燃料电池发电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统包括：配气箱，包括相互分隔的用于容置气体的多个配气气腔；和多个电堆堆塔(200)，围绕布置于所述配气箱的周侧并包括竖向堆叠的上电堆(210)、布气板(220)和下电堆(230)；配气箱与环绕的多个电堆堆塔组合，阳极燃气、阴极进气、阳极尾气和阴极尾气集中在配气箱内，阳极燃气和阴极进气由中心向外传递辐射，并逐步扩散入上电堆和下电堆。配气箱结构设计可以减少管路，使结构紧凑，同时起到换热作用，保证多个上电堆和多个下电堆之间布气的均匀性，使得各电堆均匀布气，减少电堆损伤，提高燃料利用率，保证发电系统的稳定运行。保证发电系统的稳定运行。保证发电系统的稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
燃料电池发电系统


[0001]本专利技术属于燃料电池发电
，具体地，涉及一种燃料电池发电系统。

技术介绍

[0002]固体氧化物燃料电池是将燃料气体反应的化学能转换成电能的电化学发电装置。其高效、清洁以及可就近应用的优点使其成为非常具有潜力的新能源发电装置。大功率燃料电池系统的集成需要将多个固体氧化物燃料电池堆串联或者并联形成一个大电池组，然后通过管路将反应气体输送至每个电堆中进行化学反应从而发电。其中气体分布的均匀性会影响电堆的一致性。如果输送至某个电堆的气体不足，则会引起电堆发电功率下降，长时间运行会造成电堆损坏；如果输送至电堆气体流量过大，会造成系统燃料利用率低，成本较高。因此气体的均匀分布是燃料电池集成系统中的关注重点之一。

技术实现思路

[0003]针对现有技术的上述缺陷或不足，本专利技术提供了一种燃料电池发电系统，该燃料电池发电系统，气体均匀传输至每个电堆堆塔，使得各电堆均匀布气，减少电堆损伤，提高燃料利用率，保证发电系统的稳定运行。
[0004]为实现上述目的，根据本专利技术的燃料电池发电系统，所述燃料电池发电系统包括：
[0005]配气箱，包括相互分隔的用于容置气体的多个配气气腔；和
[0006]多个电堆堆塔，围绕布置于所述配气箱的周侧并包括竖向堆叠的上电堆、布气板和下电堆；
[0007]其中，多个所述配气气腔中至少包括与所述布气板相连通的阳极燃气腔、阳极尾气腔、阴极进气腔以及阴极尾气腔，使得多个所述上电堆和多个所述下电堆能够同步导入和排出气体。<br/>[0008]在一些实施例中，所述配气箱包括用于形成所述配气气腔的多个配气单元，所述配气单元包括：
[0009]箱壳体，围绕限定出所述配气气腔；
[0010]多个配气支管，一端间隔布置于所述箱壳体的周壁面上，另一端与布气板相连通；
[0011]配气总管，竖向延伸布置于所述箱壳体的端面上。
[0012]在一些实施例中，多个所述箱壳体同轴设置并内外嵌套布置。
[0013]在一些实施例中，多个所述箱壳体中至少包括由外向内布置的第一箱壳体、第二箱壳体、第三箱壳体和第四箱壳体，所述第四箱壳体的内壁围绕限定出所述阳极燃气腔，所述第三箱壳体的内壁与所述第四箱壳体的外壁共同围绕限定出所述阳极尾气腔，所述第二箱壳体的内壁与所述第三箱壳体的外壁共同围绕限定出所述阴极进气腔，所述第一箱壳体的内壁与所述第二箱壳体的外壁共同围绕限定出所述阴极尾气腔。
[0014]在一些实施例中，在同一配气单元内，多个所述配气支管的长度相同且排布在同一平面内；和/或，所述配气支管包括连接于所述箱壳体上的支管近端，相邻所述支管近端
的间距相同。
[0015]在一些实施例中，所述配气单元还包括：
[0016]多个导流筋，竖向延伸布置于所述箱壳体的内部，用以分散所述配气气腔内的气体；和
[0017]导流罩，位于所述配气总管内并罩扣所述配气总管；
[0018]其中，所述导流罩上形成有周向间隔布置的用于连通所述配气总管和所述配气气腔的多个导流孔。
[0019]在一些实施例中，所述配气箱为绝缘耐高温结构件。
[0020]在一些实施例中，所述箱壳体和所述布气板分别与所述配气支管焊接固定。
[0021]在一些实施例中，所述上电堆和所述下电堆均单电堆并包括竖向堆叠的多个电池片、位于所述电池片顶部的上保护板以及位于所述电池片底部的下保护板，所述上保护板和所述下保护板上均伸出有取电支耳。
[0022]在一些实施例中，所述燃料电池发电系统还包括能够导电的取电连接组件，所述取电连接组件包括：
[0023]取电连接板，形成有用于容置所述取电支耳的支耳容置槽；和
[0024]固定件，所述取电支耳插装于所述支耳容置槽内并与所述取电连接板电性连接，所述固定件穿连所述取电连接板和所述取电支耳；
[0025]其中，在同一所述电堆堆塔中，所述下电堆的顶部的所述取电连接板与所述上电堆的底部的所述取电连接板之间通过堆间连接板连接，以使得所述上电堆与所述下电堆串联连接。
[0026]在一些实施例中，所述燃料电池发电系统还包括用于输出所述电堆堆塔的电能的取电支杆，所述取电支杆包括取电上支杆和取电下支杆，所述取电上支杆从位于所述上电堆顶部的所述取电连接板上伸出，所述取电下支杆从位于所述下电堆底部的所述取电连接板上伸出。
[0027]在一些实施例中，所述堆间连接板与所述取电连接板为一体结构件。
[0028]在一些实施例中，所述取电连接板为U形件并包括朝向所述取电支耳布置的支耳朝向面以及背向所述取电支耳布置的支耳背向面，所述支耳朝向面围绕限定出所述支耳容置槽，所述取电支耳与所述支耳朝向面之间设置有耐高温导电胶，所述支耳背向面与所述堆间连接板上均设置有绝缘涂层。
[0029]在本专利技术的燃料电池发电系统，采用配气箱与环绕的多个电堆堆塔的组合方式，其中阳极燃气、阴极进气、阳极尾气和阴极尾气均集中在配气箱内，并布置于多个电堆堆塔的中心，阳极燃气和阴极进气由中心向外传递辐射，并逐步扩散入上电堆和下电堆。保证多个上电堆和多个下电堆之间布气的均匀性，使得各电堆均匀布气，减少电堆损伤，提高燃料利用率，保证发电系统的稳定运行。减少管路，使结构紧凑，同时高温尾气与低温反应气体可以通过气箱壳体进行热量交换，降低高温尾气温度，提高反应气体温度，增加集成结构的热利用率。
[0030]本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
[0031]附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：
[0032]图1为根据本专利技术的具体实施方式的燃料电池发电系统的立体结构示意图；
[0033]图2为图1的局部结构图，展示了配气箱；
[0034]图3为图2的局部结构图，展示了第一箱壳体；
[0035]图4为图2的局部结构图，展示了第二箱壳体；
[0036]图5为图2的局部结构图，展示了第三箱壳体；
[0037]图6为图2的局部结构图，展示了第四箱壳体；
[0038]图7为图6的局部内部结构图，展示了导流筋、导流罩和导流孔；
[0039]图8为图6的不同视角下的内部结构图，展示了导流筋、导流罩和导流孔；
[0040]图9为图1的局部结构图，展示了电堆堆塔；
[0041]图10为图9的不同视角下的结构图，展示了电堆堆塔；
[0042]图11为图9的局部结构图，展示了取电连接组件的一种结构；
[0043]图12为图11的不同视角下的结构图，展示了取电连接组件的一种结构；
[0044]图13为图9的局部结构图，展示了取电连接组件的另一种结构；
[0045]图14为图13的不同视角下的结构图，展示了取电连接组件的另一种结构；
[0046]图15为图9的不同视角下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.燃料电池发电系统，其特征在于，所述燃料电池发电系统包括：配气箱，包括相互分隔的用于容置气体的多个配气气腔；和多个电堆堆塔(200)，围绕布置于所述配气箱的周侧并包括竖向堆叠的上电堆(210)、布气板(220)和下电堆(230)；其中，多个所述配气气腔中至少包括与所述布气板(220)相连通的阳极燃气腔、阳极尾气腔、阴极进气腔以及阴极尾气腔，使得多个所述上电堆(210)和多个所述下电堆(230)能够同步导入和排出气体。2.根据权利要求1所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述配气箱包括用于形成所述配气气腔的多个配气单元(100)，所述配气单元(100)包括：箱壳体(110)，围绕限定出所述配气气腔；多个配气支管(120)，一端间隔布置于所述箱壳体(110)的周壁面上，另一端与布气板(220)相连通；和配气总管(130)，竖向延伸布置于所述箱壳体(110)的端面上。3.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，多个所述箱壳体(110)同轴设置并内外嵌套布置。4.根据权利要求3所述的燃料电池发电系统，其特征在于，多个所述箱壳体(110)中至少包括由外向内布置的第一箱壳体(1110)、第二箱壳体(1120)、第三箱壳体(1130)和第四箱壳体(1140)，所述第四箱壳体(1140)的内壁围绕限定出所述阳极燃气腔，所述第三箱壳体(1130)的内壁与所述第四箱壳体(1140)的外壁共同围绕限定出所述阳极尾气腔，所述第二箱壳体(1120)的内壁与所述第三箱壳体(1130)的外壁共同围绕限定出所述阴极进气腔，所述第一箱壳体(1110)的内壁与所述第二箱壳体(1120)的外壁共同围绕限定出所述阴极尾气腔。5.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，在同一配气单元(100)内，多个所述配气支管(120)的长度相同且排布在同一平面内；和/或，所述配气支管(120)包括连接于所述箱壳体(110)上的支管近端(1210)，相邻所述支管近端(1210)的间距相同。6.根据权利要求2所述的燃料电池发电系统，其特征在于，所述配气单元(100)还包括：多个导流筋(8)，竖向延伸布置于所述箱壳体(110)的内部，用以分散所述配气气腔内的气体；和导流罩(9)，位于所述配气总管(130)内并罩扣所述配气总管(130)；其中，所述导流罩(9)上形成有周向间隔布置的用于连通所述配气总管(130)和所述配气气腔的多个导流孔(10)。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：王燕超，闫鑫，喻荣，巩玉栋，张颖，杨霞，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：