背景技術：

燃料電(dian)(dian)池(chi)是直接(jie)由(you)氧化(hua)燃料產生電(dian)(dian)力(li)的電(dian)(dian)化(hua)學轉化(hua)裝置。燃料電(dian)(dian)池(chi)的特征在于它們的電(dian)(dian)解質(zhi)材料，例(li)如，固(gu)體氧化(hua)物(wu)燃料電(dian)(dian)池(chi)(SOFC)具有固(gu)體氧化(hua)物(wu)電(dian)(dian)解質(zhi)或(huo)陶(tao)瓷電(dian)(dian)解質(zhi)。

目(mu)前，固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)化物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)的主(zhu)要變型是(shi)管式固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)化物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(T-SOFC)、平板式固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)化物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(P-SOFC)和(he)單片(pian)式(monolithic)固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)化物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(M-SOFC)。

管式(shi)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池包括具(ju)(ju)有內(nei)(nei)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)和外(wai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)的(de)(de)(de)管式(shi)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)構(gou)件(jian)。通常，內(nei)(nei)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)為陰極(ji)(ji)，外(wai)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)為陽極(ji)(ji)。氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)劑氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)被(bei)供(gong)應至(zhi)管式(shi)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)構(gou)件(jian)的(de)(de)(de)內(nei)(nei)部中的(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)，燃(ran)料(liao)(liao)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)(ti)被(bei)供(gong)應至(zhi)管式(shi)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)構(gou)件(jian)的(de)(de)(de)外(wai)表面上(shang)的(de)(de)(de)陽極(ji)(ji)。(這(zhe)可以(yi)倒序)。管式(shi)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池允許簡單(dan)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)池堆疊布置并(bing)且基本上(shang)完(wan)全沒有密封。然而，這(zhe)種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)制造非(fei)常復雜(za)、耗(hao)費人力且成本高。此(ci)外(wai)，這(zhe)種(zhong)類(lei)型的(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)(ti)氧(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池由于通過相對大直徑的(de)(de)(de)管式(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)(de)(de)長電(dian)(dian)(dian)(dian)流傳導路徑而具(ju)(ju)有相對低的(de)(de)(de)功(gong)率密度。

單(dan)片式(shi)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)具有(you)(you)兩(liang)個變型。第一變型具有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)極在(zai)其兩(liang)個主表面上(shang)的平板式(shi)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)構件。第二變型具有(you)(you)電(dian)(dian)(dian)(dian)極在(zai)其兩(liang)個主表面上(shang)的波(bo)紋板式(shi)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質(zhi)構件。單(dan)片式(shi)固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)適于更簡單(dan)的流延成型制造(zao)工藝(yi)和(he)壓延制造(zao)工藝(yi)，并(bing)且(qie)保證了較高的功率密度(du)。這種(zhong)類(lei)型的固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)需要將整體(ti)(ti)中的所有(you)(you)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)層從其生坯(pi)狀態共燒(shao)結。然而，這導致嚴重的收縮(suo)和(he)開裂問題。這種(zhong)類(lei)型的固體(ti)(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)燃(ran)料電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)并(bing)非如此容易地多(duo)樣化(hua)(hua)(hua)和(he)密封。

平板(ban)式固體(ti)氧(yang)(yang)化物(wu)燃料(liao)電池也適于流延(yan)成型制造(zao)工藝和(he)壓延(yan)制造(zao)工藝。目前，其(qi)需要(yao)厚的(de)(150微米(mi)至200微米(mi))自支承固體(ti)氧(yang)(yang)化物(wu)電解質構件，這限制了性能。平板(ban)式固體(ti)氧(yang)(yang)化物(wu)燃料(liao)電池還具有有限的(de)耐熱沖擊性。

固體氧化物燃料(liao)電(dian)池需要(yao)約(yue)500℃至約(yue)1100℃的(de)(de)操作溫(wen)度以保持低的(de)(de)內電(dian)阻。

SOFC具有陽極(ji)(ji)回(hui)(hui)路(lu)和陰極(ji)(ji)回(hui)(hui)路(lu)，向(xiang)陽極(ji)(ji)回(hui)(hui)路(lu)供應(ying)燃料(通(tong)常(chang)為甲烷(wan))流，并(bing)且向(xiang)陰極(ji)(ji)回(hui)(hui)路(lu)供應(ying)氧化劑(通(tong)常(chang)為空氣)流。保(bao)持這樣(yang)的高溫(wen)是一種挑戰，并(bing)且已(yi)經(jing)提出了許(xu)多解(jie)決方案。

一種產(chan)生熱(re)的有(you)用方式是使在(zai)燃料(liao)流(liu)已經(jing)通過SOFC堆(dui)的陽極(ji)之(zhi)后燃料(liao)流(liu)中仍然存在(zai)的任(ren)何燃料(liao)燃燒(shao)(shao)。燃燒(shao)(shao)室可以(yi)(yi)被(bei)用于在(zai)陽極(ji)回路的出口處完成耗盡燃料(liao)的氧(yang)(yang)化(hua)。燃燒(shao)(shao)室還(huan)可以(yi)(yi)將來(lai)自陰(yin)極(ji)回路的熱(re)氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)作為輸入。燃燒(shao)(shao)室通常被(bei)設計成在(zai)燃料(liao)和氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)流(liu)中產(chan)生非常有(you)限的壓力損失(shi)。燃燒(shao)(shao)產(chan)物被(bei)噴射器夾帶(dai)并且被(bei)供給至熱(re)交(jiao)換器的熱(re)側(ce)，其(qi)中新鮮燃料(liao)和/或氧(yang)(yang)化(hua)劑(ji)在(zai)熱(re)交(jiao)換器的冷側(ce)被(bei)預熱(re)。

在(zai)一(yi)些(xie)已知(zhi)的(de)固(gu)(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)系統中(zhong)，燃燒產(chan)物(wu)與(yu)新鮮(xian)氧(yang)化(hua)(hua)劑直接(jie)混合，然后被供(gong)(gong)應(ying)(ying)至固(gu)(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)陰極(ji)以產(chan)生足夠的(de)溫度升高(gao)，使得固(gu)(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)處于所需的(de)操(cao)作溫度。然而，現(xian)已發現(xian)，存在(zai)于被供(gong)(gong)應(ying)(ying)至固(gu)(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)陰極(ji)的(de)燃燒產(chan)物(wu)中(zhong)的(de)一(yi)些(xie)燃燒產(chan)物(wu)(例如，蒸汽)對固(gu)(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)燃料(liao)電(dian)(dian)池(chi)的(de)性能(neng)和耐久性是有(you)害的(de)。

WO 2007/128963公開了一(yi)種燃(ran)(ran)(ran)料燃(ran)(ran)(ran)燒器，其包(bao)括(kuo)具(ju)有第(di)一(yi)密封(feng)邊緣和第(di)二開口邊緣的(de)(de)多(duo)個密封(feng)燃(ran)(ran)(ran)料管。燃(ran)(ran)(ran)料管基(ji)本上彼此(ci)平行地布置以形成多(duo)個氧(yang)化劑(ji)通(tong)道。燃(ran)(ran)(ran)料管和氧(yang)化劑(ji)通(tong)道被布置成使(shi)得燃(ran)(ran)(ran)料能夠與氧(yang)化劑(ji)混(hun)合以向(xiang)燃(ran)(ran)(ran)燒器提供通(tong)過燃(ran)(ran)(ran)燒器的(de)(de)低(di)壓降。然而，具(ju)有以錯(cuo)綜復雜(za)的(de)(de)方(fang)式(shi)布置的(de)(de)多(duo)個燃(ran)(ran)(ran)料管板(ban)是昂貴的(de)(de)并且難以制造。

WO 2012/013460公(gong)開了(le)一種固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)系(xi)統(tong)，其包(bao)括固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)堆和燃(ran)(ran)(ran)(ran)氣渦輪發(fa)動機，燃(ran)(ran)(ran)(ran)氣渦輪發(fa)動機的(de)(de)壓縮機被(bei)(bei)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)成將氧(yang)(yang)化(hua)劑供(gong)(gong)應至固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)堆的(de)(de)陰極，并且(qie)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)供(gong)(gong)應器(qi)被(bei)(bei)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)成將燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)供(gong)(gong)應至固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)堆的(de)(de)陽極。該系(xi)統(tong)被(bei)(bei)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)為(wei)使得(de)(de)未(wei)使用氧(yang)(yang)化(hua)劑和未(wei)使用燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)被(bei)(bei)再循環并且(qie)被(bei)(bei)供(gong)(gong)給至燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室中。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室被(bei)(bei)布(bu)(bu)(bu)置(zhi)成供(gong)(gong)應熱交換(huan)器(qi)的(de)(de)入口(kou)。熱交換(huan)器(qi)的(de)(de)優點在于：其使得(de)(de)能夠在不(bu)使已(yi)被(bei)(bei)發(fa)現損害固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)的(de)(de)性能和耐久(jiu)性的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒產(chan)物(wu)(例如，蒸汽(qi))經過的(de)(de)情(qing)況下將熱傳(chuan)遞至固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)堆。燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒室依靠自燃(ran)(ran)(ran)(ran)來點燃(ran)(ran)(ran)(ran)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)。這需要(yao)環境燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)溫(wen)度超過燃(ran)(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)混合(he)物(wu)的(de)(de)自燃(ran)(ran)(ran)(ran)溫(wen)度；自燃(ran)(ran)(ran)(ran)溫(wen)度為(wei)約600℃。這個(ge)要(yao)求對啟動系(xi)統(tong)的(de)(de)設計施加了(le)限制。此外，為(wei)了(le)確保在點燃(ran)(ran)(ran)(ran)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)發(fa)生故障期間無(wu)法形成爆炸性混合(he)物(wu)，燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)需要(yao)復(fu)雜(za)且(qie)昂(ang)貴的(de)(de)安(an)全系(xi)統(tong)以使得(de)(de)能夠進(jin)行(xing)燃(ran)(ran)(ran)(ran)燒器(qi)的(de)(de)點燃(ran)(ran)(ran)(ran)檢測(ce)。安(an)全系(xi)統(tong)通(tong)常(chang)包(bao)括非常(chang)昂(ang)貴的(de)(de)安(an)全臨(lin)界傳(chuan)感器(qi)。

技術實現要素：

根據第一(yi)(yi)(yi)方面(mian)，提供了一(yi)(yi)(yi)種高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)系統，其(qi)包括高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)堆(dui)、壓縮機(ji)和(he)渦輪機(ji)，高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)堆(dui)包括至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)，每個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)包括電(dian)解質(zhi)、陽極(ji)和(he)陰極(ji)，壓縮機(ji)被(bei)(bei)布(bu)置(zhi)成將至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)分氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)供應(ying)至(zhi)(zhi)所(suo)(suo)述(shu)至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)的陰極(ji)，燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)供應(ying)器(qi)(qi)被(bei)(bei)布(bu)置(zhi)成將燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)供應(ying)至(zhi)(zhi)所(suo)(suo)述(shu)至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)的陽極(ji)，高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)堆(dui)被(bei)(bei)布(bu)置(zhi)成將來(lai)自所(suo)(suo)述(shu)至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)的陰極(ji)的未使(shi)用(yong)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)的第一(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)分供應(ying)至(zhi)(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)(qi)，高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)堆(dui)被(bei)(bei)布(bu)置(zhi)成將來(lai)自所(suo)(suo)述(shu)至(zhi)(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)個高(gao)溫(wen)(wen)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)池(chi)(chi)的陽極(ji)的一(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)分未使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)供應(ying)至(zhi)(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)(qi)，壓縮機(ji)被(bei)(bei)布(bu)置(zhi)成將一(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)分氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)供應(ying)至(zhi)(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)(qi)，噴(pen)射(she)器(qi)(qi)被(bei)(bei)配置(zhi)成通過由壓縮機(ji)供應(ying)的所(suo)(suo)述(shu)一(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)分氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)來(lai)夾帶未使(shi)用(yong)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)和(he)未使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)以形成未使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)和(he)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)的混合物。

有利地，未使用燃料和(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)的(de)混合物(wu)可以被夾帶至(zhi)噴射(she)器外部的(de)燃燒(shao)區用于未使用燃料和(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)的(de)混合物(wu)的(de)燃燒(shao)。

燃(ran)燒區可以被配置成將來自未使用燃(ran)料和氧(yang)化劑的(de)(de)混合物的(de)(de)燃(ran)燒的(de)(de)廢(fei)氣供應至熱(re)交(jiao)換器的(de)(de)第一(yi)入口(kou)。

熱交換(huan)器可以被布置(zhi)成將來(lai)自熱交換(huan)器的(de)第一出口的(de)至少(shao)一部(bu)分廢氣供應至渦(wo)輪機(ji)。

來自壓縮機的(de)所(suo)述(shu)(shu)至少一(yi)部分(fen)(fen)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)和來自所(suo)述(shu)(shu)至少一(yi)個高(gao)溫燃料(liao)電池的(de)陰(yin)極的(de)未使用氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)的(de)第二(er)部分(fen)(fen)可以(yi)被(bei)供應至熱(re)(re)交(jiao)換(huan)器的(de)第二(er)入口(kou)以(yi)對(dui)被(bei)供應至所(suo)述(shu)(shu)至少一(yi)個高(gao)溫燃料(liao)電池的(de)陰(yin)極的(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)進行預熱(re)(re)。

熱交換器可以(yi)被布置成將來自(zi)壓縮機的所述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)部(bu)分氧化(hua)劑(ji)和(he)來自(zi)所述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)個高溫燃料電池的陰極的未使(shi)用氧化(hua)劑(ji)的第二部(bu)分從熱交換器的第二出口供應至(zhi)所述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)個高溫燃料電池的陰極。

具(ju)有(you)(you)三個入口(即，來自(zi)壓縮(suo)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)、來自(zi)陰極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未使(shi)(shi)(shi)用(yong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)和(he)來自(zi)陽(yang)極的(de)(de)(de)(de)(de)(de)未使(shi)(shi)(shi)用(yong)燃(ran)料(liao))的(de)(de)(de)(de)(de)(de)噴(pen)射(she)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)布置(zhi)提供對未使(shi)(shi)(shi)用(yong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)和(he)未使(shi)(shi)(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)常高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)剪切(qie)混合(he)(he)。噴(pen)射(she)器(qi)由(you)來自(zi)壓縮(suo)機的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)驅(qu)動，并且入口噴(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)幾何形(xing)狀可以被配置(zhi)成促進貫(guan)穿(chuan)噴(pen)射(she)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)非(fei)常高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氣(qi)體速(su)度。通過噴(pen)射(she)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)(he)過程如此迅速(su)使(shi)(shi)(shi)得在(zai)(zai)噴(pen)射(she)器(qi)自(zi)身內沒有(you)(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)發(fa)生混合(he)(he)物(wu)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)傳遞，并且在(zai)(zai)燃(ran)料(liao)與氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)量(liang)傳遞中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)毫秒(miao)延遲的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時間(jian)足(zu)夠使(shi)(shi)(shi)未使(shi)(shi)(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)(he)物(wu)離開噴(pen)射(she)器(qi)進入下游燃(ran)燒(shao)區，未使(shi)(shi)(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)(he)物(wu)隨后在(zai)(zai)下游燃(ran)燒(shao)區中燃(ran)燒(shao)。

由于存(cun)在(zai)如(ru)果(guo)混(hun)合過程不夠(gou)迅(xun)速則混(hun)合物可能(neng)(neng)在(zai)噴(pen)射(she)器內點燃的危(wei)險，因此，重要的是噴(pen)射(she)器能(neng)(neng)夠(gou)進行高(gao)剪切混(hun)合。

三個(ge)入口的(de)噴射器和獨立燃(ran)(ran)燒區(qu)的(de)益處在(zai)(zai)于：噴射器使(shi)未(wei)使(shi)用燃(ran)(ran)料和氧化劑(ji)流在(zai)(zai)可能(neng)自(zi)燃(ran)(ran)之前完(wan)全預混(hun)合。未(wei)使(shi)用燃(ran)(ran)料和氧化劑(ji)的(de)混(hun)合物在(zai)(zai)該預混(hun)合狀(zhuang)態下更有效地燃(ran)(ran)燒，并(bing)且有害的(de)氮氧化物(NOx)氣(qi)體的(de)釋(shi)放減少。

此(ci)外(wai)，通過(guo)在噴(pen)射器內混(hun)(hun)合未使(shi)用燃料(liao)和氧化劑，由(you)于(yu)噴(pen)射器執(zhi)行(xing)使(shi)未使(shi)用燃料(liao)和氧化劑混(hun)(hun)合并將混(hun)(hun)合物傳送至燃燒(shao)區的過(guo)程，因此(ci)可以從高溫燃料(liao)電池系統中省(sheng)略燃燒(shao)室。

燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)區(qu)可以是用(yong)于預混(hun)合的未(wei)使(shi)(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)和未(wei)使(shi)(shi)用(yong)氧化劑的燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)的空間或專用(yong)空間。在噴射器中(zhong)形成(cheng)的混(hun)合物可以在燃(ran)燒(shao)(shao)(shao)區(qu)內自(zi)燃(ran)。

空氣動力學再循環區可以(yi)被設置在燃燒區中以(yi)使均勻非催化燃燒穩定。

催化(hua)氧(yang)化(hua)反應器(qi)(qi)可(ke)以(yi)位(wei)于噴射器(qi)(qi)和(he)燃(ran)(ran)燒(shao)區的下游。催化(hua)氧(yang)化(hua)反應器(qi)(qi)可(ke)以(yi)幫助高溫燃(ran)(ran)料電(dian)池系統的冷啟(qi)動，主要針對預(yu)熱(re)(re)階(jie)段(duan)期間較低溫度下的點燃(ran)(ran)。或者，可(ke)以(yi)使用點火器(qi)(qi)或電(dian)熱(re)(re)塞來替代(dai)催化(hua)氧(yang)化(hua)反應器(qi)(qi)以(yi)在比自燃(ran)(ran)溫度更低的溫度下實現燃(ran)(ran)燒(shao)。

單催化(hua)床反(fan)應(ying)器或雙(shuang)催化(hua)床反(fan)應(ying)器可(ke)以(yi)位于催化(hua)氧(yang)化(hua)反(fan)應(ying)器的(de)下(xia)游以(yi)完成(cheng)一(yi)氧(yang)化(hua)碳氣(qi)體(CO)的(de)氧(yang)化(hua)。

催化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)反(fan)應(ying)器(qi)(qi)和/或單(dan)催化(hua)(hua)床反(fan)應(ying)器(qi)(qi)或雙催化(hua)(hua)床反(fan)應(ying)器(qi)(qi)可以與熱(re)交換器(qi)(qi)組合。或者，熱(re)交換器(qi)(qi)可以用作用于CO轉化(hua)(hua)的第二催化(hua)(hua)床反(fan)應(ying)器(qi)(qi)。

噴射器(qi)可(ke)以(yi)具有(you)初級夾(jia)帶空(kong)(kong)間(jian)、次級夾(jia)帶空(kong)(kong)間(jian)、混合(he)空(kong)(kong)間(jian)和(he)排放空(kong)(kong)間(jian)。

初(chu)(chu)級(ji)夾帶空間可以(yi)具有用(yong)于初(chu)(chu)級(ji)氧化劑供應器(qi)的(de)第一入口(kou)。初(chu)(chu)級(ji)氧化劑供應器(qi)可以(yi)驅動(dong)來(lai)自陰極(ji)的(de)未(wei)使用(yong)氧化劑和來(lai)自陽極(ji)的(de)未(wei)使用(yong)燃料的(de)高剪切混合過程。

次級(ji)夾(jia)帶空間可以具有用(yong)于(yu)來自陰極(ji)的(de)未使用(yong)氧化劑的(de)第(di)(di)二入口(kou)(kou)和用(yong)于(yu)來自陽極(ji)的(de)未使用(yong)燃(ran)料(liao)的(de)第(di)(di)三入口(kou)(kou)。

混(hun)(hun)合空(kong)間和排放(fang)空(kong)間將未使用燃(ran)料和氧(yang)化(hua)劑的混(hun)(hun)合物朝向燃(ran)燒(shao)區夾帶。由于可燃(ran)混(hun)(hun)合物的點(dian)燃(ran)延遲(chi)大(da)于在噴(pen)(pen)射器(qi)中(zhong)的駐留時(shi)間，因此，可燃(ran)混(hun)(hun)合物可以無轉化(hua)地離開噴(pen)(pen)射器(qi)。

可以(yi)實現完全預混合燃燒(shao)，這可以(yi)使(shi)燃燒(shao)溫度最(zui)小并且使(shi)相(xiang)關聯的NOx產生最(zui)少。通過降低燃燒(shao)溫度，部(bu)件(jian)的壽命通常被最(zui)大(da)化(hua)，這是因為它(ta)們經受更少的熱應(ying)力。

此(ci)外，噴射器再循(xun)環性能(neng)可以受益于來自初級氧(yang)化劑供應器的(de)較冷的(de)夾帶(dai)流。

燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)可(ke)(ke)(ke)(ke)以利用(yong)三(san)級夾帶空間(jian)的(de)突(tu)(tu)然(ran)膨脹而在(zai)(zai)噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)的(de)出口(kou)處是(shi)一體化(hua)的(de)(integrated)。在(zai)(zai)從噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)的(de)出口(kou)至(zhi)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)突(tu)(tu)然(ran)膨脹時(shi)(shi)，燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)的(de)上游(you)端的(de)橫截面(mian)積是(shi)噴(pen)(pen)射器(qi)(qi)的(de)出口(kou)的(de)橫截面(mian)積的(de)至(zhi)少兩倍。創(chuang)建一體化(hua)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)的(de)突(tu)(tu)然(ran)膨脹可(ke)(ke)(ke)(ke)以創(chuang)建類(lei)似于短突(tu)(tu)擴擴壓器(qi)(qi)(dump diffuser)的(de)局部流動再循(xun)環。可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)混(hun)(hun)合物的(de)流動路徑可(ke)(ke)(ke)(ke)能在(zai)(zai)流動場中經歷漩渦，這可(ke)(ke)(ke)(ke)能導致可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)混(hun)(hun)合物在(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)中的(de)駐留(liu)時(shi)(shi)間(jian)增加(jia)。可(ke)(ke)(ke)(ke)燃(ran)(ran)(ran)混(hun)(hun)合物在(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)中的(de)駐留(liu)時(shi)(shi)間(jian)增加(jia)的(de)益處在(zai)(zai)于：增加(jia)的(de)駐留(liu)時(shi)(shi)間(jian)使(shi)得燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)反應(ying)能夠保持在(zai)(zai)受限區(qu)(qu)(qu)域中例(li)如(ru)在(zai)(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)內(nei)，并且避免燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)向燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)下(xia)游(you)傳(chuan)播的(de)可(ke)(ke)(ke)(ke)能性。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)向燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)(shao)(shao)(shao)區(qu)(qu)(qu)下(xia)游(you)傳(chuan)播的(de)可(ke)(ke)(ke)(ke)能性的(de)降低提供了更安(an)全的(de)燃(ran)(ran)(ran)料電池系統。

另(ling)外的燃料供應可以(yi)被布置成將燃料供應至噴射器。所(suo)述(shu)另(ling)外的燃料供應在高(gao)溫燃料電池(chi)系統啟動時被使用。

高溫燃料(liao)電(dian)池(chi)堆(dui)可以是固體(ti)氧化物燃料(liao)電(dian)池(chi)堆(dui)或熔(rong)融碳(tan)酸鹽燃料(liao)電(dian)池(chi)堆(dui)。

根據第(di)二方面(mian)，提(ti)供了一種用(yong)(yong)(yong)在高溫燃(ran)料(liao)電(dian)池系統(tong)中的燃(ran)料(liao)再(zai)循環(huan)裝置，該(gai)燃(ran)料(liao)再(zai)循環(huan)裝置包(bao)(bao)括噴(pen)(pen)射(she)器和(he)燃(ran)燒區(qu)，噴(pen)(pen)射(she)器包(bao)(bao)括用(yong)(yong)(yong)于初級氧(yang)(yang)化劑的第(di)一入(ru)口、用(yong)(yong)(yong)于未(wei)使(shi)用(yong)(yong)(yong)氧(yang)(yang)化劑的第(di)二入(ru)口和(he)用(yong)(yong)(yong)于未(wei)使(shi)用(yong)(yong)(yong)燃(ran)料(liao)的第(di)三入(ru)口。

附圖說明

在下文(wen)中參照附(fu)圖進(jin)一(yi)步描述本發明的實施方案，其中：

圖1示出了固體氧(yang)化物燃料(liao)電池(chi)系統；

圖2示出了包括噴射器(qi)的燃料(liao)再(zai)循環裝(zhuang)置；

圖3示出了包括具有一體(ti)化燃燒區的噴(pen)射器(qi)的燃料(liao)再循環裝置。

具體實施方式

在所描(miao)述的(de)(de)實(shi)施(shi)方案中(zhong)，相同(tong)的(de)(de)特征已經(jing)用相同(tong)的(de)(de)附(fu)圖(tu)標(biao)記來標(biao)識，但是在一些情況下具有100的(de)(de)整數倍的(de)(de)增量。例如，在不同(tong)的(de)(de)附(fu)圖(tu)中(zhong)，30和(he)230已經(jing)被用于表示(shi)噴射器。

圖1示出了固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)系統1，其包(bao)括固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)2、壓縮(suo)機(ji)(ji)14和渦輪機(ji)(ji)12。固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)2包(bao)括具有(you)電(dian)(dian)(dian)解質、陽(yang)極(ji)和陰極(ji)的(de)(de)(de)至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)。壓縮(suo)機(ji)(ji)14被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)將來自(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)供應(ying)(ying)器(qi)6的(de)(de)(de)至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)52供應(ying)(ying)至(zhi)所(suo)(suo)(suo)述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)陰極(ji)，并(bing)且(qie)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)供應(ying)(ying)器(qi)4被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)將燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)供應(ying)(ying)至(zhi)所(suo)(suo)(suo)述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)。固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)2被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)將來自(zi)所(suo)(suo)(suo)述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)陰極(ji)的(de)(de)(de)未使用氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分54供應(ying)(ying)至(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)30，固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)堆(dui)2被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)將來自(zi)所(suo)(suo)(suo)述至(zhi)少(shao)一(yi)(yi)(yi)(yi)個(ge)(ge)固(gu)(gu)體氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)陽(yang)極(ji)的(de)(de)(de)未使用燃(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分56供應(ying)(ying)至(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)30。壓縮(suo)機(ji)(ji)14被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)將來自(zi)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)供應(ying)(ying)器(qi)6的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)(yi)部(bu)(bu)(bu)分氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑(ji)36供應(ying)(ying)至(zhi)噴(pen)射(she)器(qi)30。渦輪機(ji)(ji)12被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)經由(you)軸13來驅動壓縮(suo)機(ji)(ji)14，并(bing)且(qie)渦輪機(ji)(ji)12還被(bei)布(bu)置(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)驅動發電(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)11。

燃料供應(ying)器4被(bei)布置(zhi)成(cheng)經(jing)由噴(pen)射(she)器5將燃料供應(ying)至(zhi)固(gu)(gu)體(ti)(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)燃料電(dian)池(chi)(chi)堆(dui)2中(zhong)的至(zhi)少(shao)一個(ge)(ge)固(gu)(gu)體(ti)(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)燃料電(dian)池(chi)(chi)的陽(yang)極(ji)，并且(qie)來自(zi)所述至(zhi)少(shao)一個(ge)(ge)固(gu)(gu)體(ti)(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)燃料電(dian)池(chi)(chi)的陽(yang)極(ji)的未使用(yong)燃料的第二部分58被(bei)供應(ying)至(zhi)噴(pen)射(she)器5以被(bei)再循環至(zhi)所述至(zhi)少(shao)一個(ge)(ge)固(gu)(gu)體(ti)(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)燃料電(dian)池(chi)(chi)的陽(yang)極(ji)。

噴射(she)器30夾帶并(bing)混(hun)合來(lai)自(zi)(zi)固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料電池堆2中(zhong)的固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料電池的陰極的未(wei)使(shi)用(yong)氧(yang)化(hua)劑(ji)、來(lai)自(zi)(zi)固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料電池的陽極的未(wei)使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)(ran)料以及(ji)從壓縮機14供(gong)(gong)應的氧(yang)化(hua)劑(ji)，并(bing)且將該混(hun)合物(wu)(wu)供(gong)(gong)應至燃(ran)(ran)(ran)燒區(qu)(qu)44用(yong)于(yu)燃(ran)(ran)(ran)燒。燃(ran)(ran)(ran)燒區(qu)(qu)44是用(yong)于(yu)預混(hun)合的未(wei)使(shi)用(yong)燃(ran)(ran)(ran)料和未(wei)使(shi)用(yong)氧(yang)化(hua)劑(ji)的燃(ran)(ran)(ran)燒的空間(jian)或(huo)專(zhuan)用(yong)空間(jian)。在(zai)噴射(she)器30中(zhong)形成的混(hun)合物(wu)(wu)在(zai)燃(ran)(ran)(ran)燒區(qu)(qu)44內自(zi)(zi)燃(ran)(ran)(ran)。

燃(ran)燒區44被布置成(cheng)將燃(ran)燒產(chan)物(wu)供應至熱(re)交(jiao)換器16的(de)第(di)一入口17。然(ran)而，中間(jian)部件例如(ru)另一空氣動力學再(zai)循環區50可(ke)以(yi)被設置成(cheng)使(shi)均勻非催(cui)化燃(ran)燒穩(wen)定。

催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)器(qi)46位于噴(pen)射器(qi)30和燃(ran)燒區44的(de)下(xia)游。催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)器(qi)46幫助固體氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物燃(ran)料電(dian)池系(xi)統1的(de)冷啟動。這(zhe)尤(you)其有(you)利于在固體氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物燃(ran)料電(dian)池系(xi)統1的(de)預(yu)熱(re)階段(duan)或啟動期間較低(di)溫(wen)度(du)下(xia)的(de)點燃(ran)。或者，可以使(shi)用點火(huo)器(qi)或電(dian)熱(re)塞來替代(dai)催(cui)化(hua)(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)反(fan)應(ying)器(qi)以在比自燃(ran)溫(wen)度(du)更低(di)的(de)溫(wen)度(du)下(xia)實現燃(ran)燒。

單催化床反應器或雙催化床反應器48可以位于催化氧化反應器46的下游以完成一氧化碳氣體(CO)至二氧化碳氣體(CO₂)的氧化。

催化氧化反應器46和/或單催化床反應器或雙催化床反應器48可以與熱交換器16組合。或者，如果催化氧化反應器46中存在不完全燃燒，則熱交換器16可以用作用于CO至CO₂轉化的第二催化床反應器。用作催化氧化反應器、單催化床反應器或雙催化床反應器或者第二催化床反應器的熱交換器具有施加至熱交換器內相應流道的表面的催化劑。為了完成CO至CO₂的(de)(de)(de)轉化(hua)(hua)，可能需要在(zai)催(cui)化(hua)(hua)劑涂覆表(biao)面上的(de)(de)(de)長(chang)的(de)(de)(de)駐留(liu)時間。使(shi)用熱交(jiao)(jiao)換器(qi)(qi)(qi)作為(wei)催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)、單(dan)催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)或(huo)雙催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)或(huo)者第二催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)優點在(zai)于(yu)：由(you)于(yu)熱交(jiao)(jiao)換器(qi)(qi)(qi)內的(de)(de)(de)流道以及由(you)此(ci)的(de)(de)(de)流道的(de)(de)(de)催(cui)化(hua)(hua)劑涂覆表(biao)面的(de)(de)(de)大的(de)(de)(de)表(biao)面積，熱交(jiao)(jiao)換器(qi)(qi)(qi)為(wei)轉化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)的(de)(de)(de)發生提(ti)供了(le)非常大的(de)(de)(de)表(biao)面積。另外，熱交(jiao)(jiao)換器(qi)(qi)(qi)與催(cui)化(hua)(hua)氧(yang)化(hua)(hua)反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)、單(dan)催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)或(huo)雙催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)或(huo)者第二催(cui)化(hua)(hua)床反(fan)(fan)(fan)(fan)應(ying)(ying)(ying)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)組合使(shi)得節省了(le)成(cheng)本。

熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)16被(bei)布置成將(jiang)來(lai)自熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)16的(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)出口18的(de)(de)(de)至少一(yi)(yi)(yi)部分(fen)廢氣60供(gong)(gong)應至渦(wo)輪機12。熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)16被(bei)布置成將(jiang)來(lai)自熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)16的(de)(de)(de)第(di)一(yi)(yi)(yi)出口18的(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)部分(fen)廢氣62供(gong)(gong)應至噴射器(qi)30，并且這些廢氣與來(lai)自固(gu)體氧化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)電池(chi)堆2的(de)(de)(de)所述至少一(yi)(yi)(yi)個固(gu)體氧化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)電池(chi)的(de)(de)(de)陰極的(de)(de)(de)未(wei)使(shi)(shi)用氧化(hua)劑(ji)(ji)54一(yi)(yi)(yi)起(qi)被(bei)供(gong)(gong)應至噴射器(qi)30中。熱(re)交(jiao)(jiao)換器(qi)16使(shi)(shi)得熱(re)能夠傳遞至氧化(hua)劑(ji)(ji)(以在氧化(hua)劑(ji)(ji)到達(da)固(gu)體氧化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)電池(chi)堆2之前對(dui)氧化(hua)劑(ji)(ji)進(jin)(jin)行預(yu)熱(re))而沒有使(shi)(shi)有害的(de)(de)(de)燃(ran)燒產物(wu)(wu)(例如(ru)蒸汽(qi))進(jin)(jin)入氧化(hua)劑(ji)(ji)流22以及進(jin)(jin)入固(gu)體氧化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)電池(chi)堆2。

來自(zi)(zi)壓縮機14的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)一部(bu)分氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑52和來自(zi)(zi)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池堆(dui)2的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)至(zhi)(zhi)少一個固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池的(de)(de)陰(yin)(yin)極的(de)(de)未(wei)使用(yong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)第二(er)部(bu)分64經由噴射(she)器(qi)15被(bei)供(gong)應至(zhi)(zhi)熱交換器(qi)16的(de)(de)第二(er)入口19以對被(bei)供(gong)應至(zhi)(zhi)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池堆(dui)2的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)至(zhi)(zhi)少一個固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池的(de)(de)陰(yin)(yin)極的(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑流22進(jin)行預熱。來自(zi)(zi)壓縮機14的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)一部(bu)分氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑52和來自(zi)(zi)固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池堆(dui)2的(de)(de)所(suo)(suo)(suo)(suo)述(shu)(shu)至(zhi)(zhi)少一個固(gu)體(ti)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)(wu)燃料電池的(de)(de)陰(yin)(yin)極的(de)(de)未(wei)使用(yong)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)劑的(de)(de)第二(er)部(bu)分64在噴射(she)器(qi)15中被(bei)混合在一起。

熱交(jiao)換(huan)(huan)器16被布置成將來(lai)自壓縮(suo)機14的所(suo)述至(zhi)少一部分(fen)氧(yang)化(hua)劑和來(lai)自固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)堆2的所(suo)述至(zhi)少一個固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)的陰(yin)極的未使用氧(yang)化(hua)劑的第(di)二部分(fen)64從熱交(jiao)換(huan)(huan)器16的第(di)二出口(kou)20供(gong)應至(zhi)固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)堆2的所(suo)述至(zhi)少一個固體(ti)氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電池(chi)的陰(yin)極。在該布置下，氧(yang)化(hua)劑流(liu)22通過流(liu)經熱交(jiao)換(huan)(huan)器16的再循(xun)環燃(ran)料(liao)(liao)和再循(xun)環氧(yang)化(hua)劑來(lai)預熱。

圖2中示出了(le)噴(pen)(pen)射(she)器30。噴(pen)(pen)射(she)器30包(bao)(bao)括初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38、次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40、混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41和(he)排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42。噴(pen)(pen)射(she)器30通過初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38來(lai)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)初(chu)級(ji)(ji)(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)36。初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38具(ju)有(you)(you)用(yong)于(yu)所述一(yi)部(bu)(bu)分(fen)初(chu)級(ji)(ji)(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)進(jin)入(ru)(ru)(ru)初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38的(de)(de)第(di)(di)一(yi)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)37。所述一(yi)部(bu)(bu)分(fen)初(chu)級(ji)(ji)(ji)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)36驅動未(wei)使(shi)(shi)用(yong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)54和(he)來(lai)自(zi)熱(re)交(jiao)換器16的(de)(de)廢(fei)氣62的(de)(de)組合(he)(he)(he)(he)(he)32與未(wei)使(shi)(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料56的(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)過程以在(zai)(zai)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41和(he)排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42內(nei)(nei)形成預混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)的(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)物。次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40具(ju)有(you)(you)用(yong)于(yu)未(wei)使(shi)(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料供(gong)應進(jin)入(ru)(ru)(ru)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40的(de)(de)第(di)(di)二入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)35和(he)用(yong)于(yu)未(wei)使(shi)(shi)用(yong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)供(gong)應進(jin)入(ru)(ru)(ru)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40的(de)(de)第(di)(di)三(san)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)33。第(di)(di)三(san)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)33還是(shi)用(yong)于(yu)來(lai)自(zi)熱(re)交(jiao)換器16的(de)(de)第(di)(di)一(yi)出口(kou)(kou)18的(de)(de)一(yi)部(bu)(bu)分(fen)廢(fei)氣62進(jin)入(ru)(ru)(ru)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40的(de)(de)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)。第(di)(di)二入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)35和(he)第(di)(di)三(san)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)33被設(she)置在(zai)(zai)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40內(nei)(nei)盡可能靠(kao)近混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41。初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38包(bao)(bao)括在(zai)(zai)朝向(xiang)(xiang)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)收(shou)縮的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)，例(li)(li)如(ru)(ru)，管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)從入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)37至(zhi)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40減小。次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40包(bao)(bao)括在(zai)(zai)朝向(xiang)(xiang)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)收(shou)縮的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)，例(li)(li)如(ru)(ru)，管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)從初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38至(zhi)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41減小。初(chu)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)38和(he)次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)夾(jia)(jia)(jia)(jia)(jia)帶(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)(dai)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40優(you)選地為單(dan)個收(shou)縮管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)部(bu)(bu)分(fen)。混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41包(bao)(bao)括沿其長度(du)具(ju)有(you)(you)均(jun)勻橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)的(de)(de)圓柱形管(guan)(guan)(guan)。然而(er)，混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41可以包(bao)(bao)括在(zai)(zai)朝向(xiang)(xiang)排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)擴大的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)，例(li)(li)如(ru)(ru)，橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)從次(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)(ci)級(ji)(ji)(ji)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)40至(zhi)排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42增(zeng)加。排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42包(bao)(bao)括在(zai)(zai)遠離混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41的(de)(de)方(fang)(fang)向(xiang)(xiang)上(shang)擴大的(de)(de)管(guan)(guan)(guan)，例(li)(li)如(ru)(ru)，管(guan)(guan)(guan)的(de)(de)橫(heng)(heng)截(jie)(jie)面(mian)積(ji)從混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)41至(zhi)排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42的(de)(de)出口(kou)(kou)43增(zeng)加。排(pai)(pai)放(fang)空(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)(kong)間(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)(jian)42限(xian)定了(le)用(yong)于(yu)未(wei)使(shi)(shi)用(yong)燃(ran)(ran)料和(he)未(wei)使(shi)(shi)用(yong)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)的(de)(de)混(hun)(hun)(hun)合(he)(he)(he)(he)(he)物的(de)(de)擴散器。第(di)(di)二入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)35和(he)第(di)(di)三(san)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)33可以是(shi)入(ru)(ru)(ru)口(kou)(kou)噴(pen)(pen)嘴。

具(ju)有三(san)個入口(即，一部分初級(ji)氧化劑(ji)、來(lai)(lai)自(zi)陰極的(de)(de)(de)(de)未(wei)(wei)使(shi)用氧化劑(ji)、來(lai)(lai)自(zi)陽極的(de)(de)(de)(de)未(wei)(wei)使(shi)用燃料和(he)來(lai)(lai)自(zi)熱交換器(qi)的(de)(de)(de)(de)一部分廢氣)的(de)(de)(de)(de)噴(pen)射(she)(she)器(qi)30的(de)(de)(de)(de)布置提供未(wei)(wei)使(shi)用氧化劑(ji)和(he)未(wei)(wei)使(shi)用燃料的(de)(de)(de)(de)非(fei)常(chang)高的(de)(de)(de)(de)剪切混(hun)合。入口噴(pen)嘴的(de)(de)(de)(de)幾何形狀促進(jin)貫穿噴(pen)射(she)(she)器(qi)的(de)(de)(de)(de)非(fei)常(chang)高的(de)(de)(de)(de)氣體速度。

由(you)于初(chu)級空氣、未使用氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)和(he)未使用燃(ran)(ran)料在噴射(she)器30內的(de)(de)駐留(liu)時間(jian)小于燃(ran)(ran)料和(he)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)混(hun)合(he)物(wu)的(de)(de)能量(liang)傳遞(di)所需的(de)(de)時間(jian)，因(yin)此可燃(ran)(ran)物(wu)質(zhi)在噴射(she)器30內不燃(ran)(ran)燒。在燃(ran)(ran)料與氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)之間(jian)的(de)(de)能量(liang)傳遞(di)中的(de)(de)毫秒延遲的(de)(de)時間(jian)足夠使預混(hun)合(he)的(de)(de)燃(ran)(ran)料-氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)混(hun)合(he)物(wu)離開噴射(she)器30進入下游(you)燃(ran)(ran)燒區44，預混(hun)合(he)的(de)(de)燃(ran)(ran)料和(he)氧(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)隨后在下游(you)燃(ran)(ran)燒區44中燃(ran)(ran)燒。

由于用(yong)于所述一(yi)(yi)部分初級氧化劑流(liu)36、未(wei)使(shi)用(yong)氧化劑流(liu)54、未(wei)使(shi)用(yong)燃(ran)料(liao)流(liu)56以(yi)及來自(zi)熱交換器的所述一(yi)(yi)部分廢氣的入(ru)口噴(pen)嘴(zui)的幾何形狀(zhuang)，噴(pen)射器30能夠(gou)進行高剪切混合(he)。如果噴(pen)嘴(zui)不(bu)輸送高速(su)料(liao)流(liu)，則存在(zai)(zai)以(yi)下危險：混合(he)過(guo)程不(bu)夠(gou)迅速(su)并且混合(he)物可(ke)能在(zai)(zai)噴(pen)射器30內(nei)點燃(ran)(即，導(dao)致在(zai)(zai)噴(pen)射器內(nei)回(hui)火(flash back))。

所述(shu)三個入口(kou)噴射(she)器布置(zhi)和(he)獨立(li)燃(ran)燒(shao)區(qu)的(de)好(hao)處在(zai)于：噴射(she)器使(shi)未使(shi)用燃(ran)料以及初(chu)級氧(yang)化(hua)劑(ji)流和(he)未使(shi)用氧(yang)化(hua)劑(ji)流在(zai)可能自燃(ran)之前完全預(yu)混(hun)(hun)合(he)(he)。預(yu)混(hun)(hun)合(he)(he)的(de)燃(ran)料和(he)氧(yang)化(hua)劑(ji)在(zai)該預(yu)混(hun)(hun)合(he)(he)狀態(tai)下更有效地(di)燃(ran)燒(shao)，并且有害(hai)的(de)一(yi)氮氧(yang)化(hua)物(NOx)氣體(ti)的(de)釋放減少。

此外(wai)，通過在噴射器(qi)內混(hun)合未(wei)(wei)使用燃料以(yi)及(ji)初級氧(yang)化(hua)劑(ji)和未(wei)(wei)使用氧(yang)化(hua)劑(ji)，由于噴射器(qi)執(zhi)行將燃料和氧(yang)化(hua)劑(ji)混(hun)合至(zhi)燃燒區的過程，因此可(ke)以(yi)從固(gu)體氧(yang)化(hua)物燃料電(dian)池系統中省(sheng)略燃燒室(shi)。

圖(tu)3示(shi)出了與(yu)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245耦接的(de)(de)(de)(de)噴(pen)射(she)器(qi)230。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245在噴(pen)射(she)器(qi)230的(de)(de)(de)(de)出口243處是(shi)一體化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)。從噴(pen)射(she)器(qi)230的(de)(de)(de)(de)出口243至燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245存在突(tu)(tu)然膨脹，燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區的(de)(de)(de)(de)上游端的(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)積(ji)是(shi)噴(pen)射(she)器(qi)230的(de)(de)(de)(de)出口243的(de)(de)(de)(de)橫截面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)至少兩倍。從噴(pen)射(she)器(qi)230的(de)(de)(de)(de)出口243至燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245的(de)(de)(de)(de)突(tu)(tu)然膨脹提供了可(ke)用于預(yu)混(hun)合的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)料和(he)氧化(hua)(hua)劑(ji)混(hun)合物的(de)(de)(de)(de)體積(ji)的(de)(de)(de)(de)增加以創建局部流動再循(xun)環。燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245內的(de)(de)(de)(de)流動剖(pou)面(mian)(flow profile)形成漩渦(wo)式流，并且(qie)因此延(yan)(yan)長(chang)了在燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245內的(de)(de)(de)(de)駐(zhu)留時間。在燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)區245內的(de)(de)(de)(de)駐(zhu)留時間延(yan)(yan)長(chang)有助于改善預(yu)混(hun)合的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)料和(he)氧化(hua)(hua)劑(ji)混(hun)合物的(de)(de)(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)燒(shao)(shao)。

在固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)系(xi)統1的(de)(de)啟動期間，另外的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7可(ke)以(yi)被注入(ru)至(zhi)噴(pen)射器30中(zhong)，特別是次級夾帶空間40中(zhong)。可(ke)以(yi)利用第二入(ru)口(kou)35或另外的(de)(de)入(ru)口(kou)(未(wei)示出)將(jiang)(jiang)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7注入(ru)至(zhi)噴(pen)射器30中(zhong)。在固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)系(xi)統1的(de)(de)啟動期間被注入(ru)至(zhi)噴(pen)射器30中(zhong)的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7可(ke)以(yi)是天然(ran)氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)、氫氣(qi)(qi)和一氧化(hua)碳的(de)(de)混(hun)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)、其他合(he)(he)適(shi)的(de)(de)碳氫化(hua)合(he)(he)物(wu)(wu)(wu)或其他合(he)(he)適(shi)的(de)(de)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)。閥9被設置成允(yun)許在啟動期間供應燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7并且防止在固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)系(xi)統的(de)(de)正常(chang)操(cao)作(zuo)期間供應燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7。在固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)系(xi)統1的(de)(de)啟動期間供應燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)7，以(yi)通過對經由熱交換器16供應至(zhi)固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)堆(dui)(dui)2的(de)(de)氧化(hua)劑進行加熱來將(jiang)(jiang)固(gu)(gu)體(ti)氧化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)(ran)(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)池(chi)堆(dui)(dui)2加熱至(zhi)操(cao)作(zuo)溫度(du)。

噴射器30充(chong)當(dang)在自燃(ran)(ran)條(tiao)件(溫度)之上的燃(ran)(ran)料(liao)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)混合器。噴射器30還(huan)充(chong)當(dang)在自燃(ran)(ran)條(tiao)件之下的燃(ran)(ran)料(liao)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)混合器，并且充(chong)當(dang)在固體氧(yang)(yang)化(hua)(hua)物燃(ran)(ran)料(liao)電池系統的預熱或(huo)啟動期間(jian)的燃(ran)(ran)料(liao)和(he)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)劑(ji)(ji)混合器。

在(zai)固體氧化(hua)物燃(ran)料電池(chi)系統的(de)特定實例中，氧化(hua)劑供(gong)應器(qi)(qi)可以是(shi)氧氣供(gong)應器(qi)(qi)或空氣供(gong)應器(qi)(qi)，并且燃(ran)料供(gong)應器(qi)(qi)可以是(shi)氫氣供(gong)應器(qi)(qi)，或者燃(ran)料供(gong)應器(qi)(qi)可以包括重整器(qi)(qi)或處(chu)理器(qi)(qi)以產生氫氣。

雖然已經(jing)參照包括(kuo)由固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組成的(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆的(de)(de)固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)描述了本發明，但是本發明同樣適用于包括(kuo)由熔(rong)(rong)融碳酸(suan)鹽燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組成的(de)(de)熔(rong)(rong)融碳酸(suan)鹽燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆的(de)(de)熔(rong)(rong)融碳酸(suan)鹽燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)或(huo)者包括(kuo)由高(gao)溫(wen)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)組成的(de)(de)高(gao)溫(wen)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)堆的(de)(de)其他高(gao)溫(wen)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)系統(tong)。高(gao)溫(wen)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)在約(yue)500℃至1100℃的(de)(de)溫(wen)度下(xia)操作，例如(ru)，固(gu)體(ti)(ti)氧(yang)(yang)化(hua)物(wu)(wu)(wu)燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)在約(yue)500℃至1100℃(例如(ru)，850℃至1100℃)的(de)(de)溫(wen)度下(xia)操作，并且熔(rong)(rong)融碳酸(suan)鹽燃(ran)料(liao)(liao)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)在約(yue)600℃至700℃的(de)(de)溫(wen)度下(xia)操作。

對(dui)于本(ben)(ben)領域技術人員將清楚的(de)是，關于上(shang)述(shu)任何實施方案所描述(shu)的(de)特(te)(te)征可(ke)以在不同(tong)實施方案之間可(ke)互換地(di)應用(yong)。上(shang)述(shu)實施方案是示出本(ben)(ben)發明的(de)各個特(te)(te)征的(de)實例(li)。

貫穿(chuan)本說明書(shu)的(de)描述(shu)和(he)權(quan)利要求書(shu)，詞語“包括”和(he)“包含”及其變(bian)型意味著“包括但不(bu)限于(yu)”，并且它們不(bu)旨在(并且不(bu))排除其他部(bu)分、添加件、部(bu)件、整數或步驟。

貫穿本說明書的描述和權(quan)利(li)要求(qiu)書，單(dan)(dan)數(shu)包括復數(shu)，除非上下(xia)文另有要求(qiu)。特別地，在不使用(yong)數(shu)量詞的情況下(xia)，除非上下(xia)文另有要求(qiu)，否則(ze)本說明書應當被理解(jie)為考慮(lv)復數(shu)以(yi)及單(dan)(dan)數(shu)。

除非其(qi)互(hu)不相(xiang)容，否則結合(he)本(ben)(ben)發明(ming)(ming)的(de)(de)(de)(de)特(te)定方(fang)(fang)面、實(shi)施方(fang)(fang)案(an)或(huo)(huo)實(shi)例所(suo)(suo)描述的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)、整(zheng)數、特(te)性、化(hua)合(he)物、化(hua)學部(bu)分或(huo)(huo)基團應當(dang)被理解為適(shi)用于(yu)本(ben)(ben)文中所(suo)(suo)描述的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)其(qi)他方(fang)(fang)面、實(shi)施方(fang)(fang)案(an)或(huo)(huo)實(shi)例。在本(ben)(ben)說明(ming)(ming)書(shu)(包括(kuo)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)所(suo)(suo)附(fu)權(quan)利要(yao)(yao)求(qiu)、摘(zhai)要(yao)(yao)和附(fu)圖)中所(suo)(suo)公開的(de)(de)(de)(de)所(suo)(suo)有特(te)征(zheng)和/或(huo)(huo)如(ru)此(ci)公開的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)方(fang)(fang)法(fa)或(huo)(huo)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)所(suo)(suo)有步(bu)驟(zou)可以(yi)(yi)以(yi)(yi)除了(le)其(qi)中這樣的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)和/或(huo)(huo)步(bu)驟(zou)的(de)(de)(de)(de)至少一些是相(xiang)互(hu)排斥的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)以(yi)(yi)外的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)組(zu)合(he)進行組(zu)合(he)。本(ben)(ben)發明(ming)(ming)不限于(yu)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)前述實(shi)施方(fang)(fang)案(an)的(de)(de)(de)(de)細節。本(ben)(ben)發明(ming)(ming)延伸至本(ben)(ben)說明(ming)(ming)書(shu)(包括(kuo)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)所(suo)(suo)附(fu)權(quan)利要(yao)(yao)求(qiu)、摘(zhai)要(yao)(yao)和附(fu)圖)中所(suo)(suo)公開的(de)(de)(de)(de)特(te)征(zheng)中的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)一個(ge)或(huo)(huo)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)或(huo)(huo)者(zhe)如(ru)此(ci)公開的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)方(fang)(fang)法(fa)或(huo)(huo)過(guo)程(cheng)的(de)(de)(de)(de)步(bu)驟(zou)中的(de)(de)(de)(de)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)一個(ge)或(huo)(huo)任(ren)(ren)何(he)(he)(he)新(xin)穎的(de)(de)(de)(de)組(zu)合(he)。

讀(du)者(zhe)的注(zhu)意力應(ying)關注(zhu)與(yu)本(ben)(ben)申請相關的和本(ben)(ben)說(shuo)明書同(tong)時提(ti)交或(huo)在本(ben)(ben)說(shuo)明書之(zhi)前提(ti)交的并且(qie)(qie)對公眾(zhong)開放以供公眾(zhong)查(cha)閱(yue)本(ben)(ben)說(shuo)明書的所有論(lun)文(wen)和文(wen)獻(xian)，并且(qie)(qie)所有這些論(lun)文(wen)和文(wen)獻(xian)的內容通過引用(yong)并入到本(ben)(ben)文(wen)中。