【技术实现步骤摘要】
包括阳极排气分流的燃料电池系统和其操作方法
[0001]本专利技术的各方面涉及燃料电池系统和方法，并且更特别地，涉及包括阳极排气分流组件的燃料电池系统。
技术介绍
[0002]例如固体氧化物燃料电池等燃料电池是可将储存在燃料中的能量高效地转换为电能的电化学装置。高温燃料电池包括固体氧化物和熔融碳酸盐燃料电池。这些燃料电池可使用氢气和/或烃类燃料操作。存在各种燃料电池，例如固体氧化物再生型燃料电池，其还允许反转操作，使得氧化燃料可使用电能作为输入还原成未氧化燃料。
技术实现思路
[0003]根据各种实施例，燃料电池系统包括燃料电池堆叠、被配置成氧化从堆叠输出的阳极排气的阳极尾气氧化器(ATO)、被配置成从燃料电池系统输出阳极排气的排气管道、被配置成将从堆叠输出的阳极排气分流到排气管道的旁通管道、被配置成控制通过旁通管道的阳极排气流的旁通阀以及被配置成将阳极排气提供到ATO的ATO管道。
[0004]根据各种实施例，操作燃料电池系统的方法包括将燃料和空气提供到位于热箱中的燃料电池堆叠；操作堆叠以产生阳极排...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种燃料电池系统，其包含：燃料电池堆叠；阳极尾气氧化器ATO，其被配置成氧化从所述堆叠输出的阳极排气；排气管道，其被配置成从所述燃料电池系统输出所述阳极排气；旁通管道，其被配置成将从所述堆叠输出的所述阳极排气分流到所述排气管道；旁通阀，其被配置成控制通过所述旁通管道的阳极排气流；以及ATO管道，其被配置成将所述阳极排气提供到所述ATO。2.根据权利要求1所述的燃料电池系统，其进一步包含：阳极同流换热器，其被配置成使用由所述堆叠产生的阳极排气来加热提供到所述堆叠的燃料；和阳极排气冷却器，其被配置成使用从所述阳极同流换热器输出的阳极排气加热来加热提供到所述堆叠的空气，其中所述旁通管道被配置成将通过所述阳极同流换热器或通过所述阳极同流换热器和所述阳极排气冷却器两者的从所述堆叠输出的所述阳极排气分流。3.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其进一步包含：容纳所述堆叠、所述ATO、所述阳极同流换热器和所述阳极排气冷却器的热箱；和排气氧化器，其被配置成氧化所述排气管道中的所述阳极排气，其中所述排气氧化器安置于所述热箱的外部。4.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其进一步包含：ATO喷射器，其包含具有内部径向侧壁和外侧壁的环形空间，所述外侧壁延伸到所述ATO中，并且含有一或多个将所述ATO喷射器的内部空间以流体方式连接到所述ATO的内部空间的开口；至少一个柱管道，其将所述ATO管道以流体方式连接到所述ATO喷射器的所述内部空间，并且通过所述燃料电池系统的中心柱延伸到所述ATO喷射器；混合器，其被配置成将所述阳极排气与新鲜燃料混合；第一再循环管道，其将所述阳极同流换热器的出口以流体方式连接到所述阳极排气冷却器的入口；第二再循环管道，其将所述阳极排气冷却器的出口以流体方式连接到所述混合器；以及阳极再循环风机，其以操作方式连接到所述第二再循环管道。5.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中：相对于通过所述第二再循环管道的阳极排气流方向，所述旁通管道在所述阳极再循环风机的上游以流体方式连接到所述第二再循环管道；并且所述ATO管道以流体方式连接到所述旁通管道。6.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中相对于通过所述第二再循环管道的阳极排气流方向，所述旁通管道在所述阳极再循环风机的下游以流体方式连接到所述第二再循环管道。7.根据权利要求6所述的燃料电池系统，其进一步包含被配置成将流动通过所述第一再循环管道的阳极排气的一部分分流的分离器，
其中所述ATO管道将所述分离器以流体方式连接到所述ATO喷射器。8.根据权利要求4所述的燃料电池系统，其中：所述旁通管道以流体方式连接到所述第一再循环管道；并且所述ATO管道将所述旁通管道以流体方式连接到所述ATO喷射器。9.根据权利要求2所述的燃料电池系统，其进一步包含：系统空气风机，其被配置成经由所述阳极排气冷却器将空气提供到所述堆叠；ATO阀，其位于所述热箱的外部并且被配置成控制通过所述ATO管道的阳极排气流；以及系统控制器，其被配置成控制所述旁通阀、所述ATO阀和所述系统空气风机。10.根据权利要求9所述的燃料电池系统，其中所述系统控制器被配置成：在所述燃料电池系统的启动模式期间打开所述ATO阀并且关闭所述旁通阀；并且在所述燃料电池堆叠达到稳态操作温度之后的所述燃料电池系统的稳态模式期间关闭所述ATO阀并且打...
【专利技术属性】
技术研发人员：戴维，
申请(专利权)人：博隆能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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