[发明专利]利用级联燃料电池的电力生成系统和方法

权利要求书

1.一种电力生成系统，包括：

(i)第一燃料电池，配置成生成第一阳极尾气流和第一阴极尾气流；

(ii)至少一个燃料转化器，位于所述第一燃料电池下游，所述燃料转化器配置成接收所述第一阳极尾气流，并且将所述第一阳极尾气流与转化器燃料流相混合，以形成转化流；

(iii)分流机构，将所述转化流分流为第一部分和第二部分；

(iv)燃料通路，配置成使所述第一部分循环到所述第一燃料电池的阳极入口，使得所述第一燃料电池配置成至少部分通过使用所述第一部分作为燃料来生成第一电力；以及

(v)第二燃料电池，配置成接收所述第二部分，并且至少部分通过使用所述第二部分作为燃料来生成第二电力，所述第二燃料电池还配置成生成第二阳极尾气流和第二阴极尾气流。

2.如权利要求1所述的电力生成系统，其中，所述第一燃料电池是固体氧化物燃料电池，以及所述第二燃料电池是固体氧化物燃料电池。

3.如权利要求1所述的电力生成系统，其中，所述转化流的所述第一部分与所述转化流的第二部分的比率处于从大约0.6至大约0.95的范围中。

4.如权利要求1所述的电力生成系统，还包括第一回收装置，其配置成从所述第一阴极尾气流和所述第二阴极尾气流的至少一部分来接收和提取热，并且将所述提取的热的至少一部分传递给所述转化流的所述第一部分。

5.如权利要求4所述的电力生成系统，其中，所述第一回收装置还配置成形成冷却阴极尾气流，以及所述电力生成系统还包括再循环回路，其配置成使所述冷却阴极尾气流的至少一部分循环到所述第一燃料电池的阴极入口。

6.如权利要求5所述的电力生成系统，还包括空气预热器，其配置成从所述冷却阴极尾气流的至少一部分来提取热，并且将所述提取的热的至少一部分传递给所述第一燃料电池的阴极入口流。

7.如权利要求1所述的电力生成系统，还包括位于所述转化器下游和所述分流机构上游的第二回收装置，所述第二回收装置配置成从所述转化流来提取热，以形成冷却转化流，并且将所述提取的热的至少一部分传递给所述转化流的所述第一部分。

8.如权利要求7所述的电力生成系统，还包括位于所述第二回收装置下游和所述分流机构上游的第一水分离单元，所述水分离单元配置成将水的至少一部分与所述冷却转化流分离。

9.如权利要求8所述的电力生成系统，还包括位于所述转化器下游和所述第二回收装置上游的第一燃料预热器，所述第一燃料预热器配置成从所述转化流来提取热，并且将所述提取的热的至少一部分传递给进入所述转化器的所述燃料流。

10.如权利要求9所述的电力生成系统，还包括位于所述分流机构下游和所述第二燃料电池上游的第二燃料预热器，所述第二燃料预热器配置成从所述第二阳极尾气流来提取热，以形成冷却第二阳极尾气流，并且将所述提取的热的至少一部分传递给所述转化流的所述第二部分。