用于整体式重整燃料电池的修正燃料电池循环的制作方法

本公开总体而言涉及燃料电池系统。更具体地，本公开涉及燃料电池系统和方法，其提供了针对整体式(in-block)重整燃料电池进行优化的修正燃料电池系统循环。

背景

燃料电池是一种电化学系统，其中燃料(例如氢)在高温下与氧化剂(例如氧气)反应以产生电。燃料电池通常由诸如重整器、换热器、喷射器、燃烧器、燃料和氧化剂源以及其他部件的部件系统支持。例如，未重整燃料源可以经由燃料喷射器供应到燃料电池系统重整器。重整器可以通过蒸汽、干燥或其他重整方法部分或完全重整燃料，以产生供应到燃料电池的阳极的重整产物。燃料电池可以从阳极排出未使用的燃料，并将未使用的燃料供应到燃料喷射器的吸入口或辅助系统。

为了促进未重整燃料的重整，燃料电池系统可以通过将阴极排气或其他热流体供应到重整器来向重整器提供热输入。在将其热量传递到重整燃料之后，可以将阴极排气供应到辅助系统，经由氧化剂空气喷射器再循环回到阴极入口，或其两者。

虽然供应到阴极的再循环和新鲜氧化剂的温度随着其通过燃料电池堆而增加，但是由于需要大量的热输入来支持烃燃料的重整，输入阴极流的热量可能不足以使阴极回路保持热平衡。为了热平衡阴极回路，可以在阴极回路中引入换热器，通常在阴极入口的上游。可以向该换热器供应来自未使用燃料与供应到辅助系统的阴极排气的反应的燃烧产物。该反应可以在换热器中或在换热器上游的部件(例如燃烧器)中发生。

在正常操作期间，阴极回路保持热平衡。在燃料电池堆内产生的热量、传递到重整器中的燃料的热量、在阴极喷射器处氧化剂混合的冷却效果以及来自换热器的热量输入将平衡以保持这种热平衡；实际上，仅出于这个目的，调节阴极入口上游的换热器的尺寸。

一种类型的燃料电池是固体氧化物燃料电池(sofc)。sofc的基本部件可包括阳极、阴极、固体电解质和连接体。可以将燃料供应到阳极，并且可以将氧化剂供应到燃料电池的阴极。在阴极处，电子可以使氧化剂电离。电解质可包括一种材料，其允许电离的氧化剂经其通过到达阳极，同时不受流体燃料和氧化剂的影响。在阳极处，燃料与电离的氧化剂结合，进行释放电子的反应，电子通过连接体传导回阴极。由欧姆损耗产生的热量通过阳极或阴极排气流从燃料电池中除去或者辐射到环境中。来自这些电损耗的热量可用于燃料电池堆内的烃燃料的重整。

sofc可以被构造成例如单个电池的区段串联(segment-in-series)或面内串联(in-planeseries)布置。氧化剂通常在串联电池的一端引入，并流过剩余的电池，直到到达阴极排气出口。每个燃料电池将热量传递到氧化剂中，从而升高其温度并形成从氧化剂入口到排气升高的温度梯度。在燃料电池中也可以产生温度梯度，其从氧化剂入口到氧化剂排气增加。这些温度梯度引起热应力，这可能导致燃料电池部件的材料劣化或失效，或者可能降低燃料电池性能。

sofc的阳极可以是包含镍和氧化锆(例如，氧化钇稳定的氧化锆(ysz))或镍和二氧化铈(例如氧化钆掺杂二氧化铈(gdc))的混合金属陶瓷。镍和其他材料不仅可以起到支持燃料和电离的氧化剂之间的化学反应的作用，而且可以具有催化性质，其允许阳极在燃料电池内重整烃燃料。重整烃燃料的一种方法是甲烷(ch4)的蒸汽重整，其为一种吸热反应(反应式1)：

ch4+h2o->co+3η2△η°＝206.2kj/摩尔(反应式1)

也可以使用替代的重整方法。例如，烃燃料可以通过二氧化碳重整(也称为干法重整)(反应式2)进行重整：

co2+ch4->2h2+2co(反应式2)

甲烷重整所需的热量可以直接从堆内产生的热量供应。这种直接传热可以帮助堆冷却，减少热应力并提高整个堆的性能。

另外，直接传热可以去除或减少重整器中烃燃料重整所需的热量的量。在阴极回路中除去这个大的散热器可以允许修正燃料电池循环，其改善燃料电池系统效率，同时保持阴极回路处于热平衡。

对于配置用于内部整体式重整的燃料电池仍然需要修正燃料电池热力循环。

根据本公开的一些实施方案，提供了燃料电池循环。该循环可以保持阴极回路的整体热平衡。该循环可能不需要从阴极排气向重整器传热，以促进未重整燃料的催化重整。燃料(其全部或部分)可以通过湿法或干法重整在内部重整，其中未重整烃燃料的重整所需的热量从燃料电池堆产生的热量传递。与燃料电池循环中使用的重整器相比，外部重整器的尺寸可以减小，在燃料电池循环中使用的重整器中，所有或大部分燃料在燃料电池块外部重整。可以去除阴极入口上游的换热器。在一些实施方案中，燃料电池循环可以不包含辅助回路。

根据本公开的一些实施方案，提供了一种燃料电池系统。燃料电池系统可包括未重整燃料源和氧化剂源。该系统还可包括燃料电池堆、阳极喷射器、重整器、辅助喷射器和阴极喷射器。燃料电池堆可包括多个燃料电池，每个燃料电池具有阳极、阴极和电解质。燃料电池可以是sofc。该堆还可包括燃料供应歧管，其配置成接收重整产物和未重整燃料并将重整产物和未重整燃料供应到燃料电池；燃料排气歧管，其配置成从燃料电池堆排出未使用的燃料；氧化剂供应歧管，且配置成接收氧化剂并将氧化剂供应到燃料电池；和氧化剂排气歧管，其配置成从燃料电池堆排出氧化剂。阳极喷射器可以配置成接收来自燃料源的未重整燃料并接收从燃料电池堆排出的一部分未使用的燃料。重整器可包括多个冷侧通道和多个热侧通道；燃料供应歧管，其配置成接收来自阳极喷射器的燃料并将燃料供应到多个冷侧通道；燃料排气歧管，其配置成从多个冷侧通道排出重整产物并将重整产物供应到燃料电池堆的燃料供应歧管；氧化剂入口歧管，其配置成接收从燃料电池堆排出的一部分氧化剂并将氧化剂供应到多个热侧通道；和氧化剂排气歧管，其配置成从多个热侧通道排出氧化剂。辅助喷射器可以配置成接收排出自燃料电池堆的一部分未使用的燃料并接收从多个热通道排出的氧化剂。阴极喷射器可以配置成从压缩机接收氧化剂并接收排出自燃料电池堆的氧化剂排气歧管的氧化剂，并将氧化剂供应到燃料电池堆的氧化剂入口歧管。燃料电池系统还可包括：燃烧器，其配置成接收从辅助喷射器排出的未使用的燃料和氧化剂；涡轮，其配置成接收来自燃烧器的排气；以及压缩机，其配置为接收来自氧化剂源的氧化剂。

根据本公开的一些实施方案，提供了一种固体氧化物燃料电池系统。该系统可包括燃料电池堆、重整器、阳极回路、阴极回路和辅助回路。固体氧化物燃料电池堆可包括至少一个固体氧化物燃料电池，每个固体氧化物燃料电池包括阳极、阴极和电解质。重整器可包括热侧和冷侧通道。阳极回路可以将燃料和重整产物供应到每个固体氧化物燃料电池的阳极，并且可以包括燃料电池堆中的燃料入口歧管，其配置成将燃料和重整产物供应到每个固体氧化物燃料电池的阳极；燃料排气歧管，其配置成接收来自每个固体氧化物燃料电池的阳极的未使用的燃料；燃料源；阳极喷射器，其配置成接收来自燃料源和燃料排气歧管的燃料；所述重整器的冷侧通道，其配置成接收来自所述阳极喷射器的燃料。阴极回路可以将氧化剂供应到每个固体氧化物燃料电池的阴极，并且可以包括燃料电池堆中的氧化剂入口歧管，其配置成将氧化剂供应到每个固体氧化物燃料电池的阴极；燃料电池堆中的氧化剂排气歧管，其配置成接收来自固体氧化物燃料电池的每个阴极的未使用的氧化剂；氧化剂源；和阴极喷射器，其配置成接收来自氧化剂源和氧化剂排气歧管的氧化剂并配置成将氧化剂供应到氧化剂入口歧管。辅助回路可以为燃烧提供来自所述燃料排气歧管的一部分未使用的燃料和来自氧化剂排气歧管的一部分未使用的氧化剂，并且可以包括重整器的热侧通道，其配置成接收来自氧化剂排气歧管的一部分未使用的氧化剂；辅助喷射器，其配置成接收来自重整器的热侧通道的氧化剂、来自氧化剂源的一部分氧化剂以及来自燃料排气歧管的一部分未使用的燃料；和燃烧器，其配置成接收来自所述辅助喷射器的排气。

根据本公开的一些实施方案，提供了一种燃料电池系统，其具有至少一个燃料电池和阴极回路，所示阴极回路用于从燃料电池再循环一部分未使用的氧化剂，以在同一燃料电池中再使用。阴极回路可包括燃料电池中的氧化剂入口歧管，其配置成将氧化剂供应到燃料电池；燃料电池中的氧化剂排气歧管，其配置成接收来自所述燃料电池的未使用的氧化剂；和阴极喷射器，其配置成接收来自氧化剂源和氧化剂排气歧管的氧化剂并将氧化剂供应到氧化剂入口歧管，其中一部分所述未使用的氧化剂通过所述阴极喷射器从所述氧化剂排气歧管直接供应到所述氧化剂入口歧管。

通过阅读权利要求、附图和以下详细描述的实施方案，本公开所属领域的技术人员将容易理解本主题的这些和许多其他优点。

附图说明

图1a和1b示出了燃料电池系统。

图2a和2b示出了根据本公开的一些实施方案的燃料电池系统。

图3示出了根据本公开的一些实施方案的燃料电池系统的一些部件。

图4示出了根据本公开的一些实施方案的燃料电池系统。

图5示出了根据本公开的一些实施方案的燃料电池系统。

参考附图，示意性地描绘了根据本公开的实施方案的燃料电池系统的非限制性示例的一些方面。在附图中，描绘了本公开的实施方案的各方面之间的各种特征、部件和相互关系。然而，本公开不限于所呈现的特定实施方案以及如附图中所示和本文所述的其间的部件、特征和相互关系。

详细说明

通过以下结合附图对优选实施方案的详细描述，所要求保护的主题的目的和优点将变得明显。

图1a示出了燃料电池系统100。系统100可包括燃料电池堆102、重整器104、换热器106、氧化剂源108、燃料源110、阳极喷射器112(也称为燃料喷射器)、阴极喷射器114。(也称为氧化剂喷射器)和辅助喷射器116。系统100还可以包括辅助设备和部件，例如压缩机134、涡轮136、发电机138和回热器142。

燃料电池堆102可包括多个单独的燃料电池(未示出)。各个燃料电池可各自包括阳极、阴极和电解质。

燃料电池堆102还可包括燃料供应歧管120(也称为燃料入口歧管)，其配置成接收来自重整器104的重整产物。燃料供应歧管120还可配置成接收未重整的燃料。未重整的燃料可以是通过重整器104的重整工段但没有重整的燃料，绕过重整器104的重整工段的燃料，或两者。燃料供应歧管120还配置成将重整产物、未重整燃料或两者供应到燃料电池堆102的多个阳极。

燃料电池堆102还可包括燃料排气歧管118，其配置成从燃料电池堆102排出未使用的燃料(例如，重整产物或未与氧化剂反应的未重整燃料)、燃料电池反应产物或两者。可以将未使用的燃料供应到阳极喷射器112的吸入口、辅助喷射器116的吸入口、其他辅助设备(未示出)，例如燃烧器，排放到环境中，或这些选项的任何组合。

燃料电池堆102还可包括氧化剂供应歧管122(其可被称为氧化剂入口歧管)和氧化剂排气歧管124。氧化剂供应歧管122配置成接收来自阴极喷射器114的氧化剂。来自阴极喷射器114的氧化剂可以与从燃料电池堆102排出的氧化剂合并。氧化剂可以通过换热器106的冷侧通道，其中热量在其在氧化剂供应歧管122中被接收之前被传递到氧化剂中。氧化剂供应歧管122配置成将氧化剂输送到燃料电池堆102中的多个阴极。

氧化剂排气歧管124配置成从燃料电池堆102排出氧化剂以输送到重整器104或一些其他部件。在重整器中，氧化剂排气通过重整器104的热侧通道，以影响向未重整燃料和未使用的燃料流的传热，进而有助于未重整燃料的重整。在离开重整器104之后，氧化剂排气可以被供应到阴极喷射器114的吸入侧、辅助喷射器116的吸入侧、一些其他部件(未示出)，例如燃烧器，排放到环境中，或者这些选项的任意组合。

供应到阴极喷射器114的吸入侧的氧化剂排气流过阴极回路的一部分。阴极回路包括从阴极喷射器114通过换热器106的冷侧通道进入氧化剂供应歧管122的流动路径，氧化剂从氧化剂供应歧管122供应到燃料电池堆102中的阴极，从氧化剂排气歧管124排出进入重整器104的热侧通道并返回到阴极喷射器114的吸入口。可以看出，阴极回路不是封闭系统，因为氧化剂被允许从氧化剂供应108进入回路并且离开回路进入喷射器116(或一些其他部件)的吸入口。另外，一部分氧化剂被电离并通过燃料电池电解质扩散。

重整器104可包括多个冷通道和多个热通道(未示出)。重整器104还可包括燃料供应歧管126、燃料排气歧管128、氧化剂入口歧管130和氧化剂排气歧管132。燃料供应歧管126配置成接收来自阳极喷射器112的燃料并将燃料供应到重整器104的冷侧通道。冷侧通道可包括用于重整燃料的催化剂。燃料排气歧管128配置成从多个冷侧通道排出重整产物并将重整产物供应到燃料堆102的燃料供应歧管120。氧化剂入口歧管130配置成接收从燃料堆102的排气歧管124排出的氧化剂，并将排出的氧化剂供应到重整器104的热侧通道。排出的氧化剂将其热量传递给多个冷侧通道中的燃料，以有助于未重整燃料的催化转化。然后氧化剂流到氧化剂排气歧管132，在那里氧化剂可以从重整器104中移出并送到阴极喷射器114的吸入侧、辅助喷射器116、一些其他部件，排放到大气中或任何这些选项的组合。

在流入氧化剂供应歧管122之前，氧化剂可以流过换热器106的冷侧通道。换热器106的热侧通道可以供应有热流体源，例如来自阳极的排气、来自阴极的排气，或其他温热流体。温热流体可以是来自燃烧器的燃烧产物，燃烧器可以整合到辅助喷射器116中，并使从堆的阳极排出的一部分未使用的燃料、从燃料电池堆102的阴极侧排出的未使用的氧化剂、来自压缩机134的氧化剂或这些流体的组合燃烧。在通过热侧通道之后，可以将温热流体供应到辅助喷射器116的吸入侧，或者可以将热流体从系统排出。

燃烧器(其可以整合到辅助喷射器116)也可以供应新鲜氧化剂，其可以提供用于为辅助喷射器116提供动力的能量。辅助喷射器116可以从燃料排气歧管118吸入一部分未使用的燃料，从氧化剂排气歧管132吸入一部分氧化剂，并且还可以在那些气体通过换热器106之后吸入燃烧气体。

阳极喷射器112配置成接受来自未重整燃料源110的未重整燃料并将其供应到重整器104的燃料供应歧管126。阳极喷射器112还可以吸入从燃料排气歧管118排出的一部分未使用的燃料。

在一些实施方案中，燃料电池系统100的一部分可以称为阳极回路。该回路可包括燃料入口歧管120、燃料排气歧管118、阳极喷射器112和重整器104的冷侧通道。在一些实施方案中，回路可以进一步包括预重整器144和燃料源110。

阴极喷射器114配置成接收来自氧化剂源108的新鲜氧化剂，并且还可配置成接收从重整器104的氧化剂排气歧管132排出的一部分未使用的氧化剂。阴极喷射器114将氧化剂供应到换热器106的热侧通道。

未重整燃料源110可以是烃源或其他类型的燃料。氧化剂源108可以是填充有氧化剂(例如纯氧、大气或其他氧化剂源)的储罐或是设计用于产生氧化剂供应的系统。

燃料电池系统还可包括压缩机134、涡轮136、发电机138和回热器142。回热器142可以供应来自压缩机134的氧化剂，达到其中的一组冷侧通道，并且将涡轮136的排气供应到一组热侧通道。回热器142用于在涡轮136排气和由压缩机134供应的氧化剂之间传热。涡轮136可以接受来自例如换热器106的燃烧产物。这些产物可以通过涡轮136膨胀，涡轮136驱动压缩机134和发电机138。涡轮136排气可以排放到大气中，并且可以在排放到大气之前供应到回热器142以实现其中的传热，如图1a所示。发电机138可以供应额外的电力。压缩机134可以设置在氧化剂供应108的下游。压缩机134可以吸入并压缩用于驱动阴极喷射器114和辅助喷射器116的氧化剂。在一些实施方案中，可以提供回热器，其从涡轮136的排气口和压缩机134的出口传热。该回热器可以位于阴极喷射器114和辅助喷射器116的上游。

在一些实施方案中，燃料电池系统100可以是多个整合燃料电池系统中的一个。如在图1a的右侧可以看到的，阴极喷射器114下方的向右箭头可朝向另一个整合燃料电池系统前进，以将氧化剂供应到该系统的阴极喷射器和辅助喷射器。在这样的实施方案中，压缩机134可以为多个整合燃料电池系统提供压缩氧化剂。类似地，来自换热器106、辅助喷射器116或两者的排气可以被供应到共同的排气集管，该排气集管进料到涡轮136中。在其他实施方案中，可以在多个整合燃料电池系统中使用多个涡轮和压缩机。

在一些实施方案中，燃料电池系统100还可包括设置在阳极喷射器112的出口和重整器104之间的预重整器144。在一些实施方案中，预重整器也可以在旁路管线(例如图1b中所示的旁路管线140)的上游。预重整器144用于从来自源110的燃料流中去除高级烃，并且可能存在于再循环到阳极喷射器112的阳极排气中的任何高级烃。预重整器144可以是绝热催化转化器，其能够除去高级烃，并且没有来自源110和从阳极排气118再循环的燃料的热量之外的热输入。

图1b示出了燃料电池系统100，其可以类似于上述的燃料电池系统。然而，系统100可包括旁路140，其为未重整的燃料提供流动路径，并且阳极排气118流动绕过重整器104。旁路140可以称为旁路管线或管道。旁路可以帮助控制可能在堆102中发生的内部重整的量。堆102可以配置用于干法或湿法重整。

根据一些实施方案，来自源110的燃料的10％至90％可以经由旁路管道140绕过重整器104。在一些实施方案中，来自源110的燃料的20％至70％可以经由旁路管道140绕过重整器104。在一些实施方案中，来自源110的燃料的25％至50％可以经由旁路管道140绕过重整器104。

根据一些实施方案，燃料电池堆102和系统100可以配置用于内部重整，使得来自未重整的燃料源110的大部分或基本上所有燃料在燃料电池堆内重整。内部重整可以是干法或湿法重整。在燃料电池堆102中发生一些或全部燃料重整的情况下，系统可能不需要燃料电池堆外部的重整器，或者可能需要较小的重整器。

参照图2a，提供了根据本公开的一些实施方案的燃料电池系统200。燃料电池系统200包括燃料电池堆102、部件204、氧化剂源108、未重整的燃料源110、阳极喷射器112、阴极喷射器114和辅助喷射器116。系统200还可包括压缩机134、涡轮136、发电机138和回热器142。具有相同数字的部件可以与如上所述的那些类似。

根据一些实施方案，燃料电池堆102和系统200可以配置用于内部重整，使得来自未重整的燃料源110的大部分或基本上所有燃料在燃料电池堆内重整。内部重整可以是干法或湿法重整。在燃料电池堆102中发生一些或全部燃料重整的情况下，系统可能不需要燃料电池堆外部的重整器，或者可能需要较小的重整器。在一些实施方案中，在来自源110的全部或至少一部分燃料的整体式重整有助于将重整器104移动到阴极回路外部。重整器104的这种移出可以使从氧化剂排气歧管124排出的未使用的氧化剂再循环返回到燃料电池堆的氧化剂122入口，而不通过任何换热器。

在一些实施方案中，重整器104用部件204代替，部件204可以是换热器，例如逆流、交叉流动、平行或其他换热器，或尺寸减小的重整器。部件204也如图3所示。参照图2a、图2b和图3，部件204可包括多个冷侧通道302和热侧通道304、燃料供应歧管226、燃料排气歧管228、氧化剂入口歧管230和氧化剂排气歧管232。燃料供应歧管226可配置成接收来自阳极喷射器112的燃料并将燃料供应到冷侧通道302。冷侧通道302可以包含或不包含用于重整部分或全部燃料的催化剂。然后，燃料从排气歧管228排出，排气歧管228从多个冷通道中排出燃料，并将重整或未重整的燃料供应到燃料堆102的燃料供应歧管120。氧化剂入口歧管230配置成接收从氧化剂排气歧管124排出的一部分氧化剂并将该氧化剂供应到热侧通道304。氧化剂排气歧管232配置成将氧化剂供应到辅助喷射器116的吸入口、一些其他部件，例如燃烧器(未示出)，或者排出。

随着在燃料电池堆102中引入整体式重整，对部件204中的氧化剂(例如阴极排气)的热通道流动的需求减少，使得与重整器104相比，部件204的尺寸显著减小。另外，部件204可以放置得更远离燃料电池堆102，并且可以不需要高流速的阴极排气来促进在部件204中发生的任何燃料重整。

在一些实施方案中，燃料供应歧管226或在冷侧通道302之前的其他部件可包含预重整工段，以允许部件204中的一部分未重整燃料的绝热重整。

在一些实施方案中，阴极回路可包括从阴极喷射器114到燃料电池堆102的氧化剂供应歧管122，经由氧化剂排气歧管124离开燃料电池堆102并返回到阴极喷射器114的吸入侧的氧化剂流动。在一些实施方案中，可以认为阴极回路包括如本文所述的氧化剂源108以及氧化剂源108和燃料电池堆102之间所示的附加部件。在一些实施方案中，在排气歧管124处接收的一部分未使用的氧化剂可以经由空气喷射器直接供应到入口歧管122。

存在于阴极回路朝向部件204的空气体积流速可以是流过阴极回路的空气的10％至33％。在一些实施方案中，阴极排气通过阴极回路的体积流速比将要供应到部件204的离开阴极回路的阴极排气的流速大2至8倍。在一些实施方案中，阴极排气通过阴极回路的体积流速比将要供应到部件204的离开阴极回路的流速大4到7倍。在一些实施方案中，来自阴极排气的不少于三分之二的未使用的氧化剂可以再循环到燃料电池堆氧化剂入口歧管122。

本领域技术人员将理解，供应到部件204的阴极排气量必须与在部件204中重整的燃料量平衡，以确保在部件204中交换足够量的热量来支持部件204内的期望的重整水平。

图2b示出了燃料电池系统200，其可以类似于上述的燃料电池系统。然而，系统200可包括旁路240，其为未重整的燃料提供流动路径，并且阳极排气118流动绕过部件204。旁路240可以帮助控制可能在堆102中发生的内部重整的量。

如图3所示，来自氧化剂排气歧管124的一部分氧化剂排气被供应到部件204的氧化剂入口歧管230，如箭头306所示。剩余部分的氧化剂排气被抽回阴极喷射器114，如箭头308所示。在这种配置中，流过部件204的氧化剂是已经离开阴极回路的氧化剂。

根据一些实施方案，阴极喷射器114和燃料电池堆102之间没有配置成向氧化剂传热的部件。当阴极回路保持热平衡时，可以移除该换热器，因为大的散热器重整器104从阴极回路移除。这还可以允许阴极回路温度的轻微降低，允许来自燃料电池堆102的小功率增加。另外，随着换热器106的移除，可以去除对辅助回路(由辅助喷射器116供应的回路)和燃烧器的需要。然而，在一些实施方案中，小型换热器可设置在燃料电池堆102的上游，用于燃料电池系统200的预热。

根据本公开的一些实施方案，图4中提供了燃料电池系统400。具有类似附图标记的部件可以与如上所述的那些类似。系统400可包括设置在阴极喷射器114上游的换热器106。该换热器可以将热量传递到新鲜氧化剂流中。

根据本公开的一些实施方案，图5中提供了燃料电池系统500。具有类似附图标记的部件可以与如上所述的那些类似。系统500可包括设置在阴极喷射器114下游和燃料电池堆102上游的换热器106。该换热器可以向新鲜氧化剂和阴极回路中再循环的氧化剂的组合传热。

根据一些实施方案，未重整燃料源110、阳极喷射器112、部件204或其组合被配置为将未重整燃料供应到燃料电池堆102的燃料供应歧管120。该未重整的燃料可以在燃料供应歧管120之前加入重整燃料。

根据一些实施方案，提供了一种在燃料电池系统的稳态操作期间平衡阴极回路中的传热的方法。燃料电池系统可包括阴极回路，其用于使氧化剂循环通过燃料电池堆，其中在重整器中从阴极回路传热。在位于重整器的阴极回路出口和燃料电池堆的阴极回路入口之间的入口换热器中向阴极回路传热。该方法可包括在燃料电池堆中重整燃料，从阴极回路移除重整器，以及从阴极回路移除入口换热器。只有一部分从燃料电池堆中排出的氧化剂可以提供给重整器。

虽然已经描述了本主题的优选实施方案，但是应该理解，所描述的实施方案仅是说明性的，并且当符合全范围的等同性时，本发明主题的范围仅由所附权利要求限定，并且本领域技术人员自然会想到许多变化和修改。