CN115172803B - 一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种新型可控温氨气燃料电池‑转子发动机混动装置，包括氨气固体氧化物燃料电池SOFC和转子发动机等；SOFC用于提供电能，转子发动机用于提供动力；燃烧控温器两个冷流进口分别用于通入加热后的氨水和空气，燃烧控温器的两个出口分别与SOFC的阳极和阴极的进口相连通；风机分别对氨气和空气进行加压，三向换气阀的两个进口分别用于通入氨气和水，三向换气阀的出气口与燃烧控温器进气口相连等。本发明使用氨气作为SOFC的燃料，氨气具有易液化和运输成本低的优点；利用风冷式冷凝器、气液分离器和膜分离器将氢气回收利用，作为转子发动机的燃料和SOFC运行控温器燃料，可以提高正燃料的利用率，从而提高整个混动系统的综合能源转换效率。

Description

一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置
技术领域
本发明属于能源发电技术领域，特别涉及一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置。
背景技术
混合动力系统一般是指内燃机与电池混合动力系统，混合动力系统目前已经应用在很多领域，特别是在汽车领域，而目前混合动力系统大多采用传统的锂电池和内燃机，但是目前常用的锂电池存在效率低的问题，且目前提倡双碳的背景下减碳尤其重要，但是氢气存储成本高，而氨气易压缩存储，很有技术前景，但是目前没有相关氨气燃料的混合动力技术。同时传统固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，简称SOFC)直接利用SOFC尾气预热燃料和空气，存在调节运行温度困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，该装置采用氨气作为燃料的、可以将SOFC阳极中剩余氢气回收作为转子发动机燃料以及SOFC运行控温器燃料，实现物流和能流反复循环使用的新构型SOFC混合动力发动机，以解决上述存在的效率低和氢气燃料存储成本高的问题。本发明中，使用氨气作为SOFC的燃料，氨气具有易液化和运输成本低的优点；利用风冷式冷凝器、气液分离器和膜分离器将氢气回收利用，作为转子发动机的燃料和SOFC运行控温器燃料，可以提高正燃料的利用率，从而提高整个混动系统的综合能源转换效率。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，包括氨气固体氧化物燃料电池SOFC、转子发动机、燃烧控温器、三向换气阀、第一回热器、第二回热器、第三回热器、第四回热器、第五回热器、第六回热器和风冷式冷凝器；
SOFC用于提供电能，包括：燃料通道、空气通道、燃料重整层、阳极层、电解质层、隔离层和阴极层，阳极层和阴极层在最外侧两端，中间为电解质层和隔离层，用于运输氧离子的电解质层与阳极层相邻，隔离层与阴极层相邻，燃料重整层在燃料流动方向上与阳极层、电解质层、隔离层和阴极层毗邻，便于将氢气与氧离子电化学反应生成热传递给燃料重整层，以用于氨气燃料吸热裂解过程，燃料通道通入燃烧控温器控温后温度为750℃氨气和水，空气通道通入燃烧控温器控温后温度为750℃的空气；转子发动机用于提供动力；
燃烧控温器两个冷流进口分别用于通入加热后的氨水和空气，燃烧控温器的两个出口分别与SOFC的阳极和阴极的进口相连通；风机分别对氨气和空气进行加压，三向换气阀的两个进口分别用于通入氨气和水，三向换气阀的出气口与燃烧控温器进气口相连；第三回热器进气口连接SOFC的阴极，第三回热器出气口与第四回热器进气口相连，第四回热器出气口与第六回热器进气口相连接，第六回热器出气口连接大气；第五回热器进气口连接SOFC的阳极，第五回热器排气口与第二回热器进气口相连，第二回热器出气口连接风冷式冷凝器进气口；第一回热器进气口连接转子发动机排气口，第一回热器出气口连接大气。
本发明进一步的改进在于，燃烧控温器将氨水和空气的温度分别保持在750℃。
本发明进一步的改进在于，SOFC反应产生的热量的循环利用，阴极产生的热量依次用于空气的第四次加热、氨水第一次加热和空气的第二次加热，阳极产生的热量分别用于氨水的第二次加热和空气的第三次加热，转子发动机产生的热量用于空气的第一次加热。
本发明进一步的改进在于，使燃烧控温器使进入阳极的氨水温度保持在750℃，燃烧控温器使进入阴极空气的温度保持在750℃。
本发明进一步的改进在于，热循环时，用于回收利用氧化物燃料电池反应放出的热量，第五回热器进气口与SOFC阳极相连，第五回热器用于氨水的第二次加热，第二回热器用于空气的第三次加热，第二回热器出气口连接风冷式冷凝器进气口；
第三回热器进气口与SOFC阴极相连，第三回热器用于空气的第四次加热，第四回热器用于氨水的第一次加热，第六回热器用于空气的第二次加热，第六回热器出气口连接大气；
第一回热器进气口与转子发动机相连，第一回热器用于空气的第一次加热，第一回热器出气口与大气相连。
本发明进一步的改进在于，还包括气液分离器和膜分离器，SOFC阳极产生的氢气经过风冷式冷凝器的冷却、气液分离器的分离和膜分离器的过滤，作为转子发动机的燃料循环利用。
本发明进一步的改进在于，第一风机的进口用于通入待加压的氨气，第一风机的出口与的三向换气阀进气口相连；水泵进口与水箱相连，水泵的出口与的三向换气阀相连进口相连；三向换气阀出口与燃烧控温器的进口相连，燃烧控温器的出口与SOFC的阳极相连。
本发明进一步的改进在于，第二风机的进口用于通入待压缩的空气，第二风机的出口与燃烧控温器的进口相连，燃烧控温器的出口与SOFC的阳极相连，SOFC用于发电。
本发明进一步的改进在于，氢气的循环利用时，风冷式冷凝器进口与SOFC阳极相连，风冷式冷凝器出口与气液分离器进口相连，气液分离器液体出口与水箱相连，气液分离器气体出口与膜分离器进口相连，膜分离器上出气口与三向换气阀相连，用于作为转子发动机的燃料，膜分离器下出气口与大气相连。
本发明进一步的改进在于，工作时，在三向换气阀内使加压的氨气和水进行混合形成氨水，第二风机给空气加压，在第四回热器的预热后，在经过燃烧控温器加热下，将氨水预热至并保持750℃通入SOFC的阳极层；将空气预热至并保持750℃通入SOFC的阴极层；其中，在SOFC中，氨水中的氨气在SOFC的燃料重整层中Ni-YSZ的催化作用下发生分解吸热反应，分解为氮气和氢气；阳极层中的氢气和阴极层中空气的氧气发生电化学放热反应产生水并产生电能；电化学反应放热Qelectrochemical传递给燃料重整层用于氨气裂解反应吸热Qcrack；
阴极层的出口气体通入大气，阳极层的出口气体通入风冷式冷凝器，由于发生电化学反应后气体有很大的热量，阳极反应后的气体作为第五回热器和第二回热器的热源，用于预热氨水和空气，阴极反应后的气体作为第三回热器、第四回热器和第六回热器的热源，用于预热氨水和空气；
阳极反应后的气体包括氮气、水蒸气和氢气，SOFC的阳极与的风冷式冷凝器进口相连，经过风冷式冷凝器冷却后水蒸气液化成水，的风冷式冷凝器出口与气液分离器进口相连，将水和氮气、氢气的混合气分离，气液分离器的液体出口与水箱相连，实现水的循环利用，气液分离器的气体出口与膜分离器进口相连，使氮气与氢气分离，膜分离器氮气出口与大气相连，膜分离器氢气出口与三向换气阀相连，与通入的氢气和空气混合作为转子发动机的燃料，实现氢气的循环利用；
经过转子发动机反应后得到的高温氮气、氧气和空气通入到大气，作为第一回热器的热源，用于空气的预热，实现了热量的循环利用。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益的技术效果：
在SOFC的燃料方面，除了传统燃料如氢气、天然气等，近年来氨被认为是一种新颖且有前途的燃料，氨燃料具有不排放二氧化碳、功率密度高以及易于液化和运输的特点。
本发明中，回热器分别对空气和氨水进行预热，在经过燃烧控温器使其达到并保持SOFC的进口温度750℃。本发明提出的配置能够使空气和氨水预热到更高的温度，从而使得SOFC的工作温度更高，实现更高的工作效率。本发明由于SOFC工作温度高，使得氨在SOFC阳极中能够完全分解，使得燃料室的燃烧温度更高，提高整体的热源温度，使发电效率更高。
本发明中，SOFC反应后的气体温度很高，用于作为预热氨水和空气的热源，实现了热量的循环利用，SOFC阳极反应产生的氢气经过冷却、分离、过滤可以作为转子发动机的燃料，实现了氢气的循环利用；SOFC阳极反应产生水，经过冷却和分离通入了水箱，实现了水的循环利用，转子发动机反应放热，得到的氮气、氧气和空气的热量可作为预热空气的热源，实现了热量的循环利用。
目前尚没有采用氨气作为燃料的SOFC混合动力发动机实现了热量、氢气和水的循环利用的情况，使用氨气作为燃料的SOFC混合动力发动机具有广阔的前景。本发明提出的使用氨水燃料的SOFC混合动力发动机，具有优越的配置和高的循环效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍；显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是氨气固体氧化物燃料电池SOFC的结构示意图；
图2是本发明实施例的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置的结构图。
附图标记说明：
1-燃烧控温器、2-SOFC、3-第一风机、4-第一回热器、5-第二回热器、6-第三回热器、7-第四回热器、8-第五回热器、9-第六回热器、10-第二风机、11-风冷式冷凝器、12-气液分离器、13-转子发动机、14-水泵、15-膜分离器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例，都应属于本发明保护的范围。
本发明的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，包括：SOFC2和转子发动机13；所述SOFC2阳极层通入压缩后的氨水，所述转子发动机13的燃料是氢气。示例性的，所述氨水中氨的质量浓度为0.9，该范围内浓度越高，效果越好。本发明实施例中示例性的，转子发动机13燃料氢气的利用率为80％。
本发明中，使用氨气作为SOFC2的燃料，与现有使用的化石燃料和氢燃料相比，本发明使用的氨气具有生产工艺成熟、零碳排放、不易燃、易于液化和运输成本低的优点。
请参阅图1，本发明实施例的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，包括SOFC2和转子发动机13部分；
氨气经过第一风机3的压缩进入三向换气阀，水经过水泵14的加压进入三向换气阀与氨气混合成氨水，三向换气阀出口连接燃烧控温器1的进口，经过燃烧控温器1加热下，将氨水预热至并保持750℃通入SOFC2的阳极层；空气经过第二风机10的压缩与燃烧控温器1的进口相连，将空气预热至并保持750℃通入SOFC2的阴极层。
在SOFC中，氨水中的氨气在SOFC2的燃料重整层中Ni-YSZ的催化作用下发生分解吸热反应，分解为氮气和氢气；阳极层中的氢气和阴极层中空气的氧气发生电化学放热反应产生水并产生电能；电化学反应放热传递给燃料重整层用于氨气裂解反应吸热。SOFC2阴极层的出口连接第三回热器6的进气口，第三回热器6的出气口连接第四回热器7的进气口，第四回热器7的出气口连接第六回热器9的进气口，第六回热器9的出气口连接大气；SOFC2阳极层的出口第五回热器8的进气口，第五回热器8的出气口连接第二回热器5的进气口，第二回热器5的出气口连接冷风式冷凝器的进气口。由于发生电化学反应后气体有很大的热量，阳极反应后的气体作为第五回热器8和第二回热器5的热源，用于预热氨水和空气，阴极反应后的气体作为第三回热器6、第四回热器7和第六回热器9的热源，用于预热氨水和空气；
阳极反应后的气体包括氮气、水蒸气和氢气，所述SOFC2的阳极与所述的风冷式冷凝器11进口相连，经过风冷式冷凝器11冷却后水蒸气液化成水，所述的风冷式冷凝器11出口与所述气液分离器12进口相连，将水和氮气、氢气的混合气分离，所述气液分离器12的液体出口与水箱相连，实现水的循环利用；所述气液分离器12的气体出口与膜分离器15进口相连，使氮气与氢气分离，所述膜分离器15氮气出口与大气相连，所述膜分离器15氢气出口与三向换气阀相连，与通入的氢气和空气混合作为转子发动机13的燃料，实现氢气的循环利用。
转子发动机13的进气口连接三向换气阀的出气口，转子发动机13的进气口连接第一回热器4的进气口，第一回热器4的出气口与大气相连。经过转子发动机13反应后得到的高温氮气、氧气和空气通入到大气，可作为第一回热器4的热源，用于空气的预热，实现了热量的循环利用。
本发明实施例中，使用了氨水作为SOFC2混合动力发动机的燃料，提出了更优的配置，在实验中研究了氨水燃料电池的可行性和高效性，研究了氢气和水循环利用的可行性。
本发明上述实施例系统的工作原理及创新点包括：氨水和空气在燃烧控温器1作用下温度保持在750℃，分别通入到SOFC2的阳极和阴极。随后氨水中的氨气在SOFC2的燃料重整层中Ni-YSZ的催化作用下分解为氮气和氢气，随后阳极中80％的氢气和阴极氧气发生电化学反应产生水并产生电能。此后，阳极出口气体排向大气，气流依次流经第第五回热器8和第二回热器5分别作为热源来预热氨水和空气，阴极出口气体连接风冷式冷凝器11，气流依次流经第三回热器6、第四回热器7和第六回热器9分别作为热源来预热空气和氨水，转子发动机13出口连接大气，气流流经第一回热器4作为预热空气的热源，实现了热量的循环利用。
SOFC2的阳极产生了氮气、氢气和水蒸气，SOFC2的阳极出口与风冷式冷凝器11相连，经过风冷式冷凝器11的冷却，再经过气液分离器12的作用，分离出的水通入水箱，实现水的循环利用；分离出的气体通入膜分离器15，经过膜分离器15的作用，分离出的氮气排向大气，分离出的氢气作为转子发动机13的燃料，实现了氢气的循环利用。
本发明实施例中，工作过程包括：
(1)氨水进入SOFC2的阳极：氨气自环境状态(101kPa，25℃)在功率为0.326kW的第一风机3压缩下进入三向换气阀内与水混合成为氨水，在通入到SOFC2的阴极的过程中，途径第四回热器7、第五回热器8和燃烧控温器1的加热：在经过第四回热器7的过程中，氨水获得来自SOFC2阴极反应并经过第三回热器6后的热量，将氨水预热到362.57℃(示例性的，质量流量为0.017kg/s，压强为109kPa)；再经过第五回热器8的加热，氨水获得来自SOFC2阴极反应后的热量，将氨水预热到742.406℃(示例性的，质量流量为0.017kg/s，压强为109.6kPa)；再经过燃烧控温器1加热到750℃(示例性的，质量流量为0.017kg/s，压强为109.4kPa)，然后进入SOFC2的阳极。
(2)空气进入SOFC2的阴极：空气自环境状态(101kPa，25℃)在功率为1.75W的第二风机10中被压缩，在通入到SOFC2的阳极的过程中，途径第一回热器4、第六回热器9、第二回热器5、第三回热器6和燃烧控温器1的加热：空气先被第一回热器4预热到71.062℃(示例性的，质量流量为0.150kg/s，压强为109.8kPa)，第一回热器4的热量来自于转子发动机13反应后的热量；再经过第六回热器9的加热，氨水获得来自SOFC2阴极反应后的热量，将氨水预热到252.196℃(示例性的，质量流量为0.150kg/s，压强为109.6kPa)；再经过第二回热器5的加热，氨水获得来自SOFC2阳极反应后的热量，将氨水加热到351.936℃(示例性的，质量流量为0.150kg/s，压强为109.4kPa)；再经过第三回热器6的加热，氨水获得来自SOFC2阴极反应后的热量，将氨水加热到695.407℃(示例性的，质量流量为0.150kg/s，压强为109.2kPa)；再经过燃烧控温器1加热到750℃(示例性的，质量流量为0.150kg/s，压强为109kPa)，并进入SOFC2的阴极。
SOFC2中发生电化学反应的同时会产生热量，一部分热量用于给氨气分解过程供热，另外一部分热量用于生成气体和未反应气体的加热升温，因此SOFC2出口处的温度会比进口处更高。
本发明实施例中，SOFC2工作过程分为两部分，第一步为氨气的分解反应，第二步为氢气和氧气的电化学反应：
示例性的SOFC2工作温度750℃，在燃料重整层材料Ni-YSZ(镍-氧化钇掺杂氧化锆)的催化作用下氨会完全分解。空气质量流量必须过量，选取空气过量系数为3。
本发明实施例中示例性的，SOFC2的阳极层材料为Ni-Y2O3掺杂ZrO2(Ni-YSZ)，阴极层材料为LSCF-CGO，电解质层材料为YSZ，隔离层材料为CGO。
本发明实施例的回热器部分：示例性的燃烧控温器1的输入温度是1852.727℃，将空气加热到750℃后并通入到SOFC2的阴极，加热后燃烧控温器1为708.46℃。SOFC2的阴极放热反应后产生水蒸气(示例性的，温度为780.65℃，质量流量为0.132kg/s，压强为110kPa)，经过第三回热器6给空气进行第四次预热后，水蒸气的温度为395.689℃(示例性的，质量流量为0.132kg/s，压强为108kPa)，经过第四回热器7给氨水进行第一次预热后，水蒸气的温度为297.597℃(示例性的，质量流量为0.132kg/s，压强为106kPa)，最后示例性的经过第六回热器9给空气进行第二次预热后，水蒸气的温度为94.581℃(示例性的，质量流量为0.132kg/s，压强为104kPa)，最后示例性排向大气；
示例性的燃烧控温器1的输入温度是1852.727℃，将氨水加热到750℃后并通入到SOFC2的阳极，加热后燃烧控温器1为854.934℃。SOFC2的阳极放热反应后产生水蒸气、氮气和氢气(示例性的，温度为780.65℃，质量流量为0.035kg/s，压强为110kPa)，经过第五回热器8给氨水进行第二次预热后，预热后气流的温度为514.168℃(示例性的，质量流量为0.035kg/s，压强为108kPa)，经过第二回热器5给空气进行第三次预热后，示例性的预热后气流的温度为297.295℃(示例性的，质量流量为0.035kg/s，压强为106kPa)，最后示例性的通入到风冷式冷凝器11中，依次经过风冷式冷凝器11的冷却，气液分离器12的分离和膜分离器15的过滤，示例性的得到了温度为29.996℃的氢气(示例性的，质量流量为0.034kg/s，压强为104kPa),示例性的过滤后氢气与通入的氢气在三向换气阀内混合(示例性的，温度为29.996℃，质量流量为0.001kg/s，压强为104kPa)，示例性的再与通入的空气(示例性的，温度为25℃，质量流量为0.026kg/s，压强为104kPa)进行混合为混合气作为燃料通入到转子发动机13，转子发动机13工作产生大量的热量，产生了氮气、水蒸气和氧气的混合气(示例性的，温度为327℃，质量流量为0.021kg/s，压强为103.2kPa)，经过第一回热器4给空气进行第一次预热后，预热后气流的温度为110.419℃(示例性的，质量流量为0.021kg/s，压强为101.2kPa)，最后示例性排向大气。
综上，本发明实施例公开了一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，包括SOFC燃料电池发电部分和转子发动机13工作部分。氨水和空气分别经过第一风机和第二风机压缩和换热器预热后进入SOFC燃料电池发生电化学反应并发电。发电后产生的热量通过各个回热器，可作为预热氨水和空气的热源；反应后产生的氢气，可经过风冷式冷凝器11的冷却、气液分离器12的分离和膜分离器15的过滤进一步循环利用，作为转子发动机13的燃料；反应后的水，风冷式冷凝器11的冷却和气液分离器12的分离，通入到水泵14，实现了谁的循环利用，整体结构紧凑，满足了节约能源的需要。使用氨气作为燃料，SOFC发电效率达到了56.34％，实现了高效环保的要求。作为氢载体，氨水不仅不排放二氧化碳，还具有高功率密度，所以有可能替代SOFC中的传统碳氢燃料。本发明实施例利用了水循环、氢循环和热量循环，在设计条件下，可以计算出，22.22％的氢气用于调温，77.78％的氢气用于供给转子发动机13发电。同时，在燃料氨质量分数为0.9的情况下，SOFC的实际工作电压为0.8065V，操作电流为2000A·m-2时，SOFC的功率可以达到163.9kW，转子发动机13的功率可以达到21.4kW。SOFC和转子发动机13的联合循环效率为63.79％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，包括氨气固体氧化物燃料电池SOFC、转子发动机、燃烧控温器、三向换气阀、第一回热器、第二回热器、第三回热器、第四回热器、第五回热器、第六回热器和风冷式冷凝器；
SOFC用于提供电能，包括：燃料通道、空气通道、燃料重整层、阳极层、电解质层、隔离层和阴极层，阳极层和阴极层在最外侧两端，中间为电解质层和隔离层，用于运输氧离子的电解质层与阳极层相邻，隔离层与阴极层相邻，燃料重整层在燃料流动方向上与阳极层、电解质层、隔离层和阴极层毗邻，便于将氢气与氧离子电化学反应生成热传递给燃料重整层，以用于氨气燃料吸热裂解过程，燃料通道通入燃烧控温器控温后温度为750℃氨气和水，空气通道通入燃烧控温器控温后温度为750℃的空气；转子发动机用于提供动力；
燃烧控温器两个冷流进口分别用于通入加热后的氨水和空气，燃烧控温器的两个出口分别与SOFC的阳极和阴极的进口相连通；风机分别对氨气和空气进行加压，三向换气阀的两个进口分别用于通入氨气和水，三向换气阀的出气口与燃烧控温器进气口相连；第三回热器进气口连接SOFC的阴极，第三回热器出气口与第四回热器进气口相连，第四回热器出气口与第六回热器进气口相连接，第六回热器出气口连接大气；第五回热器进气口连接SOFC的阳极，第五回热器排气口与第二回热器进气口相连，第二回热器出气口连接风冷式冷凝器进气口；第一回热器进气口连接转子发动机排气口，第一回热器出气口连接大气。
2.根据权利要求1所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，燃烧控温器将氨水和空气的温度分别保持在750℃。
3.根据权利要求1所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，SOFC反应产生的热量的循环利用，阴极产生的热量依次用于空气的第四次加热、氨水第一次加热和空气的第二次加热，阳极产生的热量分别用于氨水的第二次加热和空气的第三次加热，转子发动机产生的热量用于空气的第一次加热。
4.根据权利要求1所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，使燃烧控温器使进入阳极的氨水温度保持在750℃，燃烧控温器使进入阴极空气的温度保持在750℃。
5.根据权利要求1所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，热循环时，用于回收利用氧化物燃料电池反应放出的热量，第五回热器进气口与SOFC阳极相连，第五回热器用于氨水的第二次加热，第二回热器用于空气的第三次加热，第二回热器出气口连接风冷式冷凝器进气口；
第三回热器进气口与SOFC阴极相连，第三回热器用于空气的第四次加热，第四回热器用于氨水的第一次加热，第六回热器用于空气的第二次加热，第六回热器出气口连接大气；
第一回热器进气口与转子发动机相连，第一回热器用于空气的第一次加热，第一回热器出气口与大气相连。
6.根据权利要求1所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，还包括气液分离器和膜分离器，SOFC阳极产生的氢气经过风冷式冷凝器的冷却、气液分离器的分离和膜分离器的过滤，作为转子发动机的燃料循环利用。
7.根据权利要求6所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，第一风机的进口用于通入待加压的氨气，第一风机的出口与的三向换气阀进气口相连；水泵进口与水箱相连，水泵的出口与的三向换气阀相连进口相连；三向换气阀出口与燃烧控温器的进口相连，燃烧控温器的出口与SOFC的阳极相连。
8.根据权利要求7所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，第二风机的进口用于通入待压缩的空气，第二风机的出口与燃烧控温器的进口相连，燃烧控温器的出口与SOFC的阳极相连，SOFC用于发电。
9.根据权利要求8所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，氢气的循环利用时，风冷式冷凝器进口与SOFC阳极相连，风冷式冷凝器出口与气液分离器进口相连，气液分离器液体出口与水箱相连，气液分离器气体出口与膜分离器进口相连，膜分离器上出气口与三向换气阀相连，用于作为转子发动机的燃料，膜分离器下出气口与大气相连。
10.根据权利要求8所述的一种新型可控温氨气燃料电池-转子发动机混动装置，其特征在于，工作时，在三向换气阀内使加压的氨气和水进行混合形成氨水，第二风机给空气加压，在第四回热器的预热后，在经过燃烧控温器加热下，将氨水预热至并保持750℃通入SOFC的阳极层；将空气预热至并保持750℃通入SOFC的阴极层；其中，在SOFC中，氨水中的氨气在SOFC的燃料重整层中Ni-YSZ的催化作用下发生分解吸热反应，分解为氮气和氢气；阳极层中的氢气和阴极层中空气的氧气发生电化学放热反应产生水并产生电能；电化学反应放热Qelectrochemical传递给燃料重整层用于氨气裂解反应吸热Qcrack；
阴极层的出口气体通入大气，阳极层的出口气体通入风冷式冷凝器，由于发生电化学反应后气体有很大的热量，阳极反应后的气体作为第五回热器和第二回热器的热源，用于预热氨水和空气，阴极反应后的气体作为第三回热器、第四回热器和第六回热器的热源，用于预热氨水和空气；
阳极反应后的气体包括氮气、水蒸气和氢气，SOFC的阳极与的风冷式冷凝器进口相连，经过风冷式冷凝器冷却后水蒸气液化成水，的风冷式冷凝器出口与气液分离器进口相连，将水和氮气、氢气的混合气分离，气液分离器的液体出口与水箱相连，实现水的循环利用，气液分离器的气体出口与膜分离器进口相连，使氮气与氢气分离，膜分离器氮气出口与大气相连，膜分离器氢气出口与三向换气阀相连，与通入的氢气和空气混合作为转子发动机的燃料，实现氢气的循环利用；
经过转子发动机反应后得到的高温氮气、氧气和空气通入到大气，作为第一回热器的热源，用于空气的预热，实现了热量的循环利用。
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