一种热回收装置以及SOFC系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种热回收装置以及SOFC系统，该热回收装置包括：一中空结构体，在该中空结构体内分布有若干片状半导体热电片，每相邻两个所述半导体热电片与所述中空结构体的侧壁构成一个封闭的夹层间隙；每相邻两个所述夹层间隙构成一个换热单元；该两个夹层间隙用于分别导入接受能量的流体和给予能量的流体。本实用新型专利技术提供的SOFC系统,通过将换热装置安装在SOFC系统的空气预热槽和燃料预热槽上，以SOFC系统的尾气为给予能量的流体、以SOFC系统的空气输入和燃料输入均为接受能量的流体，实现了有效将尾气余热回收。同时,根据由输入气体与尾气余热的温度差,实现了热

【技术实现步骤摘要】
一种热回收装置以及SOFC系统


[0001]本技术涉及能源
，尤其涉及一种热回收装置以及含有该装置的SOFC系统。

技术介绍

[0002]2021年12月,财政部办公厅近日印发通知，就《关于印发<绿色数据中心政府采购需求标准(试行)>的通知(征求意见稿)》向社会公开征求意见，其中拟规定，优先采购使用氢能源、液冷、分布式供电、模块化机房等高效系统设计方案，实现节能、节水、节地、节材和环境保护的数据中心。2021年初，我国科学技术部正式发布《关于对“十四五”国家重点研发计划“氢能技术”等18个重点专项2021年度项目申报指南征求意见的通知》。主要围绕氢能绿色制取与规模转存体系等技术方向，燃料电池水电解制氢电堆关键材料制备技术等19个指南任务之外，在“新能源汽车”重点专项也有两条是关于氢燃料电池汽车的，分别是鼓励固体氧化物燃料电池和70MPa 储氢罐技术开发。针对不同燃料场景需求的车用燃料电池发电系统，研究 SOFC(Solid oxide fuel cells)固体氧化物燃料电池关键部件、电堆、系统设计及集成技术。开发一致性长寿命电堆组装技术，形成批量制造能力等。主要是看中SOFC的高转换效率(45％以上)、热效率的利用(热电联产)，以及工业制程上，可燃尾气回收转换电力的发展潜力。一般SOFC系统运转所需温度约在600
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800摄氏度，其释放的尾气温度也比较高，如何有效利用该尾气来稳定燃料电池系统的运作效能，就成为目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种热回收装置以及含有所述热回收装置的SOFC系统。
[0004]一种热回收装置，包括：一中空结构体，在该中空结构体内分布有若干片状半导体热电片，每相邻两个所述半导体热电片与所述中空结构体的侧壁构成一个封闭的夹层间隙；每相邻两个所述夹层间隙构成一个换热单元；该两个夹层间隙用于分别导入接受能量的流体和给予能量的流体；
[0005]所述接受能量的流体和给予能量的流体流通方向相互垂直；
[0006]在该中空结构体的上下两面分别设置有供接受能量的流体穿过的接受壳体；在该中空结构体的前后两侧分别设置有供给予能量的流体穿过的给予壳体；
[0007]所述接受壳体与给予壳体分别与一个换热单元的两个的夹层间隙分别对应连通；
[0008]在接受壳体上设置有供接受能量的流体进入与流出的接口；
[0009]在给予壳体上设置有供给予能量的流体进入与流出的接口；
[0010]所述给予壳体和接受壳体采用不锈钢材料制成；其厚度为1.5mm。
[0011]进一步地，如上所述的热回收装置，所述接受壳体包括：上接受壳体和下接受壳体；所述上接受壳体和下接受壳体均由若干接受壳体单元构成；
[0012]每个接受壳体单元上设置有两个通孔，分别做为接受流体的入口与出口，该两个
通孔分别与间隔设置的夹层间隙连通；
[0013]在最右侧的接受壳体单元上还设置有接受流体入口接口；在最左侧接受壳体单元上还设置有接受流体出口接口；
[0014]所述给予壳体包括：前给予壳体和后给予壳体；所述前给予壳体和后给予壳体均由若干给予壳体单元构成；
[0015]每个给予壳体单元上设置有两个通孔，分别做为给予流体的入口与出口；该两个通孔分别与间隔设置的夹层间隙连通；在最左侧的给予壳体单元上还设置有给予流体入口接口；在最右侧的给予壳体单元上还设置有给予流体出口接口，用于流通给予能量的流体；
[0016]所述给予流体和接受流体分别在夹层间隙之间交错流通。
[0017]进一步地，如上所述的热回收装置，设，下接受壳体的接受壳体单元的数量为N，则上接受壳体的接受壳体单元数量为N+1；
[0018]上接受壳体的左端和右端分别突出设置，用于与另一中空结构体上设置的上接受壳体首尾相接。
[0019]进一步地，如上所述的热回收装置，所述上接受壳体的左端和右端分别突出设置的部分其长度为一个接受壳体单元的1/2。
[0020]进一步地，如上所述的热回收装置，所述给予壳体和接受壳体采用热传导性材料制成；其厚度为1.5mm。
[0021]进一步地，如上所述的热回收装置，所述中空结构体的长宽尺寸皆为 200mm；所述半导体热电片厚度为3mm；夹层间隙的间距2mm。
[0022]进一步地，如上所述的热回收装置，所述中空结构体以及其上下面设置的接受壳体与前后面设置的给予壳体共同构成一个换热模块；
[0023]所述换热模块采用同轴串接和或并排相连的方式构成换热系统。
[0024]一种SOFC系统，包括如上所述的热回收装置；所述SOFC系统的尾气为给予能量的流体；
[0025]SOFC系统的输入气体为接受能量的流体；所述输入气体包括空气和燃料气体；所述燃料气体包括电解产生的氢气；
[0026]根据由输入气体与尾气余热的温度差,可驱动半导体热电片输出电力,将 SOFC产生的水气进一步电解产生氢气作为SOFC系统的输入气体的一部分，从而实现热
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电
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产氢三元整合。
[0027]有益效果：
[0028]本技术提供的热回收装置，通过反复间格交错的夹层间隙用于分别导入接受能量的流体和给予能量的流体(接受/给予/接受/给予
……
)，并且使接受能量的流体和给予能量的流体在流通方向上使其相互垂直，从而大大提高了换热效率。
[0029]此外，通过接受壳体与给予壳体使得整个换热装置的换热效率进一步提高；更重要的是通过使接受壳体的左端和右端分别突出设置，使得本技术换热装置可以相互连接，从而扩大了换热面积，提高了换热效率。
[0030]本技术提供的SOFC系统，由于构成夹层间隙的半导体热电片由于输入一面接触接收能量的流体，一面接收给予能量的流体，从而使得半导体热电片产生温度差，该温度差可驱动半导体热电片输出电力,从而将SOFC产生的水气进一步电解产生氢气作为SOFC系
统的输入气体(燃料气体)的一部分；从而实现热
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电
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产氢三元整合。
[0031]本技术提供的SOFC系统,通过将热回收装置安装在SOFC系统的空气管线和氧气管线上，以SOFC系统的尾气为给予能量的流体、以SOFC系统输入的空气和燃料均为接受能量的流体，实现了有效将尾气余热回收，用于预热进入燃料电池堆的气体,从而降低2者间的温度落差，近而稳定了燃料电池系统的运作效能。同时,根据由输入气体与尾气余热的温度差,可驱动半导体热电片输出电力,将SOFC产生的水气进一步电解产生氢气燃料，以实现热
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产氢三元整合的热回收装置。此外，重组器(reformer)也需要一定温度才能发挥催化转化效果，因此直接利用尾气热源，除了可以提高系统总体的热电联供效率,降低SOFC 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热回收装置，其特征在于，包括：一中空结构体(1)，在该中空结构体(1)内分布有若干片状半导体热电片(11)，每相邻两个所述半导体热电片(11)与所述中空结构体(1)的侧壁构成一个封闭的夹层间隙(12)；每相邻两个所述夹层间隙(12)构成一个换热单元(2)；该两个夹层间隙(12)用于分别导入接受能量的流体和给予能量的流体；所述接受能量的流体和给予能量的流体流通方向相互垂直；在该中空结构体(1)的上下两面分别设置有供接受能量的流体穿过的接受壳体(3)；在该中空结构体(1)的前后两侧分别设置有供给予能量的流体穿过的给予壳体；所述接受壳体(3)与给予壳体分别与一个换热单元(2)的两个的夹层间隙(12)分别对应连通；在接受壳体(3)上设置有供接受能量的流体进入与流出的接口；在给予壳体上设置有供给予能量的流体进入与流出的接口；所述给予壳体和接受壳体(3)采用不锈钢材料制成；其厚度为1.5mm。2.根据权利要求1所述的热回收装置，其特征在于，所述接受壳体(3)包括：上接受壳体(31)和下接受壳体(32)；所述上接受壳体(31)和下接受壳体(32)均由若干接受壳体单元(301)构成；每个接受壳体单元(301)上设置有两个通孔，分别做为接受流体的入口与出口，该两个通孔分别与间隔设置的夹层间隙(12)连通；在最右侧的接受壳体单元(301)上还设置有接受流体入口接口(34)；在最左侧接受壳体单元(301)上还设置有接受流体出口接口(33)；所述给予壳体包括：前给予壳体和后给予壳体；所述前给予壳体和后给予壳体均由若干给予壳体单元构成；每个给予壳体单元上设置有两个通孔，分别做为给予流体的入口与出口；该两个通孔分别与间隔设置的夹层间隙(12)连通；在最左侧的给予壳体单元上还设置有给予流...

【专利技术属性】
技术研发人员：温良成，陈和生，
申请(专利权)人：东莞富瑟尔科技有限公司，
类型：新型
国别省市：