CN1729589A

CN1729589A - 发电系统

Info

Publication number: CN1729589A
Application number: CNA038110059A
Authority: CN
Inventors: 角田正
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-05-16
Filing date: 2003-05-14
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2023-05-14
Also published as: JP3901578B2; JP2003328772A; CN100349319C

Abstract

一种发电系统，其一体地设有燃气轮发动机(GT)和固体电解质型燃料电池(FC)。该燃气轮发动机(GT)的压缩机叶轮(17)、涡轮(18)、换热器(20)、燃烧器(27)和固体电解质型燃料电池(FC)具有轴向对称的形状，它们共同具有包括压缩机叶轮(17)和涡轮(18)的旋转部分(33)的轴线(L)。该换热器(20)和固体电解质型燃料电池(FC)沿着轴线(L)方向相对于该旋转部分(33)顺序地设置在一侧上。这种布置可确保整个发电系统的结构紧凑，另外可使压缩空气和废气的流速均匀，且可使压缩空气和废气的流动平稳，从而减小压力损失且提高发电效率。

Description

发电系统

技术领域

本发明涉及一体地设有燃气轮机和固体电解质型燃料电池的发电系统。

背景技术

在PCT申请号为PCT/US98/19219的日本公开译文2001-516935中描述了一种混合电力系统，其由涡轮机和燃料电池结合在一起构成。该涡轮机适于通过借助由燃烧室内燃料的燃烧产生的高压气体使动力涡轮机旋转来驱动发电机，从而产生电能，并且燃料电池适于引起燃料与经过压缩机和同流换热器的待加热的空气之间的反应，从而产生电能。

在美国专利6,213,234中描述了一种车辆，它包括由燃气轮发动机驱动的燃料电池和发电机。通过由燃料电池供给驱动该车辆所需的最大电能的大约50％，可降低燃料消耗，而不必过分地增加燃料电池的尺寸。当该车辆所需的电能较小时，该燃料电池能够有效地供给全部或者大部分所需的电能。

在美国专利6,255,010中描述了一种车辆，其中包括燃气轮发动机、燃料电池和发电机的发电系统容纳在常压容器内且在加压状态下运转。

如果该燃气轮发动机和燃料电池分开设置，那么整个系统的尺寸将会不利地增加，且因此需要考虑将燃料电池容纳在燃气轮机的壳体内，以使结构紧凑。然而，即使燃料电池与燃气轮发动机简单地结合在一起，该系统的紧凑性也会有限。此外，在该发电系统工作期间，难于有效地吸收被加热到几百度高温的燃气轮发动机和燃料电池的热膨胀，从而引起这种可能性，即：燃气轮发动机和燃料电池的热应力增加，由此降低发电系统的发电效率和耐久性。

为了减少在一体包括燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统中的燃料消耗从而提高发电效率，就需要有效地利用该发电系统的废热。然而，难于仅仅通过将燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池布置成使它们之间具有一距离，或者简单地将燃料电池与燃气轮发动机结合在一起而有效地利用废热。

另外，在一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统中，当通过利用由该燃气轮发动机的燃烧器产生的废热来致动固体电解质型燃料电池时，难于仅仅通过将燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池布置成使它们之间具有一距离，或者简单地将燃料电池与燃气轮发动机结合在一起而有效地利用废热。

发明内容

鉴于上述情况而完成了本发明，且本发明的第一目的是确保一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统的结构紧凑，并且提高发电效率和耐久性。

本发明的第二目的是提供一种一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统，其中通过有效地利用废热来提高发电效率。

本发明的第三目的是提供一种一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统，其中通过有效地利用来自该燃气轮发动机的燃烧器的废热来致动固体电解质型燃料电池。

为了达到第一目的，根据本发明的第一特征，提出了一种一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统，该燃气轮发动机包括压缩机叶轮、涡轮、换热器和燃烧器，该压缩机叶轮适于将通过换热器的压缩空气供给固体电解质型燃料电池和燃烧器，该涡轮适于由来自固体电解质型燃料电池和燃烧器的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮，并且该换热器适于使来自涡轮的废气和来自压缩机叶轮的压缩空气之间进行热交换，其中，压缩机叶轮、涡轮、换热器、燃烧器和固体电解质型燃料电池具有轴向对称的形状，它们共同具有包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线，并且该换热器和固体电解质型燃料电池沿着轴线方向相对于该旋转部分顺序地设置在一侧上。

根据上述结构，固体电解质型燃料电池和作为燃气轮发动机部件的压缩机叶轮、涡轮、换热器和燃烧器形成为轴向对称的形状，它们共同具有包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线，并且换热器和固体电解质型燃料电池沿着轴线方向相对于该旋转部分顺序地设置在一侧上。因此，不但可以使整个发电系统结构紧凑，而且可以使流入换热器和固体电解质型燃料电池中的压缩空气和废气的流速均匀，并且进一步使得压缩空气和废气的流动平稳以减小压力损失，从而提高发电效率。使用上述的轴向对称布置，也可抑制由发电系统的热膨胀产生的热应力，从而提高发电效率和耐久性。

为了达到第一目的，根据本发明的第二特征，除了第一特征之外，该换热器和固体电解质型燃料电池为围绕轴线的环形。

根据上述结构，该换热器和固体电解质型燃料电池为围绕轴线的环形，因此燃气轮发动机的部件可容纳在径向位于换热器和固体电解质型燃料电池内的空间中，从而提供紧凑的结构。此外，通过设置在径向向外位置处的换热器和固体电解质型燃料电池可回收由该燃气轮发动机产生的热量。

为了达到第一目的，根据本发明的第三特征，除了第一特征之外，用来将压缩空气从压缩机叶轮引导到换热器的压缩空气通道，径向设置在用来将废气从涡轮引导到换热器的废气通道的外侧。

本发明第三特征中的压缩空气通道对应于一实施例中的第一压缩空气通道12。

根据上述结构，压缩空气通道径向设置在废气通道的外侧，因此，从相对高温的废气通过的废气通道跑出的热量被回收到相对低温的压缩空气通过的压缩空气通道内，从而进一步提高了发电效率。

为了达到第一目的，根据本发明的第四特征，除了第一特征之外，固体电解质型燃料电池为围绕轴线的环形，并且燃烧器设置在径向限定在固体电解质型燃料电池内的空间中。

根据上述结构，燃烧器设置在径向限定在该环形的固体电解质型燃料电池内的空间中，因此，由燃烧器产生的热量可回收到固体电解质型燃料电池中，特别是，可在起动初始阶段早期致动固体电解质型燃料电池，从而提高发电效率。

为了达到第二目的，根据本发明的第五特征，提供了一种一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统，该燃气轮发动机包括压缩机叶轮、涡轮、换热器和燃烧器，该压缩机叶轮适于将通过换热器的压缩空气供给固体电解质型燃料电池和燃烧器，该涡轮适于由来自固体电解质型燃料电池和燃烧器的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮，并且该换热器适于使来自涡轮的废气和来自压缩机叶轮的压缩空气之间进行热交换，其中，该换热器、燃烧器和固体电解质型燃料电池设置在包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线上；用于把废气从固体电解质型燃料电池或者燃烧器朝向涡轮释放的空间被限定在该涡轮和燃烧器之间；并且换热器和固体电解质型燃料电池径向布置在该空间的外侧。

根据上述结构，该换热器、燃烧器和固体电解质型燃料电池设置在包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线上，并且换热器和固体电解质型燃料电池径向布置在用于把废气从固体电解质型燃料电池或者燃烧器朝向涡轮释放的空间的外侧。因此，可通过该燃烧器和固体电解质型燃料电池有效地回收固体电解质型燃料电池或者燃烧器释放到该空间的废热，因此可抑制热量逸出到外面，从而提高该发电系统的发电效率，以减少燃料消耗。

为了达到第二目的，根据本发明的第六特征，除了第五特征之外，用来将压缩空气从压缩机叶轮引导到换热器的第一压缩空气通道，径向设置在用来将废气从涡轮引导到换热器的废气通道的外侧，并且用来将压缩空气从换热器引导到固体电解质型燃料电池的第二压缩空气通道径向设置在该空间的外面。

根据上述结构，用来将压缩空气从压缩机叶轮引导到换热器的第一压缩空气通道，径向设置在用来将废气从涡轮引导到换热器的废气通道的外侧。因此，从相对高温的废气通过的废气通道逸出的热量可被回收到相对低温的压缩空气通过的压缩空气通道内，从而进一步提高了发电效率。另外，由于用来将压缩空气从换热器引导到固体电解质型燃料电池的第二压缩空气通道径向设置在该空间的外侧，因此释放到该空间内的废气的热量可回收在第二压缩空气通道内，从而进一步提高发电效率。

为了达到第二目的，根据本发明的第七特征，除了第六特征之外，第二压缩空气通道径向设置在固体电解质型燃料电池的外侧。

根据上述结构，第二压缩空气通道径向设置在固体电解质型燃料电池的外侧，因此，由固体电解质型燃料电池产生的热量可回收在第二压缩空气通道内，从而进一步提高发电效率。

为了达到第三目的，根据本发明的第八特征，提供了一种一体地设有燃气轮发动机和固体电解质型燃料电池的发电系统，该燃气轮发动机包括压缩机叶轮、涡轮、换热器和燃烧器，该压缩机叶轮适于将通过换热器的压缩空气供给固体电解质型燃料电池和燃烧器，该涡轮适于由来自固体电解质型燃料电池和燃烧器的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮，并且该换热器适于使来自涡轮的废气和来自压缩机叶轮的压缩空气之间进行热交换，其中，该换热器、燃烧器和固体电解质型燃料电池设置在包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线上，并且固体电解质型燃料电池设置成环绕该燃烧器的径向外侧。

根据上述结构，该换热器、燃烧器和固体电解质型燃料电池设置在包括压缩机叶轮和涡轮的旋转部分的轴线上，并且固体电解质型燃料电池设置成环绕该燃烧器的径向外侧。因此，通过该固体电解质型燃料电池可回收由燃烧器产生的热量，且因此可抑制热量逸出到外面，从而提高发电效率。特别地，可在起动初始阶段早期致动固体电解质型燃料电池，从而提高发电效率。

为了达到第三目的，根据本发明的第九特征，除了第八特征之外，通过使燃烧器工作来起动燃气轮发动机，并且在由燃气轮发动机的废热致动固体电解质型燃料电池之后停止燃烧器的运转。

根据上述结构，仅仅在燃气轮发动机起动时才使燃烧器工作，并且当由燃气轮发动机的废热致动固体电解质型燃料电池时，就停止燃烧器的运转。因此，可使与固体电解质型燃料电池相比较消耗大量燃料的燃烧器的运转最小化，从而提高发电效率。

附图说明

图1和2示出了本发明的第一实施例。图1是发电系统的垂直剖视图；而图2是沿着图1中的线2-2剖取的剖视图。

图3和4示出了本发明的第二实施例。图3是发电系统的垂直剖视图；而图2是沿着图3中的线4-4剖取的剖视图。

图5和6示出了本发明的第三实施例。图5是发电系统的垂直剖视图；而图6是沿着图5中的线6-6剖取的剖视图。

具体实施方式

现在，将参考图1和2来描述本发明的第一实施例。

在图1和2中示出了发电系统，它包括与燃气轮发动机GT一体形成的固体电解质型燃料电池FC。该燃气轮发动机GT包括大体杯形的前壳11，并且通向空气净化器和消音器(未示出)的进气通道13连接到第一压缩空气通道12的上游部分，该第一压缩空气通道12被限定为沿着前壳11的内表面延伸。离心压缩机叶轮17和离心涡轮18同轴且彼此相邻地固定到旋转轴16上，旋转轴16延伸通过进气通道13的中央部分，且由一对轴承14和15支撑。径向形成在压缩机叶轮17外圆周上的多个压缩机叶片17a面向进气通道13，并且在紧挨压缩机叶片17a的下游位置处，多个压缩机扩散器19安装在压缩空气通道12内。由涡轮18驱动的发电机GE安装在旋转轴16的前端处。

形成为环形的回流换热器20布置在前壳11的后端处。通过径向布置大量的薄金属板，换热器20具有沿着圆周方向交替形成的压缩空气通道和废气通道，并且该换热器20包括：在靠近其后端外圆周位置处的、通向第一压缩空气通道12下游端的压缩空气进口21；在靠近其前端内圆周位置处的压缩空气出口22；在靠近其前端外圆周位置处的废气进口23；以及在靠近其后端内圆周位置处的通向大气的废气出口24。该换热器20设计成这样，即：允许压缩空气和废气沿着相反的方向流动，压缩空气具有相对较低的温度并且用实线箭头表示，废气具有相对较高的温度并且虚线箭头表示，因此在其整个流动路线的长度上，保持该压缩空气和废气之间较大的温差，从而提高热交换效率。

台阶状的圆柱形后壳25从换热器20的内圆周面向后连接，并且形成为环形的固体电解质型燃料电池FC容纳在后壳25的后半部分内。限定为沿着后壳25的内圆周面延伸的第二压缩空气通道26的上游端连接到压缩空气出口22，且其下游端连接到固体电解质型燃料电池FC的外圆周部分上。单一的鼓型燃烧器27沿着径向布置在固体电解质型燃料电池FC内，并且燃料喷嘴28安装在燃烧器27的后端处。用来打开和关闭旁通固体电解质型燃料电池FC的开口的开关阀29安装在第二压缩空气通道26的中间部分处。

废气通道30连接到换热器20的废气进口23，该废气通道30从径向形成在安装在旋转轴16后端处的涡轮18的外圆周上的多个涡轮叶片18a开始延伸，并且废气通道30的径向外部由第一压缩空气通道12覆盖。设置隔热板31以覆盖涡轮18的后表面，并且涡轮喷嘴32安装在隔热板31的外圆周部分上以面向涡轮叶片18a。

用于燃气轮发动机GT的每一个部件(即：压缩机叶轮17、涡轮18、换热器20和燃烧器27)和固体电解质型燃料电池FC具有相对于旋转轴16的轴线L轴向对称的形状，该旋转轴支撑包括压缩机叶轮17和涡轮18的旋转部分33。环形换热器20径向设置在沿着轴线L方向限定在旋转部分33后部内的空间34的外侧；另外，环形的固体电解质型燃料电池FC沿着轴线L的方向布置在换热器20的后部中，且燃烧器27径向布置在固体电解质型燃料电池FC的内部。

已知的固体电解质型燃料电池FC包括大量的电池元件，每一个电池元件都由环形薄板形成并且沿着轴线L的方向一个层压在另一个上面，隔板插设在相邻的电池元件之间并且具有与电池元件相同的形状。每一个电池元件都包括负极(空气极)和正极(燃料极)，它们层压在陶瓷基体的固体电解质的相对两侧上。空气和燃料分别通过限定在隔板内的通道供给负极和正极，以在固体电解质的界面内彼此发生反应，从而产生电能。

下面将描述具有上述结构的本发明实施例的操作。

在发电系统工作期间从进气通道13吸入并且由压缩机叶轮17压缩的空气经过第一压缩空气通道12供给换热器20，在该处，通过与具有高温(大约800℃)的废气进行热交换，压缩空气被加热到接近废气的温度。经过换热器20而具有高温的压缩空气通过第二压缩空气通道26到达固体电解质型燃料电池FC，之后从径向外侧通过固体电解质型燃料电池FC到达径向内侧。另一方面，供给固体电解质型燃料电池FC的诸如天然气的燃料(见虚线箭头)还原为氢气(H₂)和一氧化碳(CO)，并且在高温的固体电解质型燃料电池FC内与由换热器20供给的空气发生反应，从而产生电能。

在该发电系统起动时并不致动固体电解质型燃料电池FC，因此，使燃烧器27暂时工作，以将固体电解质型燃料电池FC加热到致动温度。更具体地，当来自压缩机叶轮17的压缩空气从换热器20通过固体电解质型燃料电池FC供应到燃烧器27，并且从燃料喷嘴28喷射的燃料与压缩空气混合且燃烧时，高温废气被供给换热器20，在该换热器处进行热交换，从而待供给固体电解质型燃料电池FC的压缩空气的温度升高。由燃烧器27内产生的废气来驱动涡轮18，因此可有效地实现压缩机叶轮17对空气的吸入和压缩，从而进一步使待供给固体电解质型燃料电池FC的压缩空气的温度升高。

结果，当待供给固体电解质型燃料电池FC的压缩空气的温度达到预定温度(例如，500℃到600℃)时，即使停止从燃料喷嘴28喷射燃料以使燃烧器27进入不工作状态，也能使该发电系统的运转继续，这是因为固体电解质型燃料电池FC的温度达到了致动温度。另外，可通过改变开关阀29的打开程度以控制经过固体电解质型燃料电池FC的压缩空气量和旁通(bypass)固体电解质型燃料电池FC的压缩空气量之间的比例，来控制固体电解质型燃料电池FC的温度，并且降低在固体电解质型燃料电池FC内的压力损失。

因为燃烧器27安装成可在轴线L的方向上运动，并且在其起动时移动伸入后壳25内，而在起动之后从后壳25缩回，所以在该发电系统工作期间，在燃烧器起动之后，来自固体电解质型燃料电池FC的废气平稳地流动，而不会与燃烧器27发生干涉，从而可望进一步提高发电效率。

因此，在由涡轮18的旋转轴16驱动的发电机GE内产生的电能和由固体电解质型燃料电池FC产生的电能结合在一起并且输出。燃料大约50％的化学能转变为固体电解质型燃料电池FC内的电能，且大约15％的化学能转变为发电机GE内的电能，因此该发电系统的效率达到65％的非常高的水平。

由于相对于包括压缩机叶轮17和涡轮18的旋转部分33的轴线L，压缩机叶轮17、涡轮18、换热器20、燃烧器27和固体电解质型燃料电池FC沿着轴向对称布置，因此在燃气轮机GT和固体电解质型燃料电池FC内的压缩空气和废气的流动在轴向上对称，并且在圆周方向上均匀一致。因此，可使流入换热器20内的压缩空气和废气的流速均匀，而且可使流入固体电解质型燃料电池FC内的压缩空气的流速均匀，从而有助于提高在换热器20内的热交换效率以及在固体电解质型燃料电池FC内的发电效率。另外，该发电系统的轴向对称布置减少了压力损失，从而提高发电效率并且降低燃料消耗。另外，燃气轮机GT和固体电解质型燃料电池FC内部的温度分布曲线(profile)轴向对称，由此可使各元件的热变形最小，从而确保压缩机叶轮17和涡轮18平稳转动，并且防止由于热应力引起对由陶瓷制成的部件的损坏等等，从而提高耐久性。此外，例如外壳和通道的部件可轴向对称地布置，且由此可由诸如金属板的薄材料制成，以减轻重量，并且此外通过减少加热量(heat mass)来降低在冷启动期间的热损失，从而进一步降低燃料消耗。

由于形成为环形形状的换热器20和固体电解质型燃料电池FC布置在该发电系统的最里面位置处，因此诸如燃气轮机GT的燃烧器27的部件可以容纳在径向限定在换热器20和固体电解质型燃料电池FC内的空间34中，从而获得紧凑的结构，并且可通过布置在外面位置处的换热器20和固体电解质型燃料电池FC来回收由燃气轮机GT产生的热量。特别地，由于燃烧器27布置在径向位于固体电解质型燃料电池FC内部的空间34内，因此可减小该发电系统在轴线L方向上的尺寸，另外，可由固体电解质型燃料电池FC来回收热量。具体地，当燃烧器27工作以启动发电系统时，可有效地加热布置在径向外部位置处的固体电解质型燃料电池FC并使其在早期被致动，从而有助于减少燃料的消耗。

由于沿着轴线L从前面向后顺序地布置包括压缩机叶轮17和涡轮18的旋转部分33、换热器20和固体电解质型燃料电池FC，因此可减小该发电系统的径向尺寸，另外，可使压缩空气和废气的流速均匀，并且可使该压缩空气和废气的流动变得平稳，从而减小压力损失且提高发电效率。

另外，由于用来将相对低温的压缩空气从压缩机叶轮17引导到换热器20的第一压缩空气通道12，布置成覆盖用来引导相对高温的废气的废气通道30的径向外部，因此从高温的废气通道30逸出的热量可由低温的第一压缩空气通道12回收，从而可防止热量从前壳11逸出，以进一步提高发电效率。另外，由于第二压缩空气通道26布置成覆盖固体电解质型燃料电池FC的径向外部，因此可由第二压缩空气通道26来回收由固体电解质型燃料电池FC产生的热量，从而可防止热量从后壳25逸出到外面，以进一步提高发电效率。

现在将参考图3和4来描述本发明的第二实施例。第二实施例的固体电解质型燃料电池FC的形状与第一实施例不同，但是第二实施例中其他部件的布置与第一实施例相同。

在第二实施例中，形成为环形的多个(例如，8个)固体电解质型燃料电池FC布置成沿着圆周方向以相等的间距环绕旋转部分33的轴线L。该固体电解质型燃料电池FC以这样的状态容纳在由后壳25和圆柱形分隔壁41限定的环形空间42内，即：固体电解质型燃料电池FC的轴线L1平行于旋转部分33的轴线L。

同时，根据第二实施例，因为8个固体电解质型燃料电池FC相对于旋转部分33的轴线L轴向对称布置，所以也可获得与第一实施例相同的功能和效果。另外，每个固体电解质型燃料电池FC的直径小于第一实施例中固体电解质型燃料电池FC的直径，因此它们的电池元件和隔板较小且易于制造。

现在将参考图5和6来描述本发明的第三实施例。第三实施例的固体电解质型燃料电池FC的形状与第一实施例不同，但是第三实施例中其他部件的布置与第一实施例相同。

形成为环形的多个(例如，12个)固体电解质型燃料电池FC沿着旋转部分33的轴线L方向布置成两排，并且它们沿着圆周方向间隔相等的距离以环绕轴线L。在每一排内的6个固体电解质型燃料电池FC以这样的状态容纳在由后壳25和圆柱形分隔壁41限定的环形空间42内，即：它们的轴线L2相对于旋转部分33的轴线L径向布置。

同样，根据第三实施例，因为12个固体电解质型燃料电池FC相对于旋转部分33的轴线L轴向对称布置，所以也可获得与第一实施例相同的功能和效果。另外，每个固体电解质型燃料电池FC的直径小于第一实施例中固体电解质型燃料电池FC的直径，因此它们的电池元件和隔板较小且易于制造。此外，可减小该发电系统的外径，同时通过根据需要增加沿着轴线方向的固体电解质型燃料电池FC的排数，可确保相同的发电能力。

尽管已经详细描述了本发明的实施例，但是应理解，在不脱离本发明主题的范围的情况下，可以对设计进行各种改进。

工业实用性

如上所述，本发明可应用于发电系统，该发电系统适于利用来自燃气轮发动机的废热来使固体电解质型燃料电池工作。该燃气轮机可以安装在诸如汽车的移动体上，或者静止体上。

Claims

1、一种发电系统，其一体地设有燃气轮发动机(GT)和固体电解质型燃料电池(FC)，所述燃气轮发动机(GT)包括压缩机叶轮(17)、涡轮(18)、换热器(20)和燃烧器(27)，所述的压缩机叶轮(17)适于将通过换热器(20)的压缩空气供给固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)，所述涡轮(18)适于由来自固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮(17)，并且所述换热器(20)适于使来自涡轮(18)的废气和来自压缩机叶轮(17)的压缩空气之间进行热交换，

其中，所述压缩机叶轮(17)、涡轮(18)、换热器(20)、燃烧器(27)和固体电解质型燃料电池(FC)具有轴向对称的形状，它们共同具有包括压缩机叶轮(17)和涡轮(18)的旋转部分(33)的轴线(L)，并且该换热器(20)和固体电解质型燃料电池(FC)沿着所述轴线(L)方向相对于所述旋转部分(33)顺序地设置在一侧上。

2、根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述换热器(20)和固体电解质型燃料电池(FC)为围绕所述的轴线(L)的环形。

3、根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，用来将压缩空气从压缩机叶轮(17)引导到换热器(20)的压缩空气通道(12)，径向设置在用来将废气从涡轮(18)引导到换热器(20)的废气通道(30)的外侧。

4、根据权利要求1所述的发电系统，其特征在于，所述固体电解质型燃料电池(FC)为围绕所述轴线(L)的环形，并且燃烧器(27)设置在沿径向限定在固体电解质型燃料电池(FC)内的空间(34)中。

5、一种发电系统，其一体地设有燃气轮发动机(GT)和固体电解质型燃料电池(FC)，所述燃气轮发动机包括压缩机叶轮(17)、涡轮(18)、换热器(20)和燃烧器(27)，所述压缩机叶轮(17)适于将通过换热器(20)的压缩空气供给固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)，所述涡轮(18)适于由来自固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮(17)，并且所述换热器(20)适于使来自涡轮(18)的废气和来自压缩机叶轮(17)的压缩空气之间进行热交换，

其中，所述换热器(20)、燃烧器(27)和固体电解质型燃料电池(FC)设置在包括压缩机叶轮(17)和涡轮(18)的旋转部分(33)的轴线上；用来把废气从固体电解质型燃料电池(FC)或者燃烧器(27)朝向涡轮(18)释放的空间(34)形成在该涡轮(18)和燃烧器(27)之间；并且换热器(20)和固体电解质型燃料电池(FC)径向布置在所述空间(34)的外侧。

6、根据权利要求5所述的发电系统，其特征在于，用来将压缩空气从压缩机叶轮(17)引导到换热器(20)的第一压缩空气通道(12)，径向设置在用来将废气从涡轮(18)引导到换热器(20)的废气通道(30)的外侧，并且用来将压缩空气从换热器(20)引导到固体电解质型燃料电池(FC)的第二压缩空气通道(26)径向设置在所述空间(34)的外侧。

7、根据权利要求6所述的发电系统，其特征在于，所述第二压缩空气通道(26)径向设置在固体电解质型燃料电池(FC)的外侧。

8、一种发电系统，其一体地设有燃气轮发动机(GT)和固体电解质型燃料电池(FC)，所述燃气轮发动机包括压缩机叶轮(17)、涡轮(18)、换热器(20)和燃烧器(27)，所述压缩机叶轮(17)适于将通过换热器(20)的压缩空气供给固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)，所述涡轮(18)适于由来自固体电解质型燃料电池(FC)和燃烧器(27)的废气驱动，从而驱动压缩机叶轮(17)，并且所述换热器(20)适于使来自涡轮(18)的废气和来自压缩机叶轮(17)的压缩空气之间进行热交换，

其中，所述换热器(20)、燃烧器(27)和固体电解质型燃料电池(FC)设置在包括压缩机叶轮(17)和涡轮(18)的旋转部分(33)的轴线上，并且固体电解质型燃料电池(FC)设置成环绕该燃烧器(27)的径向外侧。

9、根据权利要求8所述的发电系统，其特征在于，通过使燃烧器(27)运转来起动该燃气轮发动机(GT)，并且在由燃气轮发动机(GT)的废热致动固体电解质型燃料电池(FC)之后停止燃烧器(27)的运转。