电堆堆塔和电堆塔模块制造技术

本发明专利技术涉及燃料电池技术领域，公开一种电堆堆塔和电堆塔模块。电堆堆塔包括燃料进气总管、燃料出气总管和多个在高度方向堆叠设置的燃料电池，每个燃料电池包括阴极进气通道、阴极出气通道、阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道，其中，多个燃料电池电路串联；多个燃料电池的阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道分别并联于所述燃料进气总管和所述燃料出气总管；所述阳极燃料进气通道、所述阳极燃料出气通道、所述燃料进气总管和所述燃料出气总管与所述电路串联电绝缘。该电堆堆塔能够最大程度上保证电堆堆塔供气均匀性，最大限度的提升电堆堆塔的开路电压，减少电堆堆塔内耗，易于并网发电。

【技术实现步骤摘要】
电堆堆塔和电堆塔模块
本专利技术涉及燃料电池
，具体地，涉及一种电堆堆塔和一种电堆塔模块。
技术介绍
现有技术公开了一种空气开放式固体氧化物燃料电池(SOFC)电堆集成的发电系统模块。该系统模块总体采用圆筒形布置，堆塔之间利用隔热块隔开。该系统模块中集成了圆柱形的阴极和阳极换热器，结构紧凑。启动燃烧器外置，即启动燃烧器布置于模块外部，成为独立的设备。该系统模块空气与燃气分别从模块顶端和低端的中心进入模块，沿布置于模块中心和外圈的换热器通道换热后流入电堆热区，流过热区后又经过集气结构返回换热器通道排出。因电堆本身采取空气开放设计，热区内不存在空气管路。空气由圆筒外侧流向圆筒内测。但是，该发电系统模块存在一些不足，例如，电并联使得系统模块的输出电压较低，在定功率条件下，系统模块内耗较大，且不利于并网发电。另外，由于燃烧过程火焰温度较高，启动燃烧器向外部环境的散热相对较大，这降低了启动过程的热利用率，可能会降低系统升温速率。此外，该发电系统模块的供气结构复杂，其采用多层金属板夹层扩散焊工艺，加工出供气体流通的气道，并且气道采用中心发散式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电堆堆塔，其特征在于，包括燃料进气总管(5)、燃料出气总管(6)和多个在高度方向堆叠设置的燃料电池，每个燃料电池包括阴极进气通道、阴极出气通道、阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道，其中，/n多个燃料电池电路串联；/n多个燃料电池的阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道分别并联于所述燃料进气总管(5)和所述燃料出气总管(6)；/n所述阳极燃料进气通道、所述阳极燃料出气通道、所述燃料进气总管(5)和所述燃料出气总管(6)与所述电路串联电绝缘。/n

【技术特征摘要】
1.一种电堆堆塔，其特征在于，包括燃料进气总管(5)、燃料出气总管(6)和多个在高度方向堆叠设置的燃料电池，每个燃料电池包括阴极进气通道、阴极出气通道、阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道，其中，
多个燃料电池电路串联；
多个燃料电池的阳极燃料进气通道和阳极燃料出气通道分别并联于所述燃料进气总管(5)和所述燃料出气总管(6)；
所述阳极燃料进气通道、所述阳极燃料出气通道、所述燃料进气总管(5)和所述燃料出气总管(6)与所述电路串联电绝缘。


2.根据权利要求1所述的电堆堆塔，其特征在于，每个燃料电池包括布气板(2)和设置在所述布气板(2)上的电堆(1)，上方燃料电池的所述布气板(2)设置在下方燃料电池的所述电堆(1)上；
每个燃料电池中，所述电堆(1)包括阴极进气口(48)和阴极出气口(49)以及阳极进气口(50)和阳极出气口(51)，所述布气板(2)包括阳极燃料进气通道(3)和阳极燃料出气通道(4)，所述阳极燃料进气通道(3)和所述阳极燃料出气通道(4)分别与所述阳极进气口(50)和阳极出气口(51)连通，所述阳极燃料进气通道(3)和所述阳极燃料出气通道(4)与所述电堆(1)电绝缘；
多个所述布气板(2)的所述阳极燃料进气通道(3)和所述阳极燃料出气通道(4)分别并联于燃料进气总管(5)和燃料出气总管(6)；
多个所述电堆(1)电路串联。


3.根据权利要求2所述的电堆堆塔，其特征在于，每个所述布气板(2)包括与所述阳极燃料进气通道(3)连通的燃料进气管段(7)和与所述阳极燃料出气通道(4)连通的燃料出气管段(8)，其中，
多个所述燃料进气管段(7)通过中间进气连接管段(9)依次连接以形成在高度方向上延伸的燃料进气总管(5)；
多个所述燃料出气管段(8)通过中间出气连接管段(10)依次连接以形成在高度方向上延伸的燃料出气总管(6)。


4.根据权利要求3所述的电堆堆塔，其特征在于，每个所述布气板(2)包括连通的燃料进气管段安装孔和延伸的燃料进气支管安装槽，所述燃料进气管段(7)设置在所述燃料进气管段安装孔中，所述燃料进气支管安装槽中设置有燃料进气支管(11)以形成所述阳极燃料进气通道(3)；
每个所述布气板(2)包括连通的燃料出气管段安装孔和延伸的燃料出气支管安装槽，所述燃料出气管段(8)设置在所述燃料出气管段安装孔中，所述燃料出气支管安装槽中设置有燃料出气支管(12)以形成所述阳极燃料出气通道(4)。


5.根据权利要求4所述的电堆堆塔，其特征在于，每个燃料电池中，所述布气板(2)上覆盖有盖板(13)，所述盖板(13)覆盖所述燃料进气支管(11)和所述燃料出气支管(12)，所述电堆(1)设置在所述盖板(13)上，所述燃料进气支管(11)和所述燃料出气支管(12)通过所述盖板(13)对应的孔与所述电堆(1)的所述阳极进气口(50)和所述阳极出气口(51)连通。


6.根据权利要求4所述的电堆堆塔，其特征在于，所述布气板(2)为导电体；
每个燃料电池中，所述布气板(2)和所述电堆(1)电连接；
上方燃料电池的所述布气板(2)和下方燃料电池的所述电堆(1)直接接触；
所述燃料进气管段(7)、所述燃料进气支管(11)、所述燃料出气管段(8)和所述燃料出气支管(12)与所述布气板(2)电绝缘。


7.根据权利要求3所述的电堆堆塔，其特征在于，所述中间进气连接管段(9)和所述中间出气连接管段(10)的至少一部分为柔性管段(44)。


8.根据权利要求3所述的电堆堆塔，其特征在于，每个所述布气板(2)的所述燃料进气管段(7)和所述燃料出气管段(8)相对于布气板的中心对称布置；
和/或，
每个所述布气板(2)的板面上形成有减重槽(14)。


9.根据权利要求2所述的电堆堆塔，其特征在于，每个燃料电池中，所述阴极进气口(48)和所述阴极出气口(49)形成在所述电堆(1)的底面上；
所述布气板(2)朝向所述电堆(1)的表面上具有形成阴极进气通道的阴极进气槽(15)和形成阴极出气通道的阴极出气槽(16)；
其中，所述阴极进气槽(15)和所述阴极出气槽(16)分别与所述阴极进气口(48)和所述阴极出气口(49)连通。


10.根据权利要求9所述的电堆堆塔，其特征在于，所述电堆堆塔包括以下至少一种形式：
形式一：所述阴极进气槽(15)和所述阴极出气槽(16)分别布置在所述布气板(2)的中心的两侧；
形式二：所述阴极进气槽(15)和所述阴极出气槽(16)的一端延伸到所述布气板(1)的侧面以形成开口槽；
形式三：所述阴极进气口(48)和所述阴极出气口(49)在所述布气板上的垂直投影分别位于所述阴极进气槽(15)和所述阴极出气槽(16)内。


11.根据权利要求2所述的电堆堆塔，其特征在于，每个燃料电池中，所述布气板(2)和所述电堆(1)之间设置有绝缘衬垫(52)；
上方的燃料电池的所述布气板(2)和下方的燃料电池的所述电堆(1)之间设置有绝缘垫板(53)；
每个所述布气板(2)上形成有具有定位孔(18)的定位接耳(19)，每个所述电堆(1)的上端和下端分别形成有具有定位孔(18)的定位接耳(19)，所述布气板(2)的定位接耳(19)、上方的所述电堆(1)下端的定位接耳(19)、以及下方的所述电堆(1)上端的定位接耳(19)通过穿过所述定位孔(18)的紧固件(54)连接，其中，
所述紧固件(54)和所述布气板(2)的定位接耳(19)的定位孔(18)电绝缘，上方的所述电堆(1)下端的定位接耳(19)通过所述紧固件(54)和下方的所述电堆(1)上端的定位接耳(19)电连接。


12.一种电堆塔模块，其特征在于，包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王翰林，周卫华，许明，郑海波，李初福，靳现林，刘智恩，
申请(专利权)人：国家能源投资集团有限责任公司，北京低碳清洁能源研究院，神华新能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：北京;11