CN1516310A - 带有再循环空气和燃料流的集成燃料电池混合发电厂 - Google Patents

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Abstract

一种混合发电厂(10)，包括至少一个有一阴极入口(56)和一沿再循环流道(122)与阴极入口存在流体连通的阴极出口(106)的燃料电池(72)。一个转化器(36)转化空气和燃料，而该燃料电池包括一个与转化器存在流体连通的阳极入口(108)和一个沿一再循环流道(136)与转化器流体连通的阳极出口(110)。压缩空气供给到受涡轮机排气(52)加热的同流换热器(20)，而加热的压缩空气在进入燃料电池之前与再循环的排气(120)混合。尾气燃烧器(38)燃烧阴极排气和转化的残余燃料(136)的混合物，而燃气被直接引向涡轮机(12)。

Description

带有再循环空气和燃料流的集成燃料电池混合发电厂
发明背景
本发明总的涉及发电厂，更具体地涉及包括集成燃料电池的混合发电厂。
在某些混合发电系统中，燃料电池与常规的燃气轮机联用以提高发电厂的发电量。已知的燃料电池如固体氧化物燃料电池包括多个固体燃料电池，后者使一种气体燃料如转化的天然气与空气反应而产生电力和热气体。燃气轮机压缩机将空气供给在高压下操作的燃料电池，而燃料电池产生在涡轮机中膨胀的热气体。燃料电池叠层的排出空气与燃料电池叠层的排出燃料化合而生成的释放热转化为发电厂的涡轮机部分中的功。这样，固体氧化物燃料电池发电机和涡轮机两者产生电力。参见(例如)美国专利No.5,413,879。但是，已知这些系统在若干方面有缺点。
例如，燃料电池叠层被要求在狭窄的温度限度内操作，这种限度是由为了产生电力而在其中产生的物理和热动力学过程强加的。通常使用一个再生的热交换器来将燃料电池的入口空气流升高到可以接受的温度。该再生的热交换器使发电厂增加可观的费用和复杂性，这在某些用途中是不允许的。
此外，一旦燃料电池达到可以接受的入口温度，保持均匀的燃料电池叠层温度和出口温度也常常需要供给大大超过燃料电池中化学发电所需的空气。供给该过量空气来保持燃料电池中的均匀温度往往造成大的压缩损失。提供过量空气往往降低发电厂涡轮机部分的入口温度和损失系统的总的热动力效率。
还有，固体氧化物燃料电池通常并不转化所有输入燃料电池入口的燃料。从燃料电池来的出口流的成分主要包括CO、CO2、H2和与平衡物种一起H2O。在缺少燃烧部分废燃料的手段时，这些成分的热量浪费了，由此降低了发电厂的热动力效率。此外，当燃料电池的燃料没有完全转化时，没有燃烧的碳氢化合物也可能不希望有地排放到大气中去。
人们希望能提供一种热动力效率提高而废气排放减小的费用较低的发电厂。
发明简述
按照本发明的一个方面，提供一种混合发电厂。该发电厂包括至少一个燃料电池，后者包括一阴极入口和一阴极出口，所述阴极出口沿一再循环流道与所述阴极入口存在流体连通。
按照本发明的另一方面，提供一种混合发电厂。该发电厂包括一个转化燃料的转化器，而至少一个燃料电池包括一个与所述转化器存在流体连通的阳极入口，所述阳极出口沿一再循环流道与所述转化器存在流体连通。
按照本发明的又一方面，提供一种发电厂。该发电厂包括一个压缩机、一个与所述压缩机存在液体流通的同流换热器，和至少一个与所述同流换热器存在流体连通而为所述燃料电池提供空气的燃料电池。该燃料电池包括一个阴极入口和一个阴极出口，而该阴极入口与所述同流换热器存在流体连通以便接受压缩空气。
按照本发明的另一方面，提供一种混合发电厂。该发电厂包括一个压缩机、一个与所述压缩机存在流体连通的同流换热器，和一个与所述同流换流器存在流体连通而为所述燃料电池叠层提供空气的燃料电池叠层。该燃料电池包括一个阴极入口和一个阴极出口，而该阴极入口与所述阴极出口存在流体连通以接受压缩空气。一个同流换热器做成从所述涡轮机的排气在压缩空气进入所述阴极入口之前传送热量给压缩空气。
按照本发明的另一方面，提供一种混合发电厂。该发电厂包括一个转化器和一个燃料电池，该燃料电池包括一个与所述转化器存在流体连通的阳极入口。该阳极出口沿一再循环路径与所述转化器存在流体连通，而一个尾气燃烧器与所述阳极出口存在流体连通。该尾气燃烧器燃烧空气和阳极排气流的混合物。
按照本发明的另一方面，提供一种混合发电厂。该发电厂包括一个燃气轮机部分和一个燃料电池部分。该燃气轮机部分包括一个涡轮机、一个由所述涡轮机驱动的压缩机和一个接受从所述压缩机来的被从涡轮机来的排气加热的空气的同流换热器。该燃料电池部分包括一个燃料电池叠层，后者包括一阴极入口和一阴极出口。该同流换热器向所述阴极入口供给空气，而该阴极出口沿一阴极再循环流道与所述阴极入口存在流体连通。一台鼓风机做成从所述阴极出口将空气再循环到所述阴极入口。该燃料电池部分还包括一个与所述转化器存在流体连通的阳极入口，而所述阳极出口沿一再循环路径与所述转化器存在流体连通。一个转化器沿一阳极再循环路径与所述阳极出口存在流体连通，而一尾气燃烧器与所述阳极出口和所述转化器存在流体连通。该尾气燃烧器接受从所述阳极出口来的燃料排气和从所述转化器来的一部分空气的混合物，而且该尾气燃烧器向所述涡轮机排放燃气。
按照本发明的另一方面，提供一种包括一燃料电池的发电厂，该燃料电池包括一个阳极、一个阴极和一种安置在两极之间的电解质。该阴极有一阴极入口和一阴极出口以及一条空气再循环流道，该流道将所述阴极出口连接在所述阴极入口上，以便再循环一部分阴极出口流体以加流阴极入口流体。
按照本发明的另一方面，提供一种尾气燃烧器系统。该系统包括至少一个燃料电池，该燃料电池包括一个阳极、一个阴极和一种安置在两极之间的电解质，所述阳极包括一个阳极入口和一个阳极出口而所述阴极包括一个阴极入口和一个阴极出口。一个尾气燃烧器包括联接在所述阳极出口和所述阴极出口上的尾气入口和尾气出口，以便用至少一部分阴极出口流来氧化一部分阳极出口流而产生尾气燃烧器出口流，而一个尾气旁路流连接在所述阴极出口和所述尾气燃烧器出口上，以便围绕所述尾气燃烧器而使一部分所述阴极出口流旁路。
按照本发明的又一方面，提供了一种综合燃气轮机和燃料电池的方法。该燃料电池包括一个阴极入口和一个阴极出口与一个阳极入口和一个阳极出口，而该方法包括将压缩空气流引入阴极入口，将压缩燃料流引入阳极入口，并在该燃料电池内使所述空气流与所述燃料流产生电化学反应，从而产生阳极出口流和阴极出口流并发电。该阳极出口流和阴极出口流的温度分别高于阳极入口流和阴极入口流的温度，而该方法还包括将一部分阴极出口流再循环到阴极入口流中，以加热引入阴极入口的压缩空气流。
附图简述
图1是一个示例性的集成燃料电池混合发电厂的示意图。
图2是图1中所示的发电厂所用的一个示范的燃料电池叠层的示意图。
图3是图1中所示的发电厂所用的一个示范的燃料电池组件的透视图。
图4是一个集成燃料电池混合发电厂的第二实施例的示意图。
发明详述
图1示意例示一种示例性的联合燃气轮机和燃料电池混合发电厂10，包括一个燃料电池部分和一个涡轮机部分，用于彼此串联地发电。涡轮机部分包括一台压缩机12、一台涡轮机14、一个通过它能让涡轮机14驱动压缩机12的转子16、一台发电机18和一台同流换热器20。燃料电池部分包括一台燃料泵20、一个脱硫器32、一个燃料电池叠层34、一个燃料电池叠层34用的燃料预成形器36、一个尾气燃烧器38、一个催化室40和一个排风机42。如下面稍详细地说明的，虽然发电厂10的基本组成部分是众所周知的，但通过发电厂组成部分与再循环流道的关键性连接提高了系统的性能和效率而获得了已知发电厂的效率提高。如下面将见到的，提高发电厂效率的办法是再循环从燃料电池部分排出的空气和燃料流而从系统的燃料电池和涡轮机部分中的空气和燃料流中提取尽可能多的功，而且为了燃料电池部分的利益而利用涡轮机部分中产生的热量。
在操作中，压缩机12是一台包括几排静叶片和转动叶片的多级压缩机，压缩机12吸入周围空气而在其出口处产生压缩空气流50。压缩空气流50沿一流道被引向同流换热器20，后者是一种包括隔离的流道的已知类型的换热器。压缩空气流在一条同流换热器流道中进入同流换热器20，而涡轮机排气流52在另一条同流换热器流道中通入同流换热器20，由此从涡轮机排气来的热量传送给从压缩机出口来的压缩空气流50而不会混合压缩空气流50和涡轮机排气流52。因此压缩空气流50在同流换热器20中被涡轮机排气流52加热，而加热的压缩空气流54从同流换热器20中出来并流到燃料电池叠层34的阴极入口56而在其中提供一种氧化剂。通过用涡轮机排气52加热压缩空气流50，免去了提高燃料电池氧化剂温度的常规加热器和/或再生热交换器的费用，而涡轮机排气流52在被排入大气中之前受到冷却。
在一个示例性实施例中，按照如图2中例示的已知的燃料电池，燃料电池叠层34包括若干互联器70，每个互联器70形成一个燃料歧管。每个互联器70也包括至少一个用于流动一种试剂如氧化剂的流动场或一个燃料跨接互联器70。互联器70中的示范的流动场是用具有足够的导电性、抗氧化性而保持机械强度并在燃料电池的操作条件下能化学稳定的金属制成的。
燃料电池叠层34也包括至少一个燃料电池单元72，后者包括阳极74、阴极76与安置在阳极74和阴极76之间的电解质78。电解质78相对于燃料和氧化剂两者是不可渗透的。在一个示范的实施例中，燃料电池单元70是固体氧化物燃料电池(SOFC)单元，带一种氧离子导电的固体电解质，如钇稳定的氧化锆(YSZ)、掺铈的氧化锆或锰酸镧锶镓，虽然在其它实施例中燃料电池单元70可以包括如质子交换膜(PEM)电解质、熔融碳酸盐电解质或其它已知的适合用于燃料电池叠层34中的已知的电解质物质。
阴极74的位置邻近各自的互联器70并做成与互联器70又电连接又流体连通。互联器70的流动场供给电连接和场流体连通两者，而流动场做成引导燃料流从燃料吸入歧管在阳极74的表面上通入燃料排气歧管。同样，阴极76的位置邻近互联器76并做成与互联器70又电连接又流体连通。互联器70的流动场对阴极76提供电连接并做成引导氧化剂流如空气经过阴极76的表面。互联器70包括若干密封细部防止燃料流过阴极76和氧化剂流过阳极74。
为了跨越叠层34产生较大的电压，燃料电池34包括若干个排列成垂直叠层的燃料电池单元72。如该技术的专业人员所知道的，图2中示出的三个平面的燃料电池单元72只用于例示目的，而叠层34中包括的平面燃料电池单元72的具体数目将随叠层34的功率要求而变。在例示的实施例中，每两对相邻的平面燃料电池单元72共用一个互联器72，该互联器72与邻接的一个平面燃料电池单元70的阳极74存在电连接和流体连通而与另一邻接的平面燃料电池单元72的阴极76存在电连接和流体连通。对于这个特定的实施例，被相邻的平面燃料电池72共用的每个互联器70在其每一侧包括一流动场，用于电连接和对相邻的平面燃料电池单元70提供对相邻的阳极74和阴极76的流体连通。
为了封闭叠层34和从平面燃料电池单元72收集电流，燃料电池叠层34包括一个安置在上面的平面燃料电池单元72之上的顶端板80和一个安置在下面的平面燃料电池单元72之下的底端板82。每个板80、82适合于电流收集，而示范的顶端板80和底端板82用铁素体不锈钢制成。此外，端板80、82罩住燃料电池叠层34，防止燃料和氧化剂旁路通过燃料电池叠层10。两个端板82、84之间的电动势为燃料电池叠层34的总电压并等于单个电池72的电压之和。
如图3中所示，燃料电池叠层34可以集成在一个包括一具有入口56和出口106的容器102的组件100中，该组件做成分别接受和排出一种氧化剂如空气。若干个燃料电池叠层34在容器102内排到成环。至少一个燃料电池叠层34有一个燃料入口108，至少一个燃料电池叠层34有一燃料出口110，分别用于接受和排出燃料流。管道112连接各叠层34而提供从一个叠层到另一叠层的燃料流。每个燃料电池叠层34包括燃料吸入和排出歧管与氧化剂吸入和排出歧管，用于从燃料电池叠层34的互联器70(示于图2)接受和排出燃料流和氧化剂流。
空气入口56和空气出口106在这里分别称作阴极入口和阴极出口，因为它们分别为燃料电池34和阴极提供氧化剂空气流。同样，燃料入口108和燃料出口110在这里分别称作阳极入口和阳极出口，因为它们分别为燃料电池34的阳极提供燃料流。
回来参照图1，从同流换热器20来的加热的压缩空气流54通过阴极入口56进入燃料电池叠层34并通过叠层34中的燃料电池单元流动，从而与也通过燃料电池单元流动的燃料(下面讨论)产生化学反应而提供电力。废气120从燃料叠层34通过阴极出口106排出，并部分转向进入低压再循环流道122而与增压装置如鼓风机42连通。鼓风机42提高空气的压力并在高压再循环流道124中排出空气而提供再循环的空气流，后者反馈到从同流换热器20来的压缩的加热空气流54中。再循环流道124中的再循环空气流因而在流道结合部126处与新鲜空气流54混合。从燃气叠层34排出的再循环废气与通过再循环流道124的新鲜空气54的混合在几个方面有好处。
例如，从燃料电池叠层34来的热废气的再循环和其与从压缩机空气54来的新鲜空气的混合通过直接的聚集和热传递过程而提高了阴极入口56处的空气温度。因此省去了通过常规系统中的换热器来提供扩散的热传递。与同流换热器20中的涡轮机废气流52联合而加热压缩空气50，可以利用一个成本低得多的不太复杂的换热器，如同流换热器20。
此外，从燃料电池叠层排气通过流道124的再循环空气增大了在阴极入口56处通往燃料电池叠层34的空气整体流动速率，并有利于提高系统性能的基本上恒定的全系统空气流动速率。
在阴极入口56处通往叠层34的增大的空气整体流在叠层内产生更大的温度均匀性，并进一步提高了燃料电池叠层34的性能。像这样，对于给定的叠层温度恒定范围，更高的燃料流动速率是可能的。在基本上恒定的全系统空气流处的较高的燃料流动速率减小了全部剩余空气的量，并由此提高了涡轮机14的点火温度，如下面说明的，还提高了全系统性能。
再进一步，有了与通过流道124的新鲜空气供给混合的充分的再循环空气量，可以相对于进入的新鲜空气接近燃料电池叠层的化学计量操作的限度。
更进一步，再循环空气流道124有效地减小了燃料电池叠层34中O2浓度的阴极浓度，后者已知是热燃料电池中关键的品质降低的机制。因此相信，再循环空气流道124提高了热燃料电池的性能和寿命。
没有转向到鼓风机42进行再循环的一部分阴极排气120流向转化器36，在转化器36中气态碳氢化合物可以例如在蒸气和镍催化器的存在下转化为氢和一氧化碳。从阴极排气120来的热量由此传递给转化器36，后者转过来在进入燃料电池叠层34之前加热流入转化器36的较冷燃料(下面叙述)。在不同的实施例中，燃料转化可以在一个外部的燃料转化器36或在一个与燃料电池叠层34一体化的转化器中完成。
在不同实施例中可以是天然气或煤衍生的燃气的气态燃料由燃料泵30驱动而通过脱硫器32，在一个示范实施例中脱硫器32包括一个含硫吸附剂的床，燃料通过该床流动。从涡轮机排气52来的热量传送到脱硫器32而在从发电厂10排放之前加温那里的燃料。因此省去了脱硫器32用的外部加热器的复杂性和花费，而涡轮机排气在从发电厂排放之前受到冷却。
脱硫的燃料130从脱硫器32流到转化器36，使得燃料可以在进入燃料电池叠层34的燃料电池之前在那里转化。例如，燃料受到转化而改变其成分，从甲烷或天然气变为用于燃料电池中反应的可接受的成分(如氢、CO2和水)。一旦在那里受到处理，转化的燃料132从转化器36流到阳极入口108并进入叠层34的燃料电池。一旦在燃料电池中耗尽，废燃料134从燃料电池叠层34通过阳极排气110排出。一部分排出的燃料134转入一条再循环的燃料流流动路径136而与新鲜的脱硫燃料130在结合部137处混合。热的排出燃料通过再循环流动流道136的再循环进一步免去了外部的燃料加热器并将没有作废的燃料重新引入燃料电池叠层34，由此提高了该系统中的燃料效率。排出燃料的再循环可以例如用鼓风机、喷射泵、另一增压装置或该技术中知道的其它装置来完成。在又一个和/或替代的实施例中，可以向燃料引入蒸汽来便于转化。
没有转到再循环流流道136的一部分排出燃料134被送到一个尾气燃烧器38中而在那里燃烧。从燃料电池叠层34来的一部分废的(即耗尽了氧的)空气139也被送入尾气燃烧器38中，而废气139和排出燃料134的混合物在尾气燃烧器38中燃烧。燃烧排气138被送到燃气轮机14中的工作流体路径内，为涡轮机14中的气体的膨胀提供增加的热量和压力。一部分没有流到尾气燃烧器38中的废气139在尾气燃烧器旁路流道中被引到催化室40去净化那里的空气。从催化室40来的净化空气140在进入涡轮机14的工作流体流道之前与尾气燃烧器38的排气138混合而产生送往燃气轮机14的净化的排气流142，由此减少了发电厂10的排出物。
虽然相信催化室40在一个示范实施例中是有利的，但可以理解，本发明的优点也可以在没有催化室时体现出来而并不偏离本发明的范围。
通过控制废气139和排出燃料134在尾气燃烧器38中的注入，可以保证燃料/空气混合物是贫燃料的混合物并在可燃范围内。因此，实际上留在排出燃料流134中的燃料成分是在尾气燃烧器中燃烧的，由此充分利用了系统中的燃料，并防止在发电厂10的排气中排入燃料。
从尾气燃烧器38和催化室40来的热排气142被送到燃气轮机14的工作流体路径中，而该排气的热动力膨胀产生功并在其中施加动力而驱动涡轮机，涡轮机转而在发电机18中发电。从发电机18和燃料电池叠层34来的电转化成适当形式并输往如图1中电网144所示的电力分配供应网。
至少由于上述理由，发电厂10提供与已知系统有关的更好的全厂性能，并通过再循环流道提供涡轮机构造的冷却和燃料电池叠层的温度控制的改善，同时免去了将燃料电池叠层保持在所要温度的常规换热器的复杂性和费用。燃料电池叠层阴极排气的再循环也便于控制通往燃料电池叠层的入口空气的温度，这转过来又能更精确地控制燃料电池叠层内的温度和升高和均匀性。燃料电池叠层阴极排气的再循环提高了涡轮机部分的入口温度而在涡轮机中提供更多的功，通过减少阴极侧面的氧化而延长了性能的保持，允许燃料电池叠层在接近化学计量的条件下操作，并在向大气排放发电厂废气之前简化了废气的后处理。
图4是具有发电厂10的基本部件(示于图1)的集成燃料电池混合发电厂200，其中相同的部件具有相同的标号。
在发电厂200的燃气轮机部分中，压缩机12向同流换热器20供给压缩空气，而如上所述，同流换热器20内的压缩空气受涡轮机排气52的加热，从而产生供给到阴极入口56的加热空气流。在燃料电池34中，空气如上所述地与燃料反应而发电。
从燃料电池34的阴极出口106排出的废空气120通往转化器36。从阴极排气120来的热量由此转移给转化器36，后者转而加热在进入燃料电池叠层34之前流入重整器36的较冷的燃料。阴极排气120因此作为冷却的废气139从转化器36流出。一部分废气139转到与鼓风炉42流体连通的低压再循环流道122。鼓风炉将路径122中的废气排入高压再循环流道124，后者在进入燃料电池叠层34之前与加热的压缩空气混合。阴极排气通过再循环路径124与新鲜空气54混合的好处如上面所述。
在不同的实施例中可以是天然气或煤衍生的燃气由燃料泵30驱动而通过脱硫器32。从涡轮机排气52来的热量传送到脱硫器32中而在从发电厂10排放之前加温那里的燃料。因此省去了脱硫器32用的外部加热器的复杂性和花费，而涡轮机排气在从发电厂排放之前受到冷却。
脱硫的燃料130从脱硫器32流到转化器36，使得燃料可以在进入燃料电池叠层34的燃料电池之前在那里转化。例如，燃料受到转化而改变其成分，从甲烷或天然气变为用于燃料电池中反应的可接受的成分(如氢、CO2和水)。一旦在那里受到处理，转化的燃料132从转化器36流到阳极入口108并进入叠层34的燃料电池。一旦在燃料电池中耗尽，废燃料134从燃料电池叠层34通过阳极排气110排出。一部分排出的燃料134转入一条再循环的燃料流流动路径136而与新鲜的脱硫燃料130在结合部137处混合。热的排出燃料通过再循环流动流道136的再循环进一步免去了外部的燃料加热器并将没有作废的燃料重新引入燃料电池叠层34，由此提高了该系统中的燃料效率。
没有转到再循环流流道136的一部分排出燃料134被送到一个尾气燃烧器38中而在那里燃烧。从燃料电池叠层34来的一部分废的(即耗尽了氧的)空气139也被送入尾气燃烧器38中，而废气139和排出燃料134的混合物在尾气燃烧器38中燃烧。燃烧排气138被送到燃气轮机14中的工作流体路径内，为涡轮机14中的气体的膨胀提供增加的热量和压力。一部分没有流到尾气燃烧器38中的废气139被引到尾气燃烧器旁路流道和催化室40去净化那里的空气。从催化室40来的净化空气140在进入涡轮机14的工作流体流道之前与尾气燃烧器38的排尾138混合而产生送往燃气轮机14的工作流道的净化的排气流142，由此减小了发电厂200的排出物。
虽然相信催化室40在一个示范实施例中是有利的，但可以理解，本发明的优点也可以在没有催化室时体现出来而并不偏离本发明的范围。
通过控制废气139和排出燃料134在尾气燃烧器38中的注入，可以保证燃料/空气混合物是贫燃料的混合物并在可燃范围内。因此，实际上留在排出燃料流134中的燃料成分是在尾气燃烧器中燃烧的，由此充分利用了系统中的燃料，并防止在发电厂10的排气中排放燃料。
从尾气燃烧器38和催化室40来的热排气142被送到燃气轮机14的入口中，而该排气的热动力膨胀产生功并施加动力而驱动涡轮机，涡轮机转而在发电机18中发电。从发电机18和燃料电池叠层34来的电转化成适当形式并输送如图1中电网144所示的电力分配供应网。
至少由于上述理由，发电厂200提供与已知系统有关的更好的全厂性能，并通过再循环流道提供涡轮机构造的冷却和燃料电池叠层的温度控制的改善，同时免去了将燃料电池叠层保持在所要温度的常规换热器的复杂性和费用。燃料电池叠层阴极排气的再循环也便于控制通往燃料电池叠层的入口空气的温度，这转过来又能更精确地控制燃料电池叠层内的温度的升高和均匀性。燃料电池叠层阴极排气的再循环提高了涡轮机部分的入口温度而在涡轮机中提供更多的功，通过减少阴极侧面的氧化而延长了性能的保持，允许燃料电池叠层在化学计量条件下操作，并在向大气排放发电厂废气之前简化了废气的后处理。
拿发电厂200与发电厂10(示于图1中)比较，分析表明，发电厂200的总性能和效率比发电厂10更好，而发电厂10的冷却比发电厂200好。
虽然已经用各种特定实施例说明了本发明，但该技术的专业人员将会理解，可以通过在本发明的精神和范围内的修改来实施本发明。
                   部件清单
10     发电厂
12     压缩机
14     涡轮机
16     转子
18     发电机
20     同流换流器
30     燃料泵
32     脱硫器
34     燃料电池叠层
36     转化器
38     尾气燃烧器
40     催化室
42     鼓风机
50     压缩空气流
52     涡轮机排气流
54     加热的压缩空气
56     阴极入口
70     燃料电池互联器
72     燃料电池单元
74     阳极
76     阴极
78     电解质
80     顶端板
82     底端板
100    燃料电池组件
102    燃料电池容器
106    阴极出口
108    阳极入口
110    阳极出口
112    管道
120    阴极排气流
122    阴极再循环流道
124    阴极再循环流道
130    脱硫的燃料
132    转化的燃料
134    阳极排气流
136    燃料再循环流道
137    流道结合部
138    TGB排气
139    转化的空气流
140    洁净空气
142    洁净的排气流
144    电网
200    混合发电厂

Claims (8)

1.一种混合发电厂(10)，包括：
至少一个燃料电池(72)，该燃料电池包括一个阴极入口(56)和一个阴极出口(106)，所述阴极出口沿一再循环流道(122)与所述阴极入口成流体连通。
2.按照权利要求1所述的混合发电厂(10)，其特征在于所述至少一个燃料电池(72)还包括一个阳极入口(108)和一个阳极出口(110)，所述阳极出口沿一再循环流道(136)与所述阳极入口成流体连通。
3.按照权利要求2所述的混合发电厂(10)，其特征在于还包括一个转化器(36)，用来转化燃料，所述转化器受到所述燃料电池(72)中产生的排出空气流(134)的加热。
4.按照权利要求3所述的混合发电厂(10)，其特征在于，所述至少一个燃料电池(72)构成一种固体氧化物燃料电池。
5.按照权利要求2所述的混合发电厂(10)，其特征在于还包括一个与所述阳极出口(110)成流体连通的尾气燃烧器(38)，所述尾气燃烧器接受一种阳极排气(134)和一部分阴极排气空气流(120)的混合物。
6.按照权利要求5所述的混合发电厂(10)，其特征在于还包括一个燃气涡轮机(14)，所述尾气燃烧器(38)向所述涡轮机排出燃烧气体。
7.按照权利要求6所述的混合发电厂(10)，其特征在于还包括一个压缩机(12)，所述压缩机向所述阴极入口(56)供给空气。
8.按照权利要求7所述的混合发电厂(10)，还包括一个与所述压缩机(12)成流体连通的同流换热器(20)，所述同流换热器受从所述涡轮来的排气(52)的加热。
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