1.一種可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),包括rsoc電堆模組、燃料預(yù)熱器、重整器、脫硫器、換熱式蒸汽發(fā)生器、去離子水泵、空氣預(yù)熱器、風機、燃燒器、循環(huán)風機、截止閥、伴熱帶、電源、控制系統(tǒng)、管道、保溫材料、傳感器等。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),其特征在于,系統(tǒng)啟動前,通過調(diào)節(jié)所述相應(yīng)的截止閥,可實現(xiàn)系統(tǒng)在sofc和soec模式下的切換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),其特征在于,所述重整器采用貴金屬催化劑,在sofc模式下用于天然氣和水蒸氣的催化重整反應(yīng),在soec模式下充當水蒸氣和氫氣、燃料側(cè)循環(huán)尾氣的混合器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),其特征在于,所述催化燃燒器,在sofc模式下,rsoc電堆模組出口的部分燃料尾氣與高溫空氣在燃燒器中混合燃燒,產(chǎn)生的高溫煙氣用于加熱燃料預(yù)熱器、空氣預(yù)熱器、換熱式蒸汽發(fā)生器;在soec模式下,燃燒器以外部天然氣為燃料、rsoc電堆模組出口高溫空氣為助燃劑,產(chǎn)生的高溫煙氣用于加熱空氣預(yù)熱器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),其特征在于,所述循環(huán)風機,在sofc模式下,rsoc電堆模組出口的一部分燃料尾氣在循環(huán)風機作用下與新鮮的天然氣混合進入到重整器中發(fā)生催化反應(yīng),然后進入到燃料預(yù)熱器、rsoc電堆模組中發(fā)電;在soec模式下,rsoc電堆模組出口的一部分含水蒸氣的高溫氫氣在循環(huán)風機的作用下和新鮮的水蒸氣混合依次進入到重整器、燃料預(yù)熱器、rsoc電堆模組中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng),其特征在于,所述換熱式蒸氣發(fā)生器,在sofc模式下,系統(tǒng)未發(fā)電階段,換熱式蒸汽發(fā)生器將燃燒器產(chǎn)生的高溫煙氣和去離子水換熱產(chǎn)生水蒸氣,系統(tǒng)達到額定發(fā)電狀態(tài)時,系統(tǒng)無需外界供應(yīng)去離子水、換熱式蒸汽發(fā)生器不產(chǎn)生蒸汽;soec模式下,換熱式蒸汽發(fā)生器將rsoc電堆模組燃料側(cè)出口高溫尾氣和去離子水換熱產(chǎn)生新鮮的水蒸氣,實現(xiàn)燃料尾氣的熱量回收。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的可逆的固體氧化物燃料電池-電解池系統(tǒng)的運行方法,其特征在于:①sofc模式下,系統(tǒng)啟動前,打開rsoc電堆模組燃料出口和燃燒器之間的截止閥、打開燃燒器和燃料預(yù)熱器之間的截止閥、打開換熱式蒸汽發(fā)生器到余熱回收之間的截止閥、打開換熱式蒸汽發(fā)生器到重整器的截止閥,關(guān)閉rsoc電堆模組燃料出口和燃料預(yù)熱器之間的截止閥、關(guān)閉換熱式蒸汽發(fā)生器出口到產(chǎn)品氫氣的截止閥、關(guān)閉燃燒器的入口天然氣管道上的截止閥,系統(tǒng)供入天然氣、空氣、去離子水,循環(huán)風機的轉(zhuǎn)速逐漸達到目標值,系統(tǒng)按照一定的速率進行升溫、發(fā)電功率的提升;系統(tǒng)在sofc模式下進入到額定發(fā)電狀態(tài)時,關(guān)閉打開換熱式蒸汽發(fā)生器到重整器的截止閥,系統(tǒng)無需外界提供去離子水產(chǎn)生新鮮的水蒸氣,系統(tǒng)僅需供入天然氣、空氣,rsoc電堆模組出口的一部分燃料尾氣和rsoc電堆模組出口的高溫空氣進入到燃燒器中混合燃燒,產(chǎn)生的高溫煙氣加熱燃料預(yù)熱器、空氣預(yù)熱器,rsoc電堆模組出口的另一部分燃料尾氣在循環(huán)風機作用下與新鮮的天然氣混合進入重整器發(fā)生催化反應(yīng),最終進入rsoc電堆模組參與發(fā)電;②soec模式下,系統(tǒng)啟動前,打開rsoc電堆模組燃料出口和燃料預(yù)熱器之間的截止閥、打開換熱式蒸汽發(fā)生器出口到產(chǎn)品氫氣的截止閥、打開換熱式蒸汽發(fā)生器到重整器的截止閥、打開燃燒器的入口天然氣管道上的截止閥,關(guān)閉rsoc電堆模組燃料出口和燃燒器之間的截止閥、關(guān)閉燃燒器和燃料預(yù)熱器之間的截止閥、關(guān)閉換熱式蒸汽發(fā)生器到余熱回收之間的截止閥、關(guān)閉循環(huán)風機,系統(tǒng)供入啟動用的氫氣、去離子水、空氣和燃燒用的天然氣,系統(tǒng)按照一定的速率進行升溫、電解制氫負荷的拉升;統(tǒng)在soec模式下進入到額定電解制氫狀態(tài)時,打開循環(huán)風機至目標轉(zhuǎn)速、系統(tǒng)無需外界提供氫氣,系統(tǒng)僅需供入去離子水、空氣以及燃燒器用的天然氣,rsoc電堆模組出口的一部分燃料尾氣在循環(huán)風機的作用下與新鮮的水蒸氣混合重新進入到rsoc電堆模組,rsoc電堆模組出口的另一部分燃料尾氣先后進入到燃料預(yù)熱器、換熱式蒸汽發(fā)生器,實現(xiàn)熱量的梯級利用,最終冷凝分離出液態(tài)水得到產(chǎn)品氫氣;外接天然氣進入到燃燒器中與rsoc電堆模組出口的高溫空氣混合燃燒,產(chǎn)生的高溫煙氣用于加熱新鮮空氣。