1.本技術(shù)屬于發(fā)電設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

2.在目前的市場環(huán)境下，對能源清潔程度的要求越來越高，除了繼續(xù)開發(fā)新的清潔能源之外，如何對化石燃料進(jìn)行利用，降低其使用過程中的污染也是發(fā)電領(lǐng)域中的重要發(fā)展方向。

3.而在對化石燃料進(jìn)行清潔的利用，并得到電能，在發(fā)電領(lǐng)域中已經(jīng)存在較久的應(yīng)用歷史，如柴油-固體氧化物燃料(sofc)電池發(fā)電系統(tǒng)。通過利用化石燃料重整后生成燃料氣供給sofc電堆發(fā)電，以提高利用效率及使用時清潔程度。但是一般情況下，該系統(tǒng)啟動較慢，且電堆所產(chǎn)生的尾氣，在燃燒后直接排出系統(tǒng)，不僅會造成較大污染，還降低了對化石燃料的利用效率，存在較大熱損失

4.因此，亟需一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本技術(shù)實(shí)施方式提供了一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，能夠有效提高現(xiàn)有柴油-固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的啟動速度。

6.本技術(shù)實(shí)施方式提供了一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括重整器、及與重整器管路連接的燃燒器和電堆，所述燃燒器與所述電堆間通過管路相連接，所述重整器、燃燒器及電堆還與第二工質(zhì)源管路連接；

7.其中，所述燃燒器外壁上緊貼設(shè)置有預(yù)熱管路，所述預(yù)熱管路一端與所述重整器的入口端通過管路連接，另一端與重整工質(zhì)源管路連接，所述第二工質(zhì)源與電堆連接管路上還設(shè)置有換熱器，用于使通過其的所述第二工質(zhì)升溫。

8.采用上述結(jié)構(gòu)，使重整工質(zhì)在進(jìn)入重整器前能夠被燃燒器加熱，不僅能夠提高重整器內(nèi)反應(yīng)的啟動速度，也能夠使系統(tǒng)正常工作時，有效維持重整器內(nèi)的熱平衡，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行，重整工質(zhì)源用于向固體氧化物燃燒電池發(fā)電系統(tǒng)能輸入重整工質(zhì)，重整工質(zhì)可為碳?xì)浠衔铮绮裼?，第二工質(zhì)源用于向固體氧化物燃燒電池發(fā)電系統(tǒng)能輸入第二工質(zhì)，第二工質(zhì)可為助燃?xì)怏w，如氧氣。

9.可選地，所述固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括第一工質(zhì)驅(qū)動件，所述第一工質(zhì)驅(qū)動件設(shè)置在所述預(yù)熱管路及所述重整工質(zhì)源間的路管上，用于將所述重整工質(zhì)源內(nèi)的所述重整工質(zhì)加壓并驅(qū)動至所述預(yù)熱管路中。

10.采用上述結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)橹卣べ|(zhì)在管路中的輸送提供動力，所述第一工質(zhì)驅(qū)動件可采用驅(qū)動泵體。

11.可選地，所述固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括第二工質(zhì)驅(qū)動件，所述第二工質(zhì)驅(qū)動件設(shè)置在所述第二工質(zhì)源管路上，用于將所述第二工質(zhì)源內(nèi)的所述第二工質(zhì)加壓并驅(qū)動至所述重整器、所述燃燒器及所述電堆中。

12.采用上述結(jié)構(gòu)，能夠?yàn)榈诙べ|(zhì)在管路中的輸送提供動力，所述第二工質(zhì)驅(qū)動件可采用送風(fēng)機(jī)。

13.可選地，所述電堆采用固體氧化物燃料電池堆。

14.可選地，所述第二工質(zhì)驅(qū)動件分別與所述燃燒器、所述重整器及所述換熱器的入口端管路連接，所述重整器輸出口與所述電堆的陽極入口管路連接。

15.進(jìn)一步地，所述換熱器內(nèi)包括冷路及熱路，所述冷路用于通過第二工質(zhì)，所述熱路用于通入換熱工質(zhì)，所述冷路出口與所述電堆的陰極入口管路連接。

16.進(jìn)一步地，所述燃燒器輸出口導(dǎo)出的尾氣，分成兩路，一路導(dǎo)入所述重整器內(nèi)為所述重整器供熱，另一路導(dǎo)入所述電堆的陰極為所述電堆供熱。

17.進(jìn)一步地，所述重整器的輸出口及所述電堆的陰極輸出口與所述熱路輸入口管路連接，所述重整器及所述電堆的陰極內(nèi)出口導(dǎo)出的尾氣，導(dǎo)入所述換熱器內(nèi)為所述換熱器提供換熱用工質(zhì)。

18.采用上述結(jié)構(gòu)，通過使燃燒器尾氣，分別進(jìn)入重整器、電堆的陰極，降溫后，再進(jìn)入換熱器內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燃燒器所得尾氣的充分利用，維持重整器及電堆的陰極內(nèi)的熱量平衡，并使尾氣在換熱器內(nèi)充當(dāng)供第二工質(zhì)升溫用的換熱工質(zhì)后，再排出，使尾氣內(nèi)的熱量得到充分利用，有效提高系統(tǒng)的效率。

19.可選地，所述重整工質(zhì)源還與所述燃燒器管路連接，所述重整工質(zhì)源內(nèi)的所述重整工質(zhì)經(jīng)過所述第一工質(zhì)驅(qū)動件加壓后，分成兩路，一路導(dǎo)入所述燃燒器內(nèi)，另一路導(dǎo)入預(yù)熱管路內(nèi)。

20.采用上述結(jié)構(gòu)，將重整工質(zhì)導(dǎo)入燃燒器能夠使其直接燃燒為電堆及重整器的啟動提供熱量。

21.可選地，所述預(yù)熱管路為燃燒器外壁上設(shè)置的熱交換器。

22.可選地，所述重整器上還緊貼設(shè)置有重整熱交換器，所述重整熱交換器的輸入端與所述燃燒器輸出口管路連接，用于接收所述燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的尾氣。

23.采用上述結(jié)構(gòu)，能夠維持重整器的工作環(huán)境，使其始終保持在較高的工作溫度，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行，保證重整器的產(chǎn)氫率及重整效率。

24.可選地，所述電堆上還緊貼設(shè)置有電堆熱交換器，所述電堆熱交換器的輸入端與所述燃燒器輸出口管路連接，用于接收所述燃燒器內(nèi)產(chǎn)生的尾氣。

25.采用上述結(jié)構(gòu)，能夠維持電堆陰極處的工作環(huán)境，使其工作溫度終保持在高效率區(qū)，促進(jìn)電堆內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行。

26.可選地，所述固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括流量計，所述流量計設(shè)置在所述換熱器與所述第二工質(zhì)驅(qū)動件間的管路上。

27.采用上述結(jié)構(gòu)，所述流量計的入口與第二工質(zhì)驅(qū)動件的出口相連接，所述流量計的出口與換熱器的冷端入口相連接，用于測量通過其的第二工質(zhì)流量，便于控制電堆內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行。

28.可選地，所述電堆的陽極出口處導(dǎo)出的尾氣，分為兩路，一路重新導(dǎo)入所述重整器內(nèi)，另一路導(dǎo)入燃燒器內(nèi)。

29.進(jìn)一步地，所述電堆的陽極出口處管路上還設(shè)置有第三驅(qū)動件，所述第三驅(qū)動件用于將所述電堆的陽極所導(dǎo)出的尾氣加壓，并分別導(dǎo)入所述重整器及所述燃燒器內(nèi)。

30.采用上述結(jié)構(gòu)，通過將電堆陽極所產(chǎn)生的尾氣重新導(dǎo)入重整器及燃燒器能夠提高重整器內(nèi)產(chǎn)生重整物的充分利用，第三驅(qū)動件能夠?yàn)槲矚庠诠苈分械妮斔吞峁﹦恿?，第三?qū)動件可采用高溫風(fēng)機(jī)。

31.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)實(shí)施例提供的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，使重整工質(zhì)在進(jìn)入重整器前能夠被燃燒器加熱，不僅能夠提高重整器內(nèi)反應(yīng)的啟動速度，也能夠使系統(tǒng)正常工作時，有效維持重整器內(nèi)的熱平衡，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行，其次，通過燃燒器、電堆及重整器間的管路架構(gòu)，能夠促進(jìn)電堆陽極及燃燒器所產(chǎn)生廢氣的充分利用，維持重整器及電堆的陰極內(nèi)的熱量平衡，有效提高系統(tǒng)的效率。

附圖說明

32.為了更清楚地說明本技術(shù)實(shí)施方式的技術(shù)方案，下面將對本技術(shù)實(shí)施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面所描述的附圖僅僅是本技術(shù)的一些實(shí)施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

33.圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。

34.圖2是圖1所示實(shí)施方式的換熱器結(jié)構(gòu)示意圖。

35.附圖中：

36.1、重整器；2、燃燒器；21、預(yù)熱管路；3、電堆；4、換熱器；41、冷路；42、熱路；5、第一工質(zhì)驅(qū)動件；6、第二工質(zhì)驅(qū)動件；7、第三驅(qū)動件；8、流量計。

具體實(shí)施方式

37.下面將結(jié)合附圖對本技術(shù)技術(shù)方案的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實(shí)施方式僅用于更加清楚地說明本技術(shù)的技術(shù)方案，因此只作為示例，而不能以此來限制本技術(shù)的保護(hù)范圍。

38.除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同；本文中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本技術(shù)；本技術(shù)的說明書和權(quán)利要求書及上述附圖說明中的術(shù)語“包括”和“具有”以及它們的任何變形，意圖在于覆蓋不排他的包含。

39.在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，技術(shù)術(shù)語“第一”“第二”等僅用于區(qū)別不同對象，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量、特定順序或主次關(guān)系。在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，“多個”的含義是兩個以上，除非另有明確具體的限定。

40.在本文中提及“實(shí)施方式”意味著，結(jié)合實(shí)施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包含在本技術(shù)的至少一個實(shí)施方式中。在說明書中的各個位置出現(xiàn)該短語并不一定均是指相同的實(shí)施方式，也不是與其它實(shí)施方式互斥的獨(dú)立的或備選的實(shí)施方式。本領(lǐng)域技術(shù)人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實(shí)施方式可以與其它實(shí)施方式相結(jié)合。

41.在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，術(shù)語“和/或”僅僅是一種描述關(guān)聯(lián)對象的關(guān)聯(lián)關(guān)系，表示可以存在三種關(guān)系，例如a和/或b，可以表示：單獨(dú)存在a，同時存在a和b，單獨(dú)存在b這三種情況。另外，本文中字符“/”，一般表示前后關(guān)聯(lián)對象是一種“或”的關(guān)系。

42.在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，術(shù)語“多個”指的是兩個以上(包括兩個)，同理，“多組”指的是兩組以上(包括兩組)，“多片”指的是兩片以上(包括兩片)。

43.在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，技術(shù)術(shù)語“中心”“縱向”“橫向”[0044]“長度”“寬度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“豎直”“水平”“頂”“底”“內(nèi)”“外”“順時針”“逆時針”“軸向”“徑向”“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本技術(shù)實(shí)施方式和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本技術(shù)實(shí)施方式的限制。

[0045]

在本技術(shù)實(shí)施方式的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，技術(shù)術(shù)語“安裝”“相連”“連接”“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；也可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本技術(shù)實(shí)施方式中的具體含義。

[0046]

目前，從市場形勢的發(fā)展來看，利用清潔的能量轉(zhuǎn)化裝置代理傳統(tǒng)能源粗放轉(zhuǎn)化裝置成為各個行業(yè)的共識。在現(xiàn)有化石能源的利用中，采用柴油-固體氧化物燃料電池(sofc)發(fā)電系統(tǒng)是一種可以高效清潔利用柴油的能量轉(zhuǎn)化裝置。一般情況下，柴油經(jīng)過重整后生成燃料氣供給sofc電堆3發(fā)電，電堆3產(chǎn)生的尾氣直接燃燒后排出系統(tǒng)，然而燃燒尾氣具有很高的溫度，直接排出系統(tǒng)造成熱量的浪費(fèi)，導(dǎo)致系統(tǒng)效率不夠高，且高溫尾氣的直接排放也對環(huán)境存在較大影響。

[0047]

本技術(shù)發(fā)明人注意到，現(xiàn)有柴油-sofc發(fā)電系統(tǒng)一般通過對陽極尾氣加設(shè)再循環(huán)設(shè)計解決。但是由于系統(tǒng)內(nèi)氫氣的熱值很高，導(dǎo)致燃燒尾氣的溫度仍然很高，采用循環(huán)設(shè)計后仍存在較大生產(chǎn)浪費(fèi)，且高溫尾氣的直接排放也對環(huán)境存在較大影響。

[0048]

為了緩解現(xiàn)有柴油-sofc發(fā)電系統(tǒng)資源利用率低且啟動緩慢的缺陷，申請人研究發(fā)現(xiàn)，可以通過對sofc發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部管路架構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，促進(jìn)尾氣在系統(tǒng)內(nèi)部的利用解決。具體為，提供了換熱三角形的熱交換網(wǎng)絡(luò)設(shè)計，便于將發(fā)電系統(tǒng)的主要部件：重整器1、sofc電堆3、陰極空氣熱交換器和燃燒器2集成，最大限度回收燃燒尾氣中的熱量，同時利用柴油直接燃燒為sofc電堆3和重整器1的啟動提供熱量，解決了系統(tǒng)啟動的問題。高度集成設(shè)計減少了系統(tǒng)熱損失，也減小了系統(tǒng)體積，進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率。

[0049]

基于以上考慮，為了解決現(xiàn)有柴油-sofc發(fā)電系統(tǒng)的缺陷，本技術(shù)發(fā)明人經(jīng)過深入研究，設(shè)計了一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)。

[0050]

柴油-sofc發(fā)電系統(tǒng)可以是用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)或者實(shí)驗(yàn)用的發(fā)電設(shè)備。本技術(shù)實(shí)施例對柴油-sofc發(fā)電系統(tǒng)使用場景不做特殊限制。

[0051]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。提供了一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括重整器1、及與重整器1管路連接的燃燒器2和電堆3，燃燒器2與電堆3間通過管路相連接，重整器1、燃燒器2及電堆3還與第二工質(zhì)源管路連接；燃燒器2外壁上緊貼設(shè)置有預(yù)熱管路21，預(yù)熱管路21一端與重整器1的入口端通過管路連接，另一端與重整工質(zhì)源管路連接，第二工質(zhì)源與電堆3連接管路上還設(shè)置有換熱器4，用于使通過其的第二工質(zhì)升溫。

[0052]

其中，不限地，重整工質(zhì)可為碳?xì)浠衔?，如柴油，第二工質(zhì)可為助燃?xì)怏w，如氧

氣、空氣。具體地，重整器1的工作溫度可以在500℃-1200℃。

[0053]

通過使重整工質(zhì)在進(jìn)入重整器1前能夠被燃燒器2加熱，不僅能夠提高重整器1內(nèi)反應(yīng)的啟動速度，由于系統(tǒng)高度集成，熱傳導(dǎo)快，可將啟動時間縮短50％-150％，也能夠使系統(tǒng)正常工作時，有效維持重整器1內(nèi)的熱平衡，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行，提高系統(tǒng)整體效率5-30％。重整工質(zhì)源用于向固體氧化物燃燒電池發(fā)電系統(tǒng)能輸入重整工質(zhì)，第二工質(zhì)源用于向固體氧化物燃燒電池發(fā)電系統(tǒng)能輸入第二工質(zhì)。

[0054]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括第一工質(zhì)驅(qū)動件5，第一工質(zhì)驅(qū)動件5設(shè)置在預(yù)熱管路21及重整工質(zhì)源間的路管上，用于將重整工質(zhì)源內(nèi)的重整工質(zhì)加壓并驅(qū)動至預(yù)熱管路21中

[0055]

其中，第一工質(zhì)驅(qū)動件5可采用驅(qū)動泵體。

[0056]

通過第一工質(zhì)驅(qū)動件5的設(shè)置，能夠?yàn)橹卣べ|(zhì)在管路中的輸送提供動力。

[0057]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括第二工質(zhì)驅(qū)動件6，第二工質(zhì)驅(qū)動件6設(shè)置在第二工質(zhì)源管路上，用于將第二工質(zhì)源內(nèi)的第二工質(zhì)加壓并驅(qū)動至重整器1、燃燒器2及電堆3中。

[0058]

其中，第二工質(zhì)驅(qū)動件6可采用送風(fēng)機(jī)、空氣壓縮機(jī)。

[0059]

通過第二工質(zhì)驅(qū)動件6的設(shè)置，能夠?yàn)榈诙べ|(zhì)在管路中的輸送提供動力。

[0060]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1及圖2所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示實(shí)施方式的換熱器4結(jié)構(gòu)示意圖。第二工質(zhì)驅(qū)動件6分別與燃燒器2、重整器1及換熱器4的入口端管路連接，重整器1輸出口與電堆3的陽極入口管路連接。

[0061]

其中，第二工質(zhì)驅(qū)動件6與換熱器4的冷路41入口端相連接。電堆3采用固體氧化物燃料電池堆

[0062]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1及圖2所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示實(shí)施方式的換熱器4結(jié)構(gòu)示意圖。換熱器4內(nèi)包括冷路41及熱路42，冷路41用于通過第二工質(zhì)，熱路42用于通入換熱工質(zhì)，冷路41出口與電堆3的陰極入口管路連接。

[0063]

其中，換熱工質(zhì)的溫度高于第二工質(zhì)，用于在換熱器4內(nèi)加熱第二工質(zhì)。換熱工質(zhì)可為燃燒器2、重整器1、電堆3產(chǎn)生的尾氣。

[0064]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。燃燒器2輸出口導(dǎo)出的尾氣，分成兩路，一路導(dǎo)入重整器1內(nèi)為重整器1供熱，另一路導(dǎo)入電堆3的陰極為電堆3供熱。

[0065]

通過使燃燒器2尾氣，分別進(jìn)入重整器1、電堆3的陰極，降溫后，再進(jìn)入換熱器4內(nèi)，能夠?qū)崿F(xiàn)對燃燒器2所得尾氣的充分利用，維持重整器1及電堆3的陰極內(nèi)的熱量平衡。

[0066]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1及圖2所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖，圖2是圖1所示實(shí)施方式的換熱器4結(jié)構(gòu)示意圖。重整器1的輸出口及電堆3的陰極輸出口與熱路42輸入口管路連接，重整器1及電堆3的陰極內(nèi)出口導(dǎo)出的尾氣，導(dǎo)入換熱器4內(nèi)為換熱器4提供換熱用工質(zhì)。

[0067]

通過使用重整器1及電堆3的陰極內(nèi)出口導(dǎo)出的尾氣燃燒器2尾氣作為換熱工質(zhì)，能夠使第二工質(zhì)迅速升溫，并使尾氣在換熱器4內(nèi)充當(dāng)換熱工質(zhì)后，再排出，使尾氣內(nèi)的熱量得到充分利用，有效提高系統(tǒng)的效率。

[0068]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。重整工質(zhì)源還與燃燒器2管路連接，重整工質(zhì)源內(nèi)的重整工質(zhì)經(jīng)過第一工質(zhì)驅(qū)動件5加壓后，分成兩路，一路導(dǎo)入燃燒器2內(nèi)，另一路導(dǎo)入預(yù)熱管路內(nèi)

[0069]

其中，預(yù)熱管路21為燃燒器2外壁上設(shè)置的熱交換器。重整器1上還緊貼設(shè)置有重整熱交換器，重整熱交換器的輸入端與燃燒器2輸出口管路連接，用于接收燃燒器2內(nèi)產(chǎn)生的尾氣。電堆3上還緊貼設(shè)置有電堆3熱交換器，電堆3熱交換器的輸入端與燃燒器2輸出口管路連接，用于接收燃燒器2內(nèi)產(chǎn)生的尾氣。固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)還包括流量計8，流量計8設(shè)置在換熱器4與第二工質(zhì)驅(qū)動件6間的管路上。具體地，流量計8的入口與第二工質(zhì)驅(qū)動件6的出口相連接，流量計8的出口與換熱器4的冷端入口相連接。

[0070]

具體地，燃燒器2及重整器1與夾套式換熱器4集成在一起，電堆3直接利用反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行加熱。

[0071]

使用中，啟動步驟中將一定量的重整工質(zhì)直接通進(jìn)燃燒器2中燃燒，升溫至900℃-1000℃，優(yōu)選為950℃，燃燒尾氣通過與重整器1和電堆3進(jìn)行熱交換，為其提供啟動所需的熱量。啟動完成后，柴油經(jīng)過燃燒器2外壁加熱再進(jìn)入重整器1進(jìn)行重整。

[0072]

通過將重整工質(zhì)分別導(dǎo)入燃燒器2及預(yù)熱管路內(nèi)，能夠使其直接燃燒為電堆3及重整器1的啟動提供熱量。通過重整熱交換器的設(shè)置，能夠維持重整器1的工作環(huán)境，使其始終保持在較高的工作溫度，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行，保證重整器1的產(chǎn)氫率及重整效率。通過電堆3熱交換器的設(shè)置，能夠維持電堆3陰極處的工作環(huán)境，使其工作溫度終保持在高效率區(qū)，促進(jìn)電堆3內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行。通過流量計8的設(shè)置，用于測量通過其的第二工質(zhì)流量，便于控制電堆3內(nèi)反應(yīng)的進(jìn)行

[0073]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。電堆3的陽極出口處導(dǎo)出的尾氣，分為兩路，一路重新導(dǎo)入重整器1內(nèi)，另一路導(dǎo)入燃燒器2內(nèi)。

[0074]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，可選地，如圖1所示，圖1是本技術(shù)一實(shí)施方式的管路架構(gòu)示意圖。電堆3的陽極出口處管路上還設(shè)置有第三驅(qū)動件7，第三驅(qū)動件7用于將電堆3的陽極所導(dǎo)出的尾氣加壓，并分別導(dǎo)入重整器1及燃燒器2內(nèi)。

[0075]

其中，第三驅(qū)動件7可為高溫風(fēng)機(jī)。

[0076]

通過將電堆3陽極所產(chǎn)生的尾氣重新導(dǎo)入重整器1及燃燒器2能夠提高重整器1內(nèi)產(chǎn)生重整物的充分利用，第三驅(qū)動件7能夠?yàn)槲矚庠诠苈分械妮斔吞峁﹦恿?，第三?qū)動件7可采用高溫風(fēng)機(jī)。

[0077]

在本技術(shù)一些實(shí)施方式中，第二工質(zhì)，如空氣，通過管道經(jīng)過第二工質(zhì)驅(qū)動件6加壓至110kpa-130kpa后，優(yōu)選為120kpa，分為三股，一股通入重整器1中參與重整反應(yīng)；一股進(jìn)入燃燒器2發(fā)生燃燒反應(yīng)；一股進(jìn)入換熱器4，換熱后加熱到750℃-850℃，優(yōu)選為800℃，通入電堆3陰極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。重整工質(zhì)，如柴油，通過管道經(jīng)過第一工質(zhì)驅(qū)動件5加壓到180kpa-220kpa后，優(yōu)選為200kpa，分為兩股，一股直接進(jìn)入燃燒器2燃燒供熱；另一股進(jìn)入重整器1參與重整反應(yīng)，生成重整產(chǎn)物，重整產(chǎn)物的組分可為氫氣、一氧化碳、甲烷、水、二氧

化碳等物質(zhì)的混合物。重整產(chǎn)物進(jìn)入電堆3陽極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成陽極尾氣。陽極尾氣主要包括二氧化碳和水，少量氫氣、一氧化碳和甲烷。陽極尾氣經(jīng)過第三驅(qū)動件7加壓后分為兩股，一股返回重整器1，為重整反應(yīng)提供水蒸氣；另一股進(jìn)入燃燒器2進(jìn)行燃燒，為重整器1和電堆3的保溫提供熱量。燃燒器2出口的燃燒尾氣先分為兩股，一股與重整器1進(jìn)行熱交換，為其保溫，另一股給電堆3保溫。隨后兩股尾氣又合為一股為換熱器4提供換熱工質(zhì)，再由換熱器4排出。

[0078]

最后應(yīng)說明的是：以上各實(shí)施方式僅用以說明本技術(shù)的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實(shí)施方式對本技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實(shí)施方式所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本技術(shù)各實(shí)施方式技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本技術(shù)的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。尤其是，只要不存在結(jié)構(gòu)沖突，各個實(shí)施方式中所提到的各項(xiàng)技術(shù)特征均可以任意方式組合起來。本技術(shù)并不局限于文中公開的特定實(shí)施方式，而是包括落入權(quán)利要求的范圍內(nèi)的所有技術(shù)方案。技術(shù)特征：

1.一種固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括重整器(1)、及與重整器(1)管路連接的燃燒器(2)和電堆(3)，所述燃燒器(2)與所述電堆(3)間通過管路相連接，所述重整器(1)、燃燒器(2)及電堆(3)還與第二工質(zhì)源管路連接；其中，所述燃燒器(2)外壁上緊貼設(shè)置有預(yù)熱管路(21)，所述預(yù)熱管路(21)一端與所述重整器(1)的入口端通過管路連接，另一端與重整工質(zhì)源管路連接，所述第二工質(zhì)源與所述電堆(3)連接管路上還設(shè)置有換熱器(4)，用于使通過其的所述第二工質(zhì)升溫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第一工質(zhì)驅(qū)動件(5)，所述第一工質(zhì)驅(qū)動件(5)設(shè)置在所述預(yù)熱管路(21)及所述重整工質(zhì)源間的路管上，用于將所述重整工質(zhì)源內(nèi)的所述重整工質(zhì)加壓并驅(qū)動至所述預(yù)熱管路(21)中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括第二工質(zhì)驅(qū)動件(6)，所述第二工質(zhì)驅(qū)動件(6)設(shè)置在所述第二工質(zhì)源管路上，用于將所述第二工質(zhì)源內(nèi)的所述第二工質(zhì)加壓并驅(qū)動至所述重整器(1)、所述燃燒器(2)及所述電堆(3)中。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述第二工質(zhì)驅(qū)動件(6)分別與所述燃燒器(2)、所述重整器(1)及所述換熱器(4)的入口端管路連接，所述重整器(1)輸出口與所述電堆(3)的陽極入口管路連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱器(4)內(nèi)包括冷路(41)及熱路(42)，所述冷路(41)用于通過第二工質(zhì)，所述熱路(42)用于通入換熱工質(zhì)，所述冷路(41)出口與所述電堆(3)的陰極入口管路連接。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述燃燒器(2)輸出口導(dǎo)出的尾氣，分成兩路，一路導(dǎo)入所述重整器(1)內(nèi)為所述重整器(1)供熱，另一路導(dǎo)入所述電堆(3)的陰極為所述電堆(3)供熱。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述重整器(1)的輸出口及所述電堆(3)的陰極輸出口與所述熱路(42)輸入口管路連接，所述重整器(1)及所述電堆(3)的陰極內(nèi)出口導(dǎo)出的尾氣，導(dǎo)入所述換熱器(4)內(nèi)為所述換熱器(4)提供換熱用工質(zhì)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述重整工質(zhì)源還與所述燃燒器(2)管路連接，所述重整工質(zhì)源內(nèi)的所述重整工質(zhì)經(jīng)過所述第一工質(zhì)驅(qū)動件(5)加壓后，分成兩路，一路導(dǎo)入所述燃燒器(2)內(nèi)，另一路導(dǎo)入預(yù)熱管路(21)內(nèi)。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電堆(3)的陽極出口處導(dǎo)出的尾氣，分為兩路，一路重新導(dǎo)入所述重整器(1)內(nèi)，另一路導(dǎo)入燃燒器(2)內(nèi)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述電堆(3)的陽極出口處管路上還設(shè)置有第三驅(qū)動件(7)，所述第三驅(qū)動件(7)用于將所述電堆(3)的陽極所導(dǎo)出的尾氣加壓，并分別導(dǎo)入所述重整器(1)及所述燃燒器(2)內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)

本申請?zhí)峁┝艘环N固體氧化物燃料電池發(fā)電系統(tǒng)，包括重整器、及與重整器管路連接的燃燒器和電堆，所述燃燒器與所述電堆間通過管路相連接，所述重整器、燃燒器及電堆還與第二工質(zhì)源管路連接；其中，所述燃燒器外壁上緊貼設(shè)置有預(yù)熱管路，所述預(yù)熱管路一端與所述重整器的入口端通過管路連接，另一端與重整工質(zhì)源管路連接，所述第二工質(zhì)源與電堆連接管路上還設(shè)置有換熱器，用于使通過其的所述第二工質(zhì)升溫。使重整工質(zhì)在進(jìn)入重整器前能夠被燃燒器加熱，不僅能夠提高重整器內(nèi)反應(yīng)的啟動速度，也能夠使系統(tǒng)正常工作時，有效維持重整器內(nèi)的熱平衡，促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行。促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行。促進(jìn)重整反應(yīng)的進(jìn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：于波 王玉軍 張文強(qiáng) 陳靖

受保護(hù)的技術(shù)使用者：清華大學(xué)

技術(shù)研發(fā)日：2021.11.17

技術(shù)公布日：2022/3/21