[发明专利]用于电力联产的热电发电机和燃料电池

权利要求书

1.一种系统，其包括：

燃料电池，其具有接收预热的进气的燃料电池入口和释放热的燃料电池排气的燃料电池出口；

热交换器HX，其具有HX冷端入口、HX冷端出口、HX热端入口和HX热端出口；以及

热电发电机TE，其基于TE冷端和TE热端之间的温差生成电能，所述TE包括：

TE冷端入口，其用于接收进气；

TE冷端出口，其耦合到所述HX冷端入口；

TE热端入口，其耦合到所述燃料电池出口，以接收所述热的燃料电池排气；和

TE热端出口，其耦合到所述HX热端入口。

2.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括在所述燃料电池出口和所述HX热端入口之间的旁通控制阀，其中所述旁通控制阀能够调整以控制所述预热的进气的入口温度。

3.根据权利要求2所述的系统，其进一步包括耦合到所述旁通控制阀的控制器，其中在所述系统运行期间，所述控制器调整所述旁通控制阀的开角，从而改变所述预热的进气的温度。

4.根据权利要求1所述的系统，其中所述进气包括氧化剂。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池包括高温燃料电池。

6.根据权利要求1所述的系统，其中所述燃料电池包括固体氧化物燃料电池SOFC。

7.根据权利要求1所述的系统，其中所述TE包括径向元件，在所述径向元件中，从所述TE热端入口流动到所述TE热端出口的热气体与从所述TE冷端入口流动到所述TE冷端出口的冷气体平行。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述HX包括逆流式热交换器。

9.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器通过调整所述旁通阀来调整由所述TE生成的电力输出。

10.一种方法，其包括：

使用燃料电池生成电力；

使用热电发电机TE通过以下步骤生成额外的电力：

将排气从所述燃料电池引导到所述TE的热端；和

将燃料电池进气引导到所述TE的冷端；和

预热所述燃料电池进气。

11.根据权利要求10所述的方法，其中通过将来自所述TE的所述燃料电池进气引导通过热交换器(HX)以自从所述TE的热端接收的所述燃料电池排气中回收热量，从而预热所述燃料电池进气。

12.根据权利要求10所述的方法，其中通过使所述燃料电池排气的一部分绕过所述TE并且将所述燃料电池排气的一部分与所述燃料电池进气混合而预热所述燃料电池进气。

13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括通过调整旁通阀而控制所述燃料电池进气的预热。

14.根据权利要求10所述的方法，其中在进入所述TE的热端之前，所述燃料电池排气温度在大约600摄氏度和大约800摄氏度之间。

15.根据权利要求10所述的方法，其中在进入所述TE之前，所述燃料电池进气的温度小于大约50摄氏度。