换。

(4)本装置为解决滤网清洁不便的问题，通过在过滤区内部设置有与滤网机构配合使用的可移动清洁刷机构，当滤网需要清洁时，开启第三电机，在第三电机的作用下滑板进行移动，从而带动清洁刷进行移动，使清洁刷对滤网进行刷洗。

附图说明

图1为本发明过滤仓正视剖面结构示意图；

图2为本发明防腐层与聚四氟乙烯涂层位置关系示意图；

图3为本发明高效粉碎机构结构示意图；

图4为本发明滤网机构结构示意图；

图5为本发明A处放大结构示意图；

图6为本发明密封机构结构示意图；

图7为本发明传动机构结构示意图；

图8为本发明发电仓内部结构示意图；

图9为本发明SOFC发电系统流程示意图。

图中：1、发电仓；2、储电池机构；3、SOFC单元；4、PCS单元；5、蓄电池；6、叶轮仓；601、送水管；602、转轴；603、转子；604、定子；605、叶轮；7、过滤仓；701、仓体；7011、防腐层；7012、聚四氟乙烯涂层；702、粉碎区；703、过滤区；7031、排渣口；8、高效粉碎机构；801、第一电机；802、第一齿轮；803、第二齿轮；804、转杆；805、粉碎刀组；9、滤网机构；901、安装框；902、滤网；903、密封块；10、密封机构；1001、安装架；1002、螺纹杆；1003、第二电机；1004、移动块；1005、螺纹套筒；1006、连接杆；1007、密封槽；1008、密封层；11、储渣箱；12、可移动清洁刷机构；121、第三电机；122、传动机构；1221、防护箱；1222、双槽主动轮；1223、传动带；1224、从动轮；123、丝杆机构；124、滑板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-9，本发明提供一种技术方案：一种孤岛应急用可对湖水过滤使用的SOFC发电系统，根据图9所示，SOFC发电系统包括发电仓1、储电池机构2、SOFC单元3、PCS单元4以及蓄电池5。

在进一步实施例中，发电仓1将电能储存在储电池机构2内部供SOFC单元3进行使用，用于产生直流电的SOFC单元3将其产生的直流电通过SOFC单元3的端口输出，由于SOFC单元3的端口输出直流电的电压较低，因此在并网之前，首先需要将上述直流电输出至储能双向逆变器PCS单元4进行升压处理，PCS单元4包括直流电压转换器(DC/DC)以及逆变器(DC/AC)，蓄电池5作为电池补偿装置接入PCS单元4的直流母线以在SOFC单元3输出直流电的一侧与SOFC单元3并联。

根据图1和8所示，发电仓1与叶轮仓6相连接，叶轮仓6一侧通过送水管601与过滤仓7相连接，且叶轮仓6一侧开设有出水口。

具体的，叶轮仓6内部设置有连接柱，且连接柱外侧固定有叶轮605，连接柱一端安装有转轴602，且转轴602与发电仓1内部设置的轴承相连接，转轴602固定连接有转子603，且发电仓1内部安装有与其配合使用的定子604。

根据图1-2所示，过滤仓7包括仓体701，且仓体701内部设置有粉碎区702以及过滤区703。

在进一步实施例中，仓体701内壁依次包覆有防腐层7011以及聚四氟乙烯涂层7012，防腐层7011可采用钛合金涂层、环氧树脂层以及聚氯乙烯涂层，可起到三层防腐蚀保护作用，聚四氟乙烯涂层7012可以减小杂质与仓体701内壁的粘连性，便于后期对仓体701内壁进行清洗。

在进一步实施例中，粉碎区702一侧开设有进水口，粉碎区702通过流通口与过滤区703相连接，且过滤区703远离流通口一侧通过送水管601与过滤仓7相连接。

根据图1和图3所示，粉碎区702内部设置的高效粉碎机构8。

具体的，高效粉碎机构8包括第一电机801，且第一电机801位于仓体701外侧顶部，第一电机801输出端与粉碎区702内部设置的第一齿轮802相连接，且第一齿轮802外侧与对称设置的第二齿轮803相啮合，第一齿轮802以及第二齿轮803内侧连接有转杆804，且转杆804外侧安装有若干组粉碎刀组805。

在进一步实施例中，通过在粉碎区702内部安装有高效粉碎机构8，高效粉碎机构8可以对进水口流入的水中的大体积垃圾进行粉碎，从而对滤网机构9起到一定的保护作用。

当需要对水中的大体积杂质进行粉碎时，开启第一电机801，在第一电机801的作用下第一齿轮802进行旋转，从而带动第二齿轮803以及转杆804进行转动，从而使粉碎刀组805进行旋转，对附近的杂质进行粉碎。

根据图1和图4-7所示，过滤区703内部设置有两组滤网机构9，且过滤区703顶部开设有与滤网机构9相匹配的更换口，更换口上方设置有与滤网机构9配合使用的密封机构10，过滤区703底部开设有排渣口7031，且排渣口7031与储渣箱11相连接，过滤区703内部设置有与滤网机构9配合使用的可移动清洁刷机构12

具体的，滤网机构9包括安装框901，且安装框901内侧设置有滤网902，安装框901顶部安装有密封块903。

具体的，密封机构10包括安装架1001，且安装架1001底部与仓体701外侧顶部相连接，安装架1001内部设置有螺纹杆1002，且螺纹杆1002一端与安装架1001顶部设置的第二电机1003相连接，螺纹杆1002外侧与移动块1004相连接，且安装架1001内部设置有与移动块1004滑动连接的限位杆，移动块1004两侧对称设置有螺纹套筒1005，螺纹套筒1005与连接杆1006相连接，且连接杆1006另一端安装有密封槽1007。

在进一步实施例中，密封槽1007底部设置有卡块，且仓体701上开设有与卡块相匹配的卡槽，密封槽1007内部开设有与密封块903相匹配的密封口，且密封槽1007内部包覆有一层密封层1008。

在进一步实施例中，通过在过滤区703顶部开设有与滤网机构9相匹配的更换口，且更换口上方设置有与滤网机构9配合使用的密封机构10，密封机构10的设置可以保证滤网机构9与更换口之间的密封性，后期可直接通过更换口将滤网机构9取出，对其进行更换。

当需要对滤网机构9与更换口进行密封时，开启第二电机1003，在第二电机1003的作用下螺纹杆1002进行旋转，从而使移动块1004进行移动，移动块1004通过螺纹套筒1005以及连接杆1006带动密封槽1007进行移动，使密封槽1007中的密封层1008将滤网机构9与更换口连接处进行密封，密封块903以及卡块可以进一步提高密封效果，螺纹套筒1005与连接杆1006为可拆卸连接，防止后期更换滤网机构9时密封槽1007所在的位置对其造成不便。

具体的，可移动清洁刷机构12包括第三电机121，且第三电机121输出端与过滤区703内部设置的传动机构122相连接，传动机构122内部与对称设置的丝杆机构123相连接，且丝杆机构123之间安装有滑板124，滑板124一侧安装有清洁刷，且清洁刷刷头与滤网902外侧相接触。

在进一步实施例中，传动机构122位于防护箱1221内部，传动机构122包括双槽主动轮1222，且双槽主动轮1222一端与第三电机121输出端相连接，双槽主动轮1222通过传动带1223与两侧设置的从动轮1224相连接，且从动轮1224内侧与丝杆机构123相连接。

当需要对滤网902进行清洁时，开启第三电机121，在第三电机121的作用下双槽主动轮1222进行旋转，从而通过传动带1223带动从动轮1224以及丝杆机构123进行转动，在丝杆机构123旋转的作用下，滑板124进行移动，从而带动清洁刷进行移动，使清洁刷对滤网进行刷洗，刷落后的渣杂质进入储渣箱11内部进行储存，储渣箱11底部开设有出料口，便于定期对其内部进行清洁。

使用时，水通过进水口进入粉碎区702内部对其内部杂质进行粉碎，随后进入过滤区703内部，过滤区703内的滤网机构9可以对水进行过滤，过滤后的水从送水管601流至叶轮仓6内部，从而带动叶轮仓6内的叶轮605以及连接柱进行旋转，通过转轴602带动转子603进行转动，使转子603与定子604配合发电，将产生的电能储存在储电池机构2内部，供SOFC单元3发电使用，过滤后的水通过出水口排至叶轮仓6外部。

术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗指所指的装置或元件必须具有特定的方位、为特定的方位构造和操作，因而不能理解为对本发明保护内容的限制。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。