[發明專利]一種固體氧化物燃料電池發電系統的熱區結構

有效

• 申請號: 201611254566.2
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN106784924B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 彭軍;趙青;王蔚國;牛金奇;陳濤;何長榮
• 申請（專利權）人: 寧波索福人能源技術有限公司
• 主分類號: H01M8/04014
• 分類號: H01M8/04014;H01M8/04044
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛

1.一種固體氧化物燃料電池發電系統的熱區結構，包括外殼、電池堆陣列、燃燒器、重整器、氣化預熱器和底板，其特征在于：所述外殼為底部開口的筒狀結構，底板對合于外殼的底部，電池堆陣列位于外殼內，電池堆陣列外圍布設有用于電池堆陽極氣體進出的通氣管路，重整器位于電池堆陣列的中央，燃燒器位于底板的中部、重整器的下方，氣化預熱器位于重整器的上方，外殼上設有上排煙管、下排煙管和陰極空氣進氣口，外殼的壁面具有用于煙氣和陰極空氣換熱的三層夾層腔體，其中上排煙管與外殼夾層內腔相通，下排煙管與外殼夾層中腔相通，陰極空氣進氣口與外殼夾層外腔相通，外殼夾層外腔與外殼夾層內腔通過外管路相通，外殼夾層內腔的下部有孔與熱區內部相通，熱區啟動升溫時，燃燒器產生的煙氣直接通過電池堆陣列的陰極孔道給電池堆陣列升溫，再穿過外殼夾層內腔經過上排煙管排放；

所述外殼的上方設有煙氣連接管路，煙氣連接管路的一端與電池堆陣列的燃燒腔相連通，另一端與外殼夾層中腔相連通；系統穩態運行時，從外殼夾層外腔進入的陰極空氣經過外管路進入外殼夾層內腔，再通過外殼夾層內腔下部的孔進入電池堆陣列外圍，并穿過電池堆陰極通氣孔，進入電池堆陣列內側的燃燒腔，在燃燒腔中與電池堆陣列發電后產生的陽極尾氣混合燃燒，產生的煙氣通過排煙連接管路進入外殼夾層中腔，與經過外殼夾層外腔及內腔的陰極空氣換熱后，從下排煙管排放。

2.根據權利要求1所述的熱區結構，其特征在于：所述氣化預熱器上設有供天然氣和水進入的重整進料口，重整器的底部設有重整尾氣出口，重整尾氣出口通過重整尾氣布氣管與電池堆陣列的陽極相連接。

3.根據權利要求2所述的熱區結構，其特征在于：所述電池堆陣列外圍的通氣管路包括用于給電池堆分配重整尾氣的陽極氣體布氣主管、陽極氣體布氣支管以及用于收集電池堆陣列發電后產生的陽極尾氣的陽極尾氣收集支管和陽極尾氣收集主管，上述管路通過布氣法蘭與電池堆陣列的陽極相連接，并通過底板的通氣法蘭與底板相連接，其中陽極氣體布氣主管與重整尾氣布氣管相連通，重整尾氣通過重整尾氣布氣管進入陽極氣體布氣主管中，并通過與陽極氣體布氣主管相連的陽極氣體布氣支管進入電池堆陣列中的各個電池堆中。

4.根據權利要求3所述的熱區結構，其特征在于：所述重整尾氣布氣管設置在底板內部或底板的下面。

5.根據權利要求3所述的熱區結構，其特征在于：所述燃燒器上設有天然氣入口、空氣入口以及與陽極尾氣收集主管相連通的陽極尾氣入口，電池堆陣列發電后產生的陽極尾氣通過陽極尾氣收集支管、陽極尾氣收集主管進入燃燒器中燃燒。

6.根據權利要求1至5任一權利要求所述的熱區結構，其特征在于：所述電池堆陣列采用多個電池堆疊加而成，其形狀為豎直疊放式的或者層狀盤式，電池堆陣列外圍設有用于將電池堆陣列所發的電進行導出的導電桿。

7.根據權利要求1至5任一權利要求所述的熱區結構，其特征在于：所述電池堆陣列外圍的通氣管路采用不銹鋼硬管或耐高溫波紋管，或者是不銹鋼硬管與耐高溫波紋管的組合。

8.根據權利要求1至5任一權利要求所述的熱區結構，其特征在于：所述重整器為列管式或蜂窩整體式。

9.根據權利要求1至5任一權利要求所述的熱區結構，其特征在于：所述氣化預熱器為列管形式或盤管形式。