一种高效固体氧化物燃料电池系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高效固体氧化物燃料电池系统，包括原料供给单元、燃料重整单元、燃料换热器、电堆单元、尾气燃烧室、空气换热器和冷却单元。本发明专利技术通过所述高效固体氧化物燃料电池系统，将系统反应产生的尾气热量始终约束在系统内，使其充分循环利用，进而提高了系统整体效率；同时通过在燃料重整器中设置相互独立的燃料室和供热室，使燃料重整单元的温度更易于独立控制，进而降低了系统耦合度。

A High Efficiency Solid Oxide Fuel Cell System

The invention discloses an efficient solid oxide fuel cell system, which comprises a feed unit, a fuel reforming unit, a fuel heat exchanger, a stack unit, an exhaust combustion chamber, an air heat exchanger and a cooling unit. Through the high-efficiency solid oxide fuel cell system, the exhaust heat generated by the reaction of the system is always confined in the system, which can be fully recycled, thereby improving the overall efficiency of the system; at the same time, the temperature of the fuel reforming unit can be more easily controlled independently by installing separate fuel chambers and heating chambers in the fuel reformer, thereby reducing the coupling of the system. Degree.

【技术实现步骤摘要】
一种高效固体氧化物燃料电池系统
本专利技术涉及燃料电池领域，特别是一种高效固体氧化物燃料电池系统。
技术介绍
目前，固体氧化物燃料电池(简称SOFC)是一种工作在600～800℃的绿色、高效能量转换装置，通过电化学反应能够直接将碳氢化合物中的化学能转化为电能，没有燃烧与机械传动，因而具有安静、清洁、高效等优点，被誉为21世纪最具前景的绿色发电技术之一。平板式SOFC因具有高能比、易组装等优点而成为SOFC技术应用的主流。SOFC较高的工作温度为其带来了燃料广泛适应性、高品位尾气热能等优点，可使用天然气、煤气、沼气、生物质等燃料，并且可与涡轮机(GT)等部件形成混合发电系统或热电联供系统，系统效率可达80％以上。然而，高温也带来了极具挑战的控制问题。影响系统工作性能及寿命的约束条件主要有：电池片的最大温度梯度、电池片的最大工作温度、燃烧室温度、重整器温度以及电堆入口气体温差。其中电池片的最大温度梯度、最大工作温度和重整器温度是影响电池片性能及寿命的主要原因，而燃烧室温度过高能够导致BOP系统材料老化，缩减系统寿命。独立SOFC系统应该包括SOFC电堆单元、空气供给单元、燃料供给单元、尾本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高效固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，包括原料供给单元、燃料重整单元、燃料换热器、电堆单元、尾气燃烧室、空气换热器和冷却单元；所述原料供给单元通过管道经所述燃料重整单元与所述燃料换热器连接，所述燃料换热器的燃料输出端与所述电堆单元的阳极输入端通过管道连接，所述燃料换热器的空气输出端与所述电堆单元的阴极输入端通过管道连接；所述电堆单元的阳极输出端与所述尾气燃烧室的第一输入端通过管道连接，所述电堆单元的阴极输出端和所述原料供给单元的空气输出端均与所述尾气燃烧室的第二输入端通过管道连接；所述空气换热器的空气输入端与所述原料供给单元的空气输出端通过管道连接，且所述空气换热器的空气输出端与所述...

【技术特征摘要】
1.一种高效固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，包括原料供给单元、燃料重整单元、燃料换热器、电堆单元、尾气燃烧室、空气换热器和冷却单元；所述原料供给单元通过管道经所述燃料重整单元与所述燃料换热器连接，所述燃料换热器的燃料输出端与所述电堆单元的阳极输入端通过管道连接，所述燃料换热器的空气输出端与所述电堆单元的阴极输入端通过管道连接；所述电堆单元的阳极输出端与所述尾气燃烧室的第一输入端通过管道连接，所述电堆单元的阴极输出端和所述原料供给单元的空气输出端均与所述尾气燃烧室的第二输入端通过管道连接；所述空气换热器的空气输入端与所述原料供给单元的空气输出端通过管道连接，且所述空气换热器的空气输出端与所述燃料换热器的空气输入端通过管道连接，所述空气换热器的尾气输入端与所述尾气燃烧室的输出端通过管道连接，且所述空气换热器的尾气输出端与所述冷却单元通过管道连接。2.根据权利要求1所述的高效固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述燃料重整单元包括燃料预热器和燃料重整器；所述燃料重整器包括相互独立的燃料室和供热室，所述燃料室的输入端与所述燃料预热器的燃料输出端通过管道连接，且所述燃料室的输出端与所述燃料换热器的燃料输入端通过管道连接，所述原料供给单元中天然气和空气的输出端与所述供热室的输入端通过管道连接，且所述供热室的输出端与所述燃料预热器的供热输入端通过管道连接；所述燃料室用于供所述电堆单元所需的燃料发生反应，所述供热室用于为所述燃料室的反应提供热量和调整热量；所述原料供给单元中天然气和水的输出端与所述燃料预热器的燃料输入端通过管道连接，所述燃料预热器的供热输出端与所述冷却单元通过管道连接。3.根据权利要求2所述的高效固体氧化物燃料电池系统，其特征在于，所述原料供给单元包括：第一鼓风机、合成器瓶...

【专利技术属性】
技术研发人员：李曦，赵东琦，吴肖龙，许元武，薛滔，陈孟婷，仲小博，蒋建华，邓忠华，
申请(专利权)人：华中科技大学鄂州工业技术研究院，华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42