[发明专利]固体氧化物燃料电池系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物燃料电池系统，并且具体地涉及一种包括固体氧化物燃料电池组和燃气涡轮发动机的固体氧化物燃料电池系统。

背景技术

WO2004032273A2公开了一种包括固体氧化物燃料电池组和燃气涡轮发动机的固体氧化物燃料电池系统，其中，从固体氧化物燃料电池组的阴极离开的未用氧化剂的一部分与供给至固体氧化物燃料电池组的阴极的新氧化剂一起再循环，从而对供给至固体氧化物燃料电池组的阴极的新氧化剂进行预热。由新氧化剂驱动的氧化剂喷射器用于将未用氧化剂再循环回至固体氧化物燃料电池组的阴极。

此固体氧化物燃料电池系统的问题在于，氧化剂喷射器在燃气涡轮发动机的压缩机与膨胀器、涡轮之间的定位产生非常大的压力损失，并且这需要为固体氧化物燃料电池系统设计专门的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机的特定设计提高了固体氧化物燃料电池系统的总成本。

发明内容

因此，本发明试图提供一种降低优选地克服上文提到的问题的固体氧化物燃料电池系统。

因此，本发明提供一种包括固体氧化物燃料电池组和燃气涡轮发动机的固体氧化物燃料电池系统，固体氧化物燃料电池组包括至少一个固体氧化物燃料电池，每个固体氧化物燃料电池包括电解质、阳极以及阴极，燃气涡轮发动机包括压缩机和布置成驱动压缩机的涡轮，压缩机布置成将氧化剂经由氧化剂混合器供给至至少一个固体氧化物燃料电池的阴极，氧化剂混合器布置成将来自至少一个固体氧化物燃料电池的阴极的未用氧化剂的一部分与来自压缩机的氧化剂一起供给回至至少一个固体氧化物燃料电池的阴极，固体氧化物燃料电池系统还包括附加压缩机和布置成驱动附加压缩机的附加涡轮，压缩机布置成将氧化剂供给至附加压缩机，附加压缩机布置成将氧化剂供给至氧化剂混合器，并且固体氧化物燃料电池组布置成将废气供给至涡轮。

固体氧化物燃料电池系统还可以包括冷却器和回热式换热器，压缩机可以布置成将氧化剂经由冷却器供给至附加压缩机，附加压缩机可以布置成将氧化剂经由回热式换热器供给至氧化剂混合器，固体氧化物燃料电池组可以布置成将废气供给至涡轮并且涡轮可以布置成将废气供给通过回热式换热器从而加热流动通过回热式换热器的氧化剂。

压缩机可以布置成将氧化剂的一部分经由冷却器供给至附加压缩机并且压缩机可以布置成将氧化剂的一部分供给至附加涡轮。

回热式换热器可以布置成将由附加压缩机供给的氧化剂的一部分供给至氧化剂混合器，并且回热式换热器可以布置成将由附加压缩机供给的氧化剂的一部分供给至附加涡轮。

冷却器可以布置成将由压缩机供给的氧化剂的一部分供给至附加压缩机，并且冷却器可以布置成将由压缩机供给的氧化剂的一部分供给至附加涡轮。

至少一个固体氧化物燃料电池的阴极可以布置成将未用氧化剂的一部分供给至燃烧室，至少一个固体氧化物燃料电池的阳极布置成将未用燃料的一部分供给至燃烧室并且燃烧室布置成将燃烧室的废气的至少一部分供给至涡轮。

燃烧室可以布置成将燃烧室废气的一部分供给至涡轮。

燃烧室可以布置成将燃烧室的废气的这部分供给至穿过换热器的第一流动路径，并且氧化剂混合器布置成将来自至少一个固体氧化物燃料电池的阴极的未用氧化剂的一部分与来自压缩机的氧化剂一起经由穿过换热器的第二流动路径供给回至至少一个固体氧化物燃料电池的阴极。

附加压缩机可以布置成将氧化剂经由回热式换热器供给至附加混合器，燃烧室布置成将燃烧室的废气供给至附加混合器，附加混合器布置成将氧化剂和燃烧室的废气供给至穿过换热器的第一流动路径。

换热器可以布置成将从穿过换热器的第一流动路径离开的氧化剂和燃烧室废气的第一部分供给至燃烧室并且换热器布置成将从穿过换热器的第一流动路径离开的氧化剂和燃烧室的废气的第二部分供给至涡轮。

附加压缩机可以是风扇或者鼓风机。附加混合器可以是附加喷射器。氧化剂混合器可以是氧化剂喷射器。