一种固体氧化物燃料电池堆阵列及其发电系统技术方案

一种固体氧化物燃料电池堆阵列及其发电系统，其包括支撑体和电池堆组，支撑体呈层状结构，至少包括有上托盘和下托盘，电池堆组由下托盘承载，电池堆组的上面放置上托盘，电池堆组包括有多个电池堆，电池堆呈横卧状，电池堆之间设置了紧固件，其特征在于另有支撑柱设置在上托盘和下托盘之间构成了支撑体，电池堆左右两侧紧固件分别设置成活动块和固定块，支撑柱上有螺丝孔，施力螺杆通过螺丝孔与支撑柱结合在一起，并使施力螺杆的里端抵触在各自活动块外表面上，通过旋转施力螺杆来调节其自身行程，从而使活动块侧面对邻近的电池堆产生压力，使电池堆组被加压紧固。该结构方便实施，稳定有效。

Solid oxide fuel cell stack array and power generation system thereof

Array and power generation system for solid oxide fuel cell stack, which comprises a support body and a battery stack support body is a layered structure, including at least a tray and a lower tray, the stack is carried by the group under the tray above the stack group is placed on the tray, the stack group comprises a plurality of battery pack, battery a pile of procumbent, the fastener set stack, which is characterized in that the supporting column is arranged between the upper and lower tray tray form the supporting body, left and right sides of the stack of fasteners are arranged into a movable block and a fixed block, a screw hole on the support column, the force of screw through screw holes and a supporting column together, and make the force in the conflict in their respective end screw on the outer surface of the movable block, to adjust its stroke by rotating the screw force, so that the pressure generated by the movable block side adjacent to the cell stack The battery pack is pressurized and tightened. The structure is easy to implement and stable and effective.

【技术实现步骤摘要】
一种固体氧化物燃料电池堆阵列及其发电系统
本专利技术涉及一种固体氧化物燃料电池(Solidoxidefuelcell，SOFC)发电系统中电池堆的阵列结构及其发电系统。
技术介绍
固体氧化物燃料电池(SolidOxideFuelCell，SOFC)发电系统能将燃料中的化学能直接转化为电能，燃料包括天然气、液化气、合成气、沼气、氢气等，该发电过程高效、清洁，是一种很有前途的发电方式。SOFC发电系统可以模块化集成，用于构建大型的分布式发电站，现有的天然气管网能提供发电所需的天然气，发出来的电可就近供应供楼宇、社区、厂房等的用电，还能够向国家电网输电，因此，SOFC发电系统是一种具有广阔商业前景的发电模式。SOFC发电系统的核心部件就是电池堆阵列，电池堆阵列由多个电池堆按照一定的分布形态所组成，是将燃料中的化学能转化为电能的发电场所。电池堆需要一定的加压紧固结构才能稳定的工作。在美国专利US7659022B2和US2012/0178003A1中，电池堆阵列的加压方法采用普通的上下叠加法，即电池堆竖直摆放，上下叠放，用螺杆上下加压紧固。当单列电池堆数量增加时，此种加压方法易导致电池堆倾斜不稳，影响加压紧固，这是此种方法最大的弊端。专利201310212920.5公开了一种固体氧化物燃料电池发电系统中的电池堆阵列的组织形式，该种固体氧化物燃料电池发电系统中的电堆阵列，包括支撑体与电堆组，其特征是：所述的支撑体呈层状结构，包括一层或两层以上的支撑单元；每层支撑单元支撑至少一个电堆组；每个电堆组由数个单电堆组成，每个单电堆呈横卧状；所述的单电堆之间设置紧固件；该专利提出将电池堆横卧放置，采用层状盘式结构组织电池堆阵列。该方案指明了要在单个电池堆之间设置紧固件，但并没有进一步具体细化紧固件如何设置。而且该专利申请的装置在实践中使用表明，要电池堆之间稳固连接，需要紧固件很好配合设置，造成安装上尺寸要求比较高，定位安装实施起来有一定难度，电池堆之间存在安装不稳固缺陷，从而造成电池堆之间密封导电不稳定失效等等，凡此种种还可以进一步改进设计。本专利技术在专利201310212920.5的基础上，细化并提出了在层状盘式电池堆阵列中电池堆加压的新结构。通过本专利技术提供的方法和和结构，电池堆能被有效的加压，克服了美国专利US7659022B2和US2012/0178003A1所采用的加压方法可能带来的电池堆不稳定的弊端，整个加压结构稳定可靠。
技术实现思路
本专利技术所要解决的首要技术问题是针对上述的技术现状而提供一种结构合理、容易实施和操作的固体氧化物燃料电池堆阵列，它使电池堆能方便地被加压并可以适当调节加压压力，使电池堆之间连接稳固可靠，从而克服
技术介绍
中所采用的加压方法可能带来的电池堆不稳定的弊端。本专利技术所要解决的另一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种采用上述加压结构的固体氧化物燃料电池发电系统。本专利技术解决上述首要技术问题所采用的技术方案为：一种固体氧化物燃料电池堆阵列，其包括支撑体和电池堆组，支撑体呈层状结构，至少包括有上托盘和下托盘，电池堆组由下托盘承载，电池堆组的上面放置上托盘，电池堆组包括有多个电池堆，电池堆呈横卧状，电池堆之间设置了紧固件，其特征在于另有支撑柱设置在上托盘和下托盘之间构成了支撑体，电池堆左右两侧紧固件分别设置成活动块和固定块，支撑柱上有螺丝孔，施力螺杆通过螺丝孔与支撑柱结合在一起，并使施力螺杆的里端抵触在各自活动块外表面上，通过旋转施力螺杆来调节其自身行程，从而使活动块侧面对邻近的电池堆产生压力，使电池堆组被加压紧固。优选，相邻所述电池堆的中间设置活动块，相邻电池堆的两侧分别设置固定块，使电池堆依次排列形成层状环形分布。作为改进，所述支撑体具有多层结构条件下，相邻的上层支撑体下托盘和下层支撑体上托盘是共用一块固定板。优选，所述支撑体具有多层结构条件下，每层各个电池堆侧面布置的活动块、固定块及施力螺杆在纵向排列成直线分布。优选，所述活动块呈楔形或梯形，至少一侧面是斜面分布的。优选，所述固定块呈楔形或梯形，至少一侧面是斜面分布的。作为优选，所述活动块和固定块水平截面是呈现等腰梯形。作为改进，所述上托盘和下托盘对应于活动块位置成型有凸出环周的外凸固定部，外凸固定部开有卡口，对应地，支撑柱的上端和下端成型出配合卡脚。再改进，所述活动块外表面开有供施力螺杆的里端抵触定位的定位孔，内衬耐热陶瓷垫片。作为改进，所述固定块侧面设置有阳极气体进气孔和阳极废气收集孔，分别与电池堆的阳极气体孔、阳极废气孔密封连通，固定块的表面设置有阳极气体进孔和阳极废气出孔，分别和固定块侧面的阳极气体进气孔和阳极废气收集孔连通，固定块纵向设置有定位孔，与上托盘的定位销配合定位固定。进一步改进，所述固定块外围设置有与固定块上的阳极气体进孔和阳极废气出孔分别密封相通的通气管路，通气管路包括通气法兰和通气主管道，通气法兰开有阳极气体通气孔和阳极废气通气孔，而通气主管道纵向地分布在通气法兰的两侧，分别为阳极气体主管道和阳极废气收集主管道，阳极气体管路和阳极废气管路横向地分布在通气法兰的两侧，这样使固定块上的阳极气体进孔通过通气法兰上的阳极气体通气孔、阳极气体管路和阳极气体主管道密封连通，而固定块上的阳极废气出孔通过通气法兰上的阳极废气通气孔、阳极废气管路和阳极废气收集主管道密封连通。进一步改进，所述固定块与电池堆之间设置有密封导电结构，密封导电结构包括密封组件和导电片，密封组件包括两个密封垫片层和一层支撑层，一层支撑层设置在两个密封垫片层之间，密封垫片层呈现与固定块和电池堆侧面形状配合的环形，在固定块和电池堆之间孔道连通处设置有内凸的凸缘部位，凸缘部位开设对应贯通孔，对应地，支撑层采用金属密封圈绕着贯通孔，并衬在两个密封垫片层的凸缘部位之间，导电片是能变形的导电片，导电片厚度要大于密封组件厚度，置于密封组件内侧空间内分别抵触固定块和电池堆侧面，实现电导通。优选，所述导电板采用泡沫金属片。本专利技术解决上述另一个技术问题所采用的技术方案为：一种固体氧化物燃料电池发电系统，包括电池堆阵列，其特征是：采用上述任何一项所述的电池堆阵列。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)改进了电池堆的加压，使电池堆左右两侧受到均匀的加压，每个电池堆的受力都是通过活动快的加压而实现，因此电池堆两侧的整个面都受力，通过调节施力螺杆，使每个电池堆的受压都均匀，并可以调节受压压力大小，在此种加压结构中，电池堆阵列更加稳定、有效。(2)此加压结构便于电池堆阵列的集成。用此加压结构制作电池堆阵列能够叠加，组成多层电池堆阵列结构，便于SOFC系统的大规模集成。(3)电池堆侧面施加压力后，固定块不动，此时密封导电结构开始受力：首先泡沫金属导电片开始受力被压缩，保持导电板、固定块、电池堆之间的良好接触；其次中间层金属密封环随着压力的增大嵌入左右两层垫片层内，根据电池堆孔周围的平整度，自行调节金属密封环各点的嵌入深度，使左右两层垫片层保持与固定块和电池堆被密封面紧密贴合，实现阳极气体的密封，故实现了固定块和电池堆之间的良好而稳定的密封与导电。(4)采用通气管路和固定块内管道进行配合，实现给电池堆供给阳极气体和收集阳极废气，方便集中阳极气体配给，容易维护管路和检修，使结构紧凑集中。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体氧化物燃料电池堆阵列，其包括支撑体和电池堆组，支撑体呈层状结构，至少包括有上托盘和下托盘，电池堆组由下托盘承载，电池堆组的上面放置上托盘，电池堆组包括有多个电池堆，电池堆呈横卧状，电池堆之间设置了紧固件，其特征在于另有支撑柱设置在上托盘和下托盘之间构成了支撑体，电池堆左右两侧紧固件分别设置成活动块和固定块，支撑柱上有螺丝孔，施力螺杆通过螺丝孔与支撑柱结合在一起，并使施力螺杆的里端抵触在各自活动块外表面上，通过旋转施力螺杆来调节其自身行程，从而使活动块侧面对邻近的电池堆产生压力，使电池堆组被加压紧固。

【技术特征摘要】
1.一种固体氧化物燃料电池堆阵列，其包括支撑体和电池堆组，支撑体呈层状结构，至少包括有上托盘和下托盘，电池堆组由下托盘承载，电池堆组的上面放置上托盘，电池堆组包括有多个电池堆，电池堆呈横卧状，电池堆之间设置了紧固件，其特征在于另有支撑柱设置在上托盘和下托盘之间构成了支撑体，电池堆左右两侧紧固件分别设置成活动块和固定块，支撑柱上有螺丝孔，施力螺杆通过螺丝孔与支撑柱结合在一起，并使施力螺杆的里端抵触在各自活动块外表面上，通过旋转施力螺杆来调节其自身行程，从而使活动块侧面对邻近的电池堆产生压力，使电池堆组被加压紧固。2.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述相邻电池堆的中间设置活动块，相邻电池堆的两侧分别设置固定块，使电池堆依次排列形成层状环形分布。3.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述支撑体具有多层结构条件下，相邻的上层支撑体下托盘和下层支撑体上托盘是共用一块固定板。4.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述支撑体具有多层结构条件下，每层各个电池堆侧面布置的活动块、固定块及施力螺杆在纵向排列成直线分布。5.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述活动块呈楔形或梯形，至少一侧面是斜面分布的。6.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述固定块呈楔形或梯形，至少一侧面是斜面分布的。7.根据权利要求5或者6所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述活动块和固定块水平截面是呈现等腰梯形。8.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述上托盘和下托盘对应于活动块位置成型有凸出环周的外凸固定部，外凸固定部开有卡口，对应地，支撑柱的上端和下端成型出配合卡脚。9.根据权利要求1所述的固体氧化物燃料电池堆阵列，其特征在于所述活动块外表面开有供施力螺杆的里端抵触定位的定位孔，内衬耐热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王蔚国，彭军，陈涛，何长荣，牛金奇，赵青，
申请(专利权)人：宁波索福人能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33