РЕЗЕРВНЫЙ ЭЛЕКТРОГЕНЕРАТОР НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ, СОДЕРЖАЩИЙ КОМПАКТНЫЙ КОРПУС КОЛЛЕКТОРА И СПОСОБЫ УПРАВЛЕНИЯ ЕГО РАБОТОЙ

1. Электрогенератор (1) на топливных элементах, содержащий батарею (5) топливных элементов, средства для снабжения батареи первым и вторым потоком реагентов, содержащие, в свою очередь, средства (4a,c) уменьшения давления, соответственно, первого и второго потоков реагентов, и корпус (27) коллектора для сообщения первого и второго потоков реагентов с батареей, а также, по меньшей мере, одного потока охлаждающей жидкости через соответствующий контур (36) охлаждения, причем корпус (27) коллектора с внутренней стороны содержит камеры для смешивания потоков реагентов с соответствующими повторно циркулирующими потоками продукта, отличающийся тем, что корпус (27) коллектора дополнительно содержит камеру (38) расширения охлаждающей жидкости, внутри которой расположены средства (4a,c) уменьшения давления первого и второго потоков реагентов, по меньшей мере, частично погруженными в охлаждающую жидкость.
2. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что корпус (27) коллектора содержит первую камеру (23) смешения, гидравлически соединенную с первой конденсационной камерой (25), и вторую камеру (24) смешения, гидравлически соединенную со второй конденсационной камерой (26), через батарею (5) топливных элементов, причем первая и вторая конденсационные камеры являются гидравлически соединенными с батареей (5).
3. Электрогенератор по п. 2, отличающийся тем, что первая и вторая конденсационные камеры выполнены с возможностью удаления, под собственным весом, посредством центробежного эффекта, частиц воды, конденсированных из первого и второго потоков реагентов, соответственно.
4. Электрогенератор по п.2, отличающийся тем, что корпус (27) коллектора дополнительно содержит первый и второй сливной канал (6, 7) для воды, гидравлически соединенные с первой и второй конденсационными камерами (25, 26), соответственно.
5. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что камера (38) расширения охлаждающей жидкости содержит ионообменные смолы.
6. Электрогенератор по п.1, отличающийся тем, что корпус (27) коллектора снабжен множеством зондов, выполненных с возможностью измерения соответствующего множества параметров потоков реагентов, продуктов и охлаждающей жидкости, отличающийся тем, что электрогенератор (1) дополнительно содержит устройство (39) мониторинга напряжения, выполненное с возможностью получения данных напряжения относительно батареи (5) в целом и относительно одиночных топливных элементов в батарее (5).
7. Способ запуска электрогенератора на топливных элементах для удовлетворения запроса пользователя на электроэнергию (UPR), содержащий этапы, на которых:
(a) снабжают пользователя вспомогательным питанием (APS) и, параллельно, питанием топливных элементов (FCP), получаемым от топливных элементов таким образом, чтобы их сумма являлась по существу равной запросу пользователя на электроэнергию (UPR);
s
sc
(b) получают данные относительно суммарного напряжения (V) батареи и напряжения (V) отдельного элемента каждого одиночного элемента в батарее;
(c) поступательно увеличивают питание топливных элементов (FCP) и уменьшают вспомогательное питание (APS), так чтобы их сумма оставалась по существу равной запросу пользователя на электроэнергию (UPR),
отличающийся тем, что
o,s
o,sc
этап (c) увеличения питания топливных элементов (FCP) осуществляют только, если полученные данные детектируются как большие, чем соответствующие опорные значения (V и V), сохраненные в блоке памяти; и
только до тех пор, пока питание топливных элементов (FCP) детектируется как равное запросу пользователя на электроэнергию (UPR).
o,s
o,sc
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что когда полученные данные детектируются как меньшие, чем соответствующие опорные значения V и V, сохраненные в блоке памяти, питание топливных элементов (FCP) уменьшают, а вспомогательное питание (APS), соответственно, увеличивают.
o,s
o,sc
9. Способ по пп.6 и 7, отличающийся тем, что опорные значения V и V, сохраненные в блоке памяти, соответствуют условиям работы батареи, предотвращающим локальный перегрев и/или переполнение топливных элементов.
10. Способ остановки электрогенератора на топливных элементах, содержащий этапы, на которых:
(a) прерывают подачу свежих реагентов к батарее;
(b) измеряют температуру батареи;
(c) охлаждают батарею топливных элементов; и
(d) спускают воду из батареи топливных элементов;
отличающийся тем, что
этапы (c) и (d) осуществляются одновременно, до тех пор пока температура батареи детектируется как меньшая, чем опорное значение, сохраненное в блоке памяти.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что этап (d) содержит этапы, на которых:
(e) соединяют батарею топливных элементов с электрическим сопротивлением;
(f) осуществляют повторную циркуляцию отработанных газов обратно к батарее топливных элементов.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что этап (c) содержит этапы, на которых:
(g) осуществляют циркуляцию охлаждающей жидкости через батарею топливных элементов, удаляя посредством этого тепло;
(h) побуждают охлаждающую жидкость передавать данное удаляемое тепло на, по меньшей мере, первое средство удаления тепла.
13. Способ детектирования переполнения топливного элемента в электрогенераторе на топливных элементах и соответствующего восстановления переполненного топливного элемента, содержащий этапы, на которых:
(a) получают данные напряжения одиночного элемента для каждого топливного элемента в батарее топливных элементов;
o
(b) вычисляют среднее напряжение одиночного элемента (ASCV) и пороговое значение TV в качестве предварительно определенного процентного соотношения от среднего (ASCV);
o
(c) сравнивают напряжение одиночного элемента для элемента с пороговым значением TV;
(d) увеличивают давление внутри поточных трубок топливных элементов, если напряжение одиночного элемента меньше, чем пороговое значение;
отличающийся тем, что
этап (d) осуществляют посредством
(e) первого этапа увеличения потока повторно циркулирующих отработанных газов в направлении батареи, и
(f) второго этапа, осуществляемого после первого этапа и посредством регулирования расхода потока повторно циркулирующих отработанных газов в направлении батареи таким образом, чтобы создавать встречное давление таких отработанных газов обратно к батарее;
причем повторяют этап (c) между этапами (e) и (f) и этап (f) осуществляют только, когда напряжение одиночного элемента все еще является меньшим, чем пороговое значение.
14. Способ проверки наличия утечек газа в резервном электрогенераторе на топливных элементах, содержащий этапы, на которых:
1
(i) осуществляют процедуру проверки утечки в течение предварительно определенного времени t; и
2
1
(j) повторяют процедуру проверки утечки в течение предварительно определенного времени t, более короткого, чем t;
отличающийся тем, что
после осуществления этапа (i) и до осуществления этапа (j), электрогенератор останавливают.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что электрогенератор останавливают в соответствии со способом по п.10.