CN106887630A - 高温燃料电池电堆及燃料电池系统和系统控制方法 - Google Patents

高温燃料电池电堆及燃料电池系统和系统控制方法 Download PDF

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Abstract

高温燃料电池电堆，包括N节单体电池和M个燃料处理单元；其中M和N均为自然数；所述N节单体电池与M个燃料处理单元紧密贴接构成高温燃料电池电堆；于所述燃料处理单元中设置有燃料重整反应催化剂；所述燃料处理单元的反应产物为所述单体电池的阳极燃料，所述燃料处理单元的反应产物出口与所述单体电池的阳极燃料入口相连；所述单体电池包括膜电极中的电解质膜为最高耐受温度150℃-250℃的电解质膜。采用上述控制方法，使该高温燃料电池系统能够在稳定条件下运行，避免了运行过程中温度过低导致的电池性能低及温度过高导致的重整器中催化剂的烧结机MEA性能的破坏，本发明优化方案中的燃料预处理装置增加了燃料的重整率，使电池的运行条件更加稳定。

Description

高温燃料电池电堆及燃料电池系统和系统控制方法
技术领域
本发明属于燃料电池技术领域，具体的说涉及一种高温燃料电池电堆；本发明还涉及包含上述燃料电池电堆的燃料电池系统及系统的控制方法。
背景技术
质子交换膜燃料电池是一种通过电化学反应将储存在化合物燃料中的化学能直接转换为电能的设备。通常，质子交换膜燃料电池包括电解质膜以及由其分隔的阳极和阴极。质子交换膜燃料电池以氢气作为燃料，在阳极催化剂作用下生成质子和电子，质子通过离子交换膜到达阴极，在阴极催化剂表面与阴极氧气发生还原反应，电子则通过外电路对外做功并由阳极转移至阴极。质子交换膜燃料电池具有较高的能量密度，不经过燃烧过程，故不受卡诺循环的限制，具有极高的电能转换效率。
传统的质子交换膜燃料电池系统通过直接储氢装置为电池工作提供氢源，由于氢气液化所需压力较高且其化学性质非常活泼，储存与安全问题均使其应用受到限制。为解决直接储氢问题为燃料电池的使用带来的限制，通常采用甲醇重整制氢的方式为燃料电池提供燃料。甲醇重整燃料电池是以甲醇重整的方式为质子交换膜燃料电池供给氢气，使得氢气的储存与安全性问题在一定程度上得到解决。以甲醇重整燃料电池为核心构成的甲醇重整燃料电池系统使得燃料电池在各类移动设备上的应用成为可能。目前对甲醇重整燃料电池系统的研究主要存在以下问题：
1、质子交换膜燃料电池工作时会产生大量的热。甲醇重整反应为吸热反应，工作过程中需为其提供大量的热，以保证其较高的转化效率。对于普遍采用的甲醇外重整燃料电池系统，由于其将重整反应与燃料电池放电反应置于不同装置内进行，因而导致整个系统的热效率较低。
2、甲醇重整过程会产生部分一氧化碳，当一氧化碳浓度达到一定值时，会使电池的阳极催化剂中毒，导致电池性能下降，从而导致电池在整个工作过程中的稳定性变差。
发明内容
一种高温燃料电池电堆，包括N节单体电池和M个燃料处理单元；其中M和N均为自然数；所述N节单体电池与M个燃料处理单元紧密贴接构成高温燃料电池电堆；于所述燃料处理单元中设置有燃料重整反应催化剂；所述燃料处理单元的反应产物为所述单体电池的阳极燃料；所述膜电极中的电解质膜的最高耐受温度在所述重整反应催化剂的有效工作温度范围内。
所述电解质膜的最高耐受温度在150℃-250℃；所述重整反应催化剂的有效工作温度范围在130℃-400℃之间。目前，BASF公司的高温电解质膜的最高耐受温度为180℃，ADVENT公司的高温电解质膜的最高耐受温度为220℃，国内大连化学物理研究所的高温电解质膜的最高耐受温度为200℃；无锡凯锡催化剂有限公司的甲醇重整催化剂的有效工作温度为200-350℃；辽宁海泰科技发展有限公司的甲醇重整制氢催化剂的有效工作温度为210-320℃。
上述结构的高温燃料电池电堆，可有效解决高温重整燃料电池热效率低的问题，但在上述结构的设计过程中，仍需考虑电解质膜耐受温度和重整反应催化剂有效工作温度匹配的问题，因此本发明通过“电解质膜的最高耐受温度在重整反应催化剂的有效工作温度范围内”的条件限制，实现了燃料重整吸热与电池反应放热的热平衡。
所述N节单体电池与M个燃料处理单元交错堆叠构成高温燃料电池电堆。上述电堆结构为较优的设计方式，易于实现。
所述燃料为C1-C4的烃类、甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、二甲醚、页岩气中的一种或两种以上的混合物。本发明中的燃料选择为传统高温重整燃料电池中的燃料。
一种采用所述高温燃料电池电堆的高温燃料电池系统，包括，
高温燃料电池电堆，用于将反应燃料中的化学能转化为电能的装置；
燃料存储供应单元，包括用于存储反应燃料的燃料容器，以及将所述反应燃料提供给所述高温燃料电池电堆中燃料处理单元的液泵和液体管路；
空气供应单元，用于将空气提供给高温燃料电池电堆中的单体电池和燃料处理单元的气泵和气体管路；
辅助加热部件，用于为高温燃料电池电堆加热。
燃料重整单元和燃料燃烧单元均为密闭的中空容器；
所述高温燃料电池系统还包括同时具有燃料重整单元和燃料燃烧单元的燃料预处理装置；所述燃料重整单元与所述燃料燃烧单元紧密贴接；
所述燃料存储供应单元提供的反应燃料经所述液体管路进入燃料预处理装置中燃料重整单元，重整反应产物经另一液体管路进入所述高温燃料电池电堆；
所述燃料存储供应单元提供的反应燃料经所述液体管路进入燃料预处理装置中燃料燃烧单元发生燃烧反应，反应生成热用于为所述重整单元供热。通过上述方式进一步实现了燃料的预处理，即重整处理，同时由于重整反应需要吸热，设计一燃料燃烧单元，利用燃烧反应放出的热量保持重整单元的温度，使重整反应持续进行。
所述高温燃料电池电堆中燃料处理单元具有一反应产物出口A，所述反应产物出口A与所述燃料预处理装置中燃料燃烧单元管路连接，将余量反应产物提供给燃料预处理装置中燃料燃烧单元使其发生燃烧反应，反应生成热用于为所述重整单元供热。为保证燃料电池的反应效率，通常来说，燃料重整的进料量通常大于燃料电池反应所需的燃料的量，因此通过上述设计实现了过量重整反应产物返回至燃料预处理装置中的燃料燃烧单元，在余量反应产物燃烧发出的热量足以供重整单元所需时，可以停止对燃料燃烧单元的燃料供应，节省燃料，提高燃料效率和热效率。
所述系统还包括一辅助电源，用于在系统启动阶段为所述液泵和气泵以及其他系统辅助部件提供电能。所述辅助电源为二次电池或电源，可为锂离子电池、铅蓄电池、液流电池、锌锰电池。
所述空气供应单元与所述高温燃料电池电堆经所述气体管路连接，所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热后与所述高温燃料电池电堆空气进口连通。
所述空气供应单元与所述高温燃料电池电堆经所述气体管路连接，所述气体管路经与高温燃料电池电堆和/或燃料预处理装置换热后与所述高温燃料电池电堆空气进口连通。
所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热的方式为气体管路盘绕于电堆堆体的一侧表面或气体管路缠绕于电堆堆体上。
所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热的方式为气体管路盘绕于电堆堆体的一侧表面或气体管路缠绕于电堆堆体上；所述气体管路经与燃料预处理装置的换热方式为气体管路盘绕于燃料预处理装置的一侧表面或气体管路缠绕于燃料预处理装置上。
气体管路经换热后进入高温燃料电池电堆的空气温度有所提高，有利于电堆反应效率的提高和热效率的提高。
一种所述高温燃料电池系统的控制方法，于所述高温燃料电池电堆中设置有温度感应装置；当高温燃料电池电堆中的温度TS小于设定值TS0时，所述辅助加热部件工作，为高温燃料电池电堆提供热量。
一种所述高温燃料电池系统的控制方法，于所述燃料预处理装置中的燃料重整单元和燃料燃烧单元分别设置有温度感应装置；当燃料燃烧单元中的温度值TB＜设定下限TBL时或燃料重整单元中的温度值TR＜设定下限TRL时，燃料存储供应单元为燃料燃烧单元提供燃料，当燃料燃烧单元中的温度值TB≥设定上限TD时或燃料重整单元中的温度值TR≥设定上限TRH时，燃料存储供应单元停止为燃料燃烧单元提供燃料，其中TRL＜TRH≤TBH，TBL≤TRH。
采用上述控制方法，使该高温燃料电池系统能够在稳定条件下运行，避免了运行过程中温度过低导致的电池性能低及温度过高导致的重整器中催化剂的烧结机MEA性能的破坏。
本发明所述高温燃料电池电堆解决燃料外重整热利用效率低的问题，实现了将燃料重整吸热与燃料电池工作放热耦合的方式，有效利用了燃料电池工作过程放出的热，解决了燃料电池工作过程中放热需进行有效散热的问题，提高了电堆的热效率，燃料电池电堆结构得到简化。此外，本发明优化方案中的燃料预处理装置增加了燃料的重整率，减少了生成的CO，使电池的运行条件更加稳定，有效减少了电池运行过程中的衰减速率。
附图说明
图1本发明所述高温燃料电池电堆示意图；
1、燃料存储单元；2、燃料预处理装置；3、燃料重整单元；4、燃料燃烧单元；5、高温燃料电池电堆；6、膜电极；7、燃料处理单元；8、二次电池；9、燃料重整单元的燃料供应单元；10、与燃料燃烧单元的燃料供应单元；11、高温燃料电池电堆的空气供应单元；12、燃料预处理单元的空气供应单元；13、辅助加热部件；14、燃料蒸发装置；20、空气；21、燃料；22、热流
图2实施例1所述高温燃料电池系统示意图；
图3实施例2所述高温燃料电池系统示意图；
图4实施例2中燃料预处理装置结构示意图；
图5实施例2所述高温燃料电池系统控制流程图。
具体实施方式
参照附图等来说明本发明的各具体实施方式。
具体实施方式一包括：燃料预处理装置，燃料预处理；高温燃料电池电堆，经预处理的燃料在高温燃料电池电堆内进行水汽变换反应后，被输送至高温燃料电池电堆的阳极进行催化反应，产生电能；燃料存储供应单元，将所述反应燃料提供给所述高温燃料电池电堆，空气供应单元，将空气提供给该文燃料电池电堆中的单体电池和燃料处理单元，以及辅助加热部件，为高温燃料电池电堆加热。
具体实施方式二包括：燃料预处理装置，燃料预处理；高温燃料电池电堆，将预处理的燃料重整为阳极燃料后利用生成的燃料进行催化反应，产生电能；燃料存储供应单元，将所述反应燃料提供给所述高温燃料电池电堆，空气供应单元，将空气提供给该文燃料电池电堆中的单体电池和燃料处理单元，以及辅助加热部件，为高温燃料电池电堆加热。
具体实施方式一：
燃料预处理装置2的燃料重整单元3输入端口通过管道与燃料存储单元1的出口连通，该管道上设置有燃料供应单元9；
燃料预处理装置2的燃料重整单元3的输出端口紧贴高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7，接触位置采用机械密封；
燃料预处理装置2的燃料燃烧单元4输入端口通过管道与燃料存储单元1的出口连通，该管道上设置有燃料供应单元10；
高温燃料电池电堆5的阳极输出端口通过管道与燃料预处理装置2的燃料燃烧单元4的输入端口连通，该管道上设置有文丘里管；
甲醇溶液在液泵9和液泵10的驱动下通过管道流向燃料预处理装置2。燃料预处理装置2将甲醇溶液转化为氢气，水和二氧化碳以及少量的一氧化碳，其中氢气作为高温燃料电池电堆5的阳极燃料，在催化剂作用下，在阳极发生氧化反应，产生电流，对外供电。锂电池8作为辅助电源在电池系统输出不足以满足系统自身需求时提供维持系统自身运行的电力。
燃料预处理装置2是燃料转换的装置，通过甲醇重整获得氢气，为高温燃料电池电堆5提供燃料。燃料预处理装置2内部具有燃料重整单元3和燃料燃烧单元4。在燃料供应单元9和燃料供应单元10的驱动下，甲醇溶液以不同流率分别进入燃料重整单元3和燃料燃烧单元4。甲醇溶液在燃料燃烧单元4中经催化氧化反应产生大量热量，为燃料重整单元3中的重整过程提供必要条件。在温度达到甲醇重整所需的反应温度210℃后，进行甲醇的催化重整制氢过程。甲醇溶液在燃料重整单元3中，在Cu基重整反应催化剂的作用下转化为氢气、水和二氧化碳及少量的一氧化碳，产生的气体共同进入高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7，在该燃料处理单元7内一氧化碳与水经变换反应后生成的产物随同氢气一同进入高温燃料电池电堆5的阳极发生氧化反应，产生电能。甲醇的催化重整反应开始后，由于能够产生足量的氢气，且这部分氢气不会被高温燃料电池电堆5完全消耗，故在甲醇的催化重整反应开始后，将高温燃料电池电堆5排出的含有氢气的尾气通入燃料预处理装置2的燃料燃烧单元4，此时不再向燃料燃烧单元4供应甲醇溶液，由尾气中的氢气进行催化氧化反应时放出的热量对燃料重整单元3供热。高温燃料电池电堆5中的燃料处理单元7装填有Cu基水汽变换催化剂，用来消除重整反应产生的一氧化碳，保证燃料纯度，提高转化效率。
高温燃料电池电堆5是将氢气的化学能直接转化为电能的装置。氢气作为阳极反应物与阴极的氧气在催化剂的作用下分别发生电化学反应。氢气氧化过程中产生质子和电子，质子通过质子交换膜由阳极传递至阴极，电子则通过外电路到达阴极，与阴极氧气反应，由此构成回路，产生电流。氢气及重整副产物CO、H2O等由燃料预处理装置2的燃料重整单元3的排气口与高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7入口之间紧密连接，并采用机械密封，防止漏气。副产物中的一氧化碳经高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7发生水汽变换反应后随同氢气进入高温燃料电池电堆5的阳极气体流道。氧气由阴极气体入口通入，来源是通过气泵11鼓入的空气。这些空气在通到阴极入口前将先通过燃料预处理装置2外部缠绕的一条预热管道，利用燃料预处理单元2工作时散出的热量为空气加热，避免快速流动的冷空气使高温燃料电池电堆5的内部温度降低。
液泵9和液泵10是甲醇溶液的驱动装置。液泵10向燃料预处理装置2的燃料燃烧单元4提供甲醇，当燃料燃烧单元4温度稳定在200-350℃范围内停止供应燃料，直至燃料燃烧单元4的温度低于220℃，其继续为燃料燃烧单元4供应燃料直至燃料燃烧单元温度高于320℃或高温燃料电池系统停止运行。液泵9向燃料预处理装置2的燃料重整单元3提供燃料，当燃料重整单元3的温度在210-320℃范围内时，向燃料重整单元3供应燃料，直至燃料重整单元3的温度超出正常范围或高温燃料电池系统停止运行。
锂电池8的主要作用是在高温燃料电池系统的启动阶段为各器件的正常运行提供电能，当高温燃料电池电堆5进入工作阶段并能满足自身需求时锂电池8停止工作，同时将由高温燃料电池电堆5产生的电能为锂电池8进行充电。
本实施方式所述高温燃料电池系统是将甲醇重整过程与水汽变换反应在不同装置内进行，改变了传统的甲醇外重整的组合方式。由于将甲醇重整与水汽变换分开进行，故可根据甲醇重整所需最佳温度进行温度调节。可将燃料预处理装置2的温度提升至较高值从而满足燃料重整催化剂所需的最佳温度。由于一氧化碳进行水汽变换反应所需温度较低，故可与高温燃料电池电堆5耦合，将水汽变换所需催化剂置于高温燃料电池电堆5内部，实现水汽变换反应吸热与高温燃料电池电堆5工作时放热的热耦合。所述高温燃料电池系统提高了燃料重整转化效率，通过吸热与放热反应的耦合提高了热的利用率。并且，解决了高温燃料电池电堆5工作时需要进行散热的问题，简化了系统的散热装置，提高了系统的比容量。所述高温燃料电池电堆5负责为外界和系统自身供电，在高温燃料电池电堆5供电能力不足的情况下，由锂电池8作为辅助电源为外界和系统供电。在无需为外界供电的情况下，所述高温燃料电池电堆5可以为锂电池8充电。
具体实施方式二：高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7输入端口通过管道与燃料存储单元1的出口连通，该管道上设置有燃料供应单元9；
高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7的输出端口与高温燃料电池电堆5的阳极流道直接相连；
燃料储存单元1中的甲醇溶液在液泵9的驱动下通过管道流向高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7进行重整反应。燃料经重整后生成氢气，水和二氧化碳以及少量的一氧化碳，其中氢气作为高温燃料电池电堆5的燃料，在催化剂作用下，在阳极发生氧化反应，产生电流，对外供电。锂电池8作为辅助电源在电池系统输出不足以满足系统自身需求时提供维持系统自身运行的电力。
高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7是燃料转换的装置，通过燃料重整获得氢气，为高温燃料电池电堆5的阳极提供燃料。甲醇溶液在燃料蒸发装置14，(属燃料预处理装置的一种)中预热至所需温度后进入高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7进行催化重整制氢反应。燃料在重整室内Cu基重整催化剂和水汽变换催化剂的作用下转化为氢气和二氧化碳，其中氢气作为燃料被输送至高温燃料电池电堆5的阳极进行下一步反应。
高温燃料电池电堆是将氢气的化学能直接转化为电能的装置。氢气作为阳极反应物与阴极的氧气在催化剂的作用下分别发生电化学反应。氢气氧化过程中产生质子和电子，质子通过质子交换膜由阳极传递至阴极，电子则通过外电路到达阴极，与阴极氧气反应，由此构成回路，产生电流。氢气由高温燃料电池电堆5的燃料处理单元7的输出端口与高温燃料电池电堆5的阳极入口直接相连。氧气由阴极气体入口通入，为通过气泵11鼓入的空气。这些空气在通到阴极入口前将先通过燃料蒸发装置14的金属外壳上缠绕的一条预热管道，利用燃料蒸发装置14工作时散出的热量为空气加热，避免快速流动的冷空气使高温燃料电池电堆5的内部温度降低。
锂电池8的主要作用是在高温燃料电池系统的启动阶段为各器件的正常运行提供电能，当高温燃料电池电堆5进入工作阶段并能满足自身需求时锂电池8停止工作，同时将由高温燃料电池电堆5产生的电能为锂电池8进行充电。
本实施方式所述高温燃料电池系统是将燃料重整反应置于质子交换膜燃料电池内部进行。该方式大大减少了燃料外重整制氢所需辅助设施，提高了电池系统的效率。同时，燃料重整反应为吸热反应，而高温燃料电池电堆5工作时发生的反应为放热反应，将两者耦合至一个设备内，由高温燃料电池电堆5工作时放出的热为燃料重整反应提供所需热量，有效的提高了系统的热效率，同时解决了高温燃料电池电堆5的散热问题。所述高温燃料电池电堆5负责为外界和系统自身供电，在高温燃料电池电堆5供电能力不足的情况下，由锂电池8作为辅助电源为外界和系统供电。在无需为外界供电的情况下，所述高温燃料电池电堆5可以为锂电池8充电。

Claims (15)

1.高温燃料电池电堆，其特征在于：
包括N节单体电池和M个燃料处理单元；其中M和N均为自然数；所述N节单体电池与M个燃料处理单元紧密贴接构成高温燃料电池电堆；
于所述燃料处理单元中设置有燃料重整反应催化剂；所述燃料处理单元的反应产物为所述单体电池的阳极燃料，所述燃料处理单元的反应产物出口与所述单体电池的阳极燃料入口相连；
所述单体电池包括膜电极中的电解质膜为最高耐受温度150℃-250℃的电解质膜。
2.如权利要求1所述高温燃料电池电堆，其特征在于：所述N节单体电池与M个燃料处理单元均为长方体，N节单体电池与M个燃料处理单元交错层状堆叠构成高温燃料电池电堆。
3.如权利要求1-2任一所述高温燃料电池电堆，其特征在于：所述燃料处理单元处理的燃料为C1-C4的烃类、甲醇、乙醇、甲酸、乙酸、二甲醚、页岩气中的一种或两种以上的混合物。
4.如权利要求1所述高温燃料电池电堆，其特征在于：所述重整反应催化剂的有效工作温度范围在130℃-400℃之间，重整反应催化剂为重整制氢催化剂。
5.如权利要求1所述高温燃料电池电堆，其特征在于：电解质膜为ABPBI、MPBI、PPBI、OPBI、TPS中的一种。
6.一种采用权利要求1-5任一所述高温燃料电池电堆的高温燃料电池系统，其特征在于：包括，
高温燃料电池电堆，用于将反应燃料中的化学能转化为电能的装置，包括N节单体电池和M个燃料处理单元；
燃料存储供应单元，包括用于存储反应燃料的燃料容器，以及将所述反应燃料提供给所述高温燃料电池电堆中燃料处理单元的液泵和液体管路；
空气供应单元，包括用于将空气提供给高温燃料电池电堆中的单体电池和燃料处理单元的气泵和气体管路；
辅助加热部件，包括用于为高温燃料电池电堆加热。
7.如权利要求6所述高温燃料电池系统，其特征在于：还包括同时具有燃料重整单元和燃料燃烧单元的燃料预处理装置；所述燃料重整单元与所述燃料燃烧单元紧密贴接；
所述燃料存储供应单元提供的反应燃料经所述液体管路进入燃料预处理装置中燃料重整单元，重整反应产物经另一液体管路进入所述高温燃料电池电堆的燃料处理单元；
所述燃料存储供应单元提供的反应燃料经所述液体管路进入燃料预处理装置中燃料燃烧单元发生燃烧反应，反应生成热用于为所述重整单元供热。
8.如权利要求6所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述高温燃料电池电堆具有一反应产物出口A，所述反应产物出口A与所述燃料预处理装置中燃料燃烧单元管路连接，将余量反应产物提供给燃料预处理装置中燃料燃烧单元使其发生燃烧反应，反应生成热用于为所述重整单元供热。
9.如权利要求6所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述系统还包括一辅助电源，用于在系统启动阶段为所述液泵和气泵提供电能。
10.如权利要求6所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述空气供应单元与所述高温燃料电池电堆经所述气体管路连接，所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热后与所述高温燃料电池电堆空气进口连通。
11.如权利要求7所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述空气供应单元与所述高温燃料电池电堆经所述气体管路连接，所述气体管路经与高温燃料电池电堆和/或燃料预处理装置换热后与所述高温燃料电池电堆空气进口连通。
12.如权利要求10所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热的方式为气体管路盘绕于电堆堆体的一侧表面或气体管路缠绕于电堆堆体上。
13.如权利要求11所述高温燃料电池系统，其特征在于：所述气体管路经与高温燃料电池电堆换热的方式为气体管路盘绕于电堆堆体的一侧表面或气体管路缠绕于电堆堆体上；所述气体管路经与燃料预处理装置的换热方式为气体管路盘绕于燃料预处理装置的一侧表面或气体管路缠绕于燃料预处理装置上。
14.一种权利要求6所述高温燃料电池系统的控制方法，其特征在于：于所述高温燃料电池电堆中设置有温度感应装置；当高温燃料电池电堆中的温度TS小于设定值TS0时，所述辅助加热部件工作，为高温燃料电池电堆提供热量。
15.一种权利要求7或8所述高温燃料电池系统的控制方法，其特征在于：于所述燃料预处理装置中的燃料重整单元和燃料燃烧单元分别设置有温度感应装置；当燃料燃烧单元中的温度值TB＜设定下限TBL时或燃料重整单元中的温度值TR＜设定下限TRL时，燃料存储供应单元为燃料燃烧单元提供燃料，当燃料燃烧单元中的温度值TB≥设定上限TD时或燃料重整单元中的温度值TR≥设定上限TRH时，燃料存储供应单元停止为燃料燃烧单元提供燃料，其中TRL＜TRH≤TBH，TBL≤TRH。
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