ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ СИСТЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И РЕЦИРКУЛЯЦИИ НА ОСНОВЕ ТВЕРДООКСИДНОГО ТОПЛИВНОГО ЭЛЕМЕНТА

1. Топливный элемент комбинированного цикла, включающий:
топливный элемент, включающий анод, выполненный с возможностью образования отходящего газа, причем анод включает вход и выход;
систему риформинга углеводородного топлива, выполненную с возможностью смешивания углеводородного топлива с отходящим газом топливного элемента ниже по потоку от топливного элемента и частичного или полного преобразования углеводородного топлива в водород (Н2) и монооксид углерода (СО), а также выполненную с возможностью разделения подвергнутого риформингу топлива на первую часть и оставшуюся часть;
канал для топлива, выполненный с возможностью отведения первой части подвергнутого риформингу топлива на вход анода;
холодильник, выполненный с возможностью удаления тепла из оставшейся части подвергнутого риформингу топлива, и
утилизационный цикл, включающий двигатель внешнего или внутреннего сгорания, приводимый в действие охлажденной оставшейся частью подвергнутого риформингу топлива.
2. Топливный элемент комбинированного цикла по п.1, где топливный элемент включает твердооксидный топливный элемент.
3. Топливный элемент комбинированного цикла по п.1, где холодильник включает первый органический цикл Ренкина (ОЦР) и соответствующую рабочую текучую среду, выполненные с возможностью выработки электроэнергии.
4. Топливный элемент комбинированного цикла по п.3, где утилизационный цикл выполнен с возможностью передачи тепла рабочей текучей среде первого ОЦР для увеличения производства электроэнергии, вырабатываемой посредством первого ОЦР.
5. Топливный элемент комбинированного цикла по п.1, где двигатель сгорания включает газопоршневой двигатель.
6. Топливный элемент комбинированного цикла по п.1, где двигатель сгорания включает газовую турбину.
7. Топливный элемент комбинированного цикла по п.1, дополнительно включающий:
второй органический цикл Ренкина (ОЦР), выполненный с возможностью удаления тепла из первой части подвергнутого риформингу топлива, и
устройство для очистки топлива, причем второй ОЦР и устройство для очистки топлива совместно выполнены с возможностью получения очищенного топлива посредством удаления воды и диоксида углерода из первой части подвергнутого риформингу топлива перед отведением первой части подвергнутого риформингу топлива на вход анода.
8. Топливный элемент комбинированного цикла по п.7, дополнительно включающий рекуператор, выполненный с возможностью извлечения тепла из очищенного топлива и дополнительного нагревания углеводородного топлива и отходящего газа топливного элемента, поступающих из него в установку риформинга.
9. Топливный элемент комбинированного цикла, включающий:
топливный элемент, включающий анод, выполненный с возможностью образования отходящего газа, причем анод включает вход и выход;
2
систему риформинга углеводородного топлива, выполненную с возможностью смешивания углеводородного топлива с отходящим газом топливного элемента ниже по потоку от топливного элемента и частичного или полного преобразования углеводородного топлива в водород (Н) и монооксид углерода (СО), а также выполненную с возможностью разделения подвергнутого риформингу топлива на первую часть и оставшуюся часть;
канал для топлива, выполненный с возможностью отведения первой части подвергнутого риформингу топлива на вход анода топливного элемента;
первый органический цикл Ренкина (ОЦР) и соответствующую рабочую текучую среду, совместно выполненные с возможностью удаления тепла из оставшейся части подвергнутого риформингу топлива и выработки электроэнергии из него, и
утилизационный цикл, включающий двигатель внешнего или внутреннего сгорания, приводимый в действие охлажденной оставшейся частью подвергнутого риформингу топлива, выходящей из первого ОЦР.
10. Топливный элемент комбинированного цикла по п.9, где топливный элемент включает твердооксидный топливный элемент (ТОТЭ).
11. Топливный элемент комбинированного цикла по п.9, где утилизационный цикл выполнен с возможностью передачи тепла рабочей текучей среде первого ОЦР для увеличения производства электроэнергии, вырабатываемой посредством первого ОЦР.
12. Топливный элемент комбинированного цикла по п.9, где двигатель сгорания включает газопоршневой двигатель.
13. Топливный элемент комбинированного цикла по п.9, где двигатель сгорания включает газовую турбину.
14. Топливный элемент комбинированного цикла по п.9, дополнительно включающий второй органический цикл Ренкина (ОЦР), выполненный с возможностью удаления тепла из первой части подвергнутого риформингу топлива,и
устройство для очистки топлива, причем второй ОЦР и устройство для очистки топлива совместно выполнены с возможностью получения очищенного топлива посредством удаления воды и диоксида углерода из первой части подвергнутого риформингу топлива перед отведением первой части подвергнутого риформингу топлива на вход анода.
15. Топливный элемент комбинированного цикла по п.14, дополнительно включающий рекуператор, выполненный с возможностью извлечения тепла из очищенного топлива и дополнительного нагревания углеводородного топлива и отходящего газа топливного элемента, поступающих из него в установку риформинга.
16. Топливный элемент комбинированного цикла, включающий:
топливный элемент, включающий анод, выполненный с возможностью выработки тепла, причем анод включает вход и выход;
2
систему риформинга углеводородного топлива, выполненную с возможностью смешивания углеводородного топлива с отходящим газом топливного элемента ниже по потоку от топливного элемента и частичного или полного преобразования углеводородного топлива в водород (Н) и монооксид углерода (СО), а также выполненную с возможностью разделения подвергнутого риформингу топлива на первую часть и оставшуюся часть;
первый органический цикл Ренкина (ОЦР), выполненный с возможностью удаления тепла из первой части подвергнутого риформингу топлива;
устройство для очистки топлива, причем первый ОЦР и устройство для очистки топлива совместно выполнены с возможностью получения очищенного топлива посредством удаления воды и диоксида углерода из первой части подвергнутого риформингу топлива;
рекуператор, выполненный с возможностью извлечения тепла из очищенного топлива и передачи извлеченного тепла топливу и отходящему газу, поступающим в систему риформинга;
канал для топлива, выполненный с возможностью отведения нагретого и очищенного топлива на вход анода топливного элемента;
второй ОЦР, выполненный с возможностью удаления тепла из оставшейся части подвергнутого риформингу топлива и выработки электроэнергии из него, и
утилизационный цикл, включающий двигатель внешнего или внутреннего сгорания, приводимый в действие охлажденной оставшейся частью подвергнутого риформингу топлива, выходящей из второго ОЦР.
17. Топливный элемент комбинированного цикла по п.16, где топливный элемент включает твердооксидный топливный элемент.
18. Топливный элемент комбинированного цикла по п.16, где первый ОЦР и второй ОЦР объединены с образованием единственного ОЦР, выполненного с возможностью как удаления тепла из первой части подвергнутого риформингу топлива, так и удаления тепла из оставшейся части подвергнутого риформингу топлива и выработки электроэнергии из него.
19. Топливный элемент комбинированного цикла по п.16, где утилизационный цикл выполнен с возможностью передачи тепла рабочей текучей среде второго ОЦР для увеличения производства электроэнергии, вырабатываемой посредством второго ОЦР.
20. Топливный элемент комбинированного цикла по п.16, где двигатель сгорания включает газопоршневой двигатель.
21. Топливный элемент комбинированного цикла по п.16, где двигатель сгорания включает газовую турбину.
22. Топливный элемент комбинированного цикла, включающий:
топливный элемент, включающий анод, выполненный с возможностью образования отходящего газа, причем анод включает вход и выход;
2
систему риформинга углеводородного топлива, выполненную с возможностью смешивания углеводородного топлива с отходящим газом топливного элемента ниже по потоку от топливного элемента и частичного или полного преобразования углеводородного топлива в водород (Н) и монооксид углерода (СО) с образованием подвергнутого риформингу топлива;
систему охлаждения, выполненную с возможностью удаления тепла из подвергнутого риформингу топлива;
канал для топлива, выполненный с возможностью отведения первой части охлажденного подвергнутого риформингу топлива на вход анода, и
утилизационный цикл, включающий двигатель внешнего или внутреннего сгорания, приводимый в действие оставшейся частью охлажденного подвергнутого риформингу топлива.
23. Топливный элемент комбинированного цикла по п.22, где система охлаждения включает:
холодильник, выполненный с возможностью охлаждения подвергнутого риформингу топлива;
низкотемпературный вентилятор, выполненный с возможностью сообщения движущей силы потоку подвергнутого риформингу топлива, выходящему из холодильника, и
высокотемпературный рекуператор, выполненный с возможностью удаления тепла из подвергнутого риформингу топлива, поступающего в холодильник, а также выполненный с возможностью передачи тепла, удаленного из подвергнутого риформингу топлива, поступающего в холодильник, подвергнутому риформингу топливу, выходящему из низкотемпературного вентилятора.
24. Топливный элемент комбинированного цикла по п.22, где топливный элемент включает твердооксидный топливный элемент.
25. Топливный элемент комбинированного цикла по п.22, где двигатель сгорания включает газопоршневой двигатель.
26. Топливный элемент комбинированного цикла по п.22, где двигатель сгорания включает газовую турбину.