| 基于分布参数燃料电池模型的SOFC-GT混合发电系统模拟 |
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| 引用本文： | 史翊翔,包成,蔡宁生,毛宗强.基于分布参数燃料电池模型的SOFC-GT混合发电系统模拟[J].清华大学学报(自然科学版),2011(2):282-288. |
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| 作者姓名： | 史翊翔 包成 蔡宁生 毛宗强 |
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| 作者单位： | 清华大学热能工程系热科学与动力工程教育部重点实验室;清华大学核能与新能源研究院;北京科技大学热能工程研究所; |
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| 基金项目： | 国家“八六三”高技术项目(2007AA05Z151); 国家自然科学基金资助项目(50706019) |
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| 摘 要： | 针对混合发电系统模拟需求,建立管式SOFC准二维分布参数模型,沿流道方向考虑传热、传质数学模型,沿电池厚度方向考虑电化学反应以及多孔电极中的多组分气体扩散。结合系统其他部件(燃气轮机、重整器、换热器等)模型,对某公司220 kW SOFC-GT混合发电系统进行模拟分析,模拟了参比工况电池参数分布,研究了可控参数(工作电压、入口燃料流率、燃料循环比率、旁路空气比率)对系统性能、状态点参数及电池参数分布的影响规律。结果表明:系统参比工况稳态运行效率在52%以上,过电位、电流密度和温度沿流道方向变化显著,明显呈现非线性趋势,燃料、固体、空气的温度也有较大差异,在系统运行特性分析中有必要采用分布参数模型以合理描述电池中发生的物理化学变化。
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| 关 键 词： | 固体氧化物燃料电池 燃气轮机 混合发电系统 |
SOFC-GT hybrid system simulation using a distributed-parameter SOFC model |
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| SHI Yixiang,BAO Cheng,CAI Ningsheng,MAO Zongqiang.SOFC-GT hybrid system simulation using a distributed-parameter SOFC model[J].Journal of Tsinghua University(Science and Technology),2011(2):282-288. |
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| Authors: | SHI Yixiang BAO Cheng CAI Ningsheng MAO Zongqiang |
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| Institution: | SHI Yixiang1,2,BAO Cheng3,CAI Ningsheng1,MAO Zongqiang2(1.Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of the Ministry of Education,Department of Thermal Engineering,Tsinghua University,Beijing 100084,China,2.Institute of Nuclear and New Energy Technology,3.Institute of Thermal Engineering,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China) |
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| Abstract: | High performance modeling and optimized components are important for the development of solid oxide fuel cell/gas turbine(SOFC-GT) hybrid systems.The first part of a two-part paper presents a distributed parameter SOFC model,which is appropriate for system simulations,based on mass,energy,and momentum balances along flow direction and mass,and charge balances across the electrode.The models are quasi 2-D models that enable integration of a micro-level SOFC model into a system-level model.The system model in... |
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| Keywords: | solid oxide fuel cell gas turbine hybrid cycle |
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