一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法，燃料电池模组和换热器一一对应，第一水泵与第一燃料电池模组、第一换热器串联形成冷却液回路，第二燃料电池模组和第二换热器形成第一支路，与第一燃料电池模组并联，串联至冷却液回路中，第三燃料电池模组和第三换热器形成第二支路，与第二燃料电池模组并联，串联至第一支路中，依次类推，第N燃料电池模组和第N换热器形成第N

【技术实现步骤摘要】
一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及发电站
，尤其涉及一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法。

技术介绍

[0002]随着我国国民经济的高速发展和人民生活水平的不断提高，我们对环境的改善需求也越来越迫切，传统的石油和煤炭对环境造成的危害与日俱增，新能源的替代迫在眉睫。氢能具有热值高、无污染和来源丰富的优点，被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源。从全球范围来看，世界主要发达国家从资源、环保等角度出发，都高度重视氢能技术和产业的发展氢能是最具发展前景的新能源之一，世界主要国家和能源企业加快氢能产业布局。
[0003]燃料电池发电站是燃料电池的一个重要应用方向，燃料电池发电站需要增加容量来满足大功率电力输出，发电站的功率一般都较大，如100MW，但是目前燃料电池系统的额定一般为100kW，使得燃料电池系统存在散热效率较低的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术的实施例提供了一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法。
[0005]本专利技术的实施例提供一种大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法，包括冷却液回路和散热回路；
[0006]所述冷却液回路包括第一水泵、N个燃料电池模组和N个换热器，N个燃料电池模组包括第一燃料电池模组...第N燃料电池模组，N个换热器包括第一换热器...第N换热器，N为自然数，且大于1，所述燃料电池模组和所述换热器一一对应，所述第一水泵与第一燃料电池模组、第一换热器串联形成冷却液回路，第二燃料电池模组和第二换热器形成第一支路，与所述第一燃料电池模组并联，串联至所述冷却液回路中，第三燃料电池模组和第三换热器形成第二支路，与所述第二燃料电池模组并联，串联至所述第一支路中，依次类推，第N燃料电池模组和第N换热器形成第N
‑
1支路，与第N
‑
1燃料电池模组并联，串联至所述第N
‑
2支路中；
[0007]所述散热回路包括第二水泵和散热设备，所述第二水泵、所述散热设备和N个所述换热器依次通过管道串联。
[0008]进一步地，各所述燃料电池模组包括多个并联的燃料电池单元，所述燃料电池单元包括依次通过分管道连接的流量计、比例阀和燃料电池模块，所述流量计位于所述燃料电池模块和所述第一水泵之间。
[0009]进一步地，所述分管道上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器位于所述比例阀和所述燃料电池模块之间，所述第一温度传感器用于测量冷却液进入所述燃料电池模块之前的温度。
[0010]进一步地，所述分管道上设有第二温度传感器，所述燃料电池模块位于所述比例
阀和所述第二温度传感器之间，所述第二温度传感器用于测量从所述燃料电池模块流出的冷却液的温度。
[0011]进一步地，所述燃料电池模块为单堆或多堆。
[0012]进一步地，所述冷却液回路上设有主压力传感器，所述主压力传感器位于所述第一水泵和所述燃料电池模组之间。
[0013]进一步地，所述第一支路...第N
‑
1支路上均设有分压力传感器，所述燃料电池模组位于所述分压力传感器和所述换热器之间。
[0014]进一步地，散热设备为散热器或冷却塔。
[0015]进一步地，所述换热器为板式换热器。
[0016]本专利技术的实施例还提供一种控制方法，利用上述大功率电站用燃料电池散热系统，包括以下步骤：
[0017]通过控制散热设备的冷却能力，调节各燃料电池模组中的各燃料电池模块的入口冷却液温度，使各燃料电池模块内的实际冷却液温度与目标入口冷却液温度之间的差值趋于0；
[0018]通过控制各燃料电池模块对应的比例阀的开度，调节进入各燃料电池模块的冷却液流量，进而调节目标出口冷却液温度，使冷却液从燃料电池模块流出后的温度与目标出口冷却液温度之间的差值趋于0；
[0019]通过各流量计的实际反馈流量与目标流量的偏差，进而识别各燃料电池模块运行的健康度。
[0020]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：每个燃料电池模组分别配有一个独立的换热器，每个换热器可分别对各燃料电池进行换热，提高换热效率，解决了大功率燃料电站的燃料电池系统散热问题，通过控制各比例阀的开度，可以解决所有燃料电池冷却液分配不均匀的问题，可以独立控制不同燃料电池模块的流量，使燃料电池系统性能更佳，且节约成本。
附图说明
[0021]图1是本专利技术提供的大功率电站用燃料电池散热系统及控制方法一实施例的结构示意图。
[0022]图中：冷却液回路100、第一水泵A1、主压力传感器P11、分压力传感器P1y、流量计Eiy、比例阀C
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iy、燃料电池模块PACKiy、第一温度传感器Tiy、第二温度传感器Tiy0、散热回路200、第二水泵A2、换热器By、散热设备C1。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。
[0024]请参见图1，本专利技术的实施例提供一种大功率电站用燃料电池散热系统，包括冷却液回路100和散热回路200。
[0025]所述冷却液回路100包括第一水泵A1、N个燃料电池模组和N个换热器By，N个燃料电池模组包括第一燃料电池模组...第N燃料电池模组，N个换热器By包括第一换热器B1...
第N换热器BN，N为自然数，且大于1(N为燃料电池模组的数量)，所述燃料电池模组和所述换热器By一一对应，所述第一水泵A1与第一燃料电池模组、第一换热器B1串联形成冷却液回路100，第二燃料电池模组和第二换热器B2形成第一支路，与所述第一燃料电池模组并联，串联至所述冷却液回路100中，第三燃料电池模组和第三换热器B3形成第二支路，与所述第二燃料电池模组并联，串联至所述第一支路中，依次类推，第N燃料电池模组和第N换热器BN形成第N
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1支路，与第N
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1燃料电池模组并联，串联至所述第N
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2支路中，本实施例中，所述换热器By为板式换热器。
[0026]燃料电池模组的数量至少为两个，不限于两个。各所述燃料电池模组包括多个并联的燃料电池单元，所述燃料电池单元包括依次通过分管道连接的流量计Eiy、比例阀C
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iy和燃料电池模块PACKiy(i为每个燃料电池模组中燃料电池单元的数量，y为燃料电池模组的数量)，所述流量计Eiy位于所述燃料电池模块PACKiy和所述第一水泵A1之间，所述燃料电池模块PACKiy为单堆或多堆。每个燃料电池模组内的燃料电池模块PACKiy的数量至少为两个，不限于两个。
[0027]所述冷却液回路100上设有主压力传感器P11，所述主压力传感器P11位于所述第一水泵A1和所述燃料电池模组之间，所述第一支路...第N
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1支路上均设有分压力传感器P1y，所述燃料电池模组位于所述分压力传感器P1y和所述换本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大功率电站用燃料电池散热系统，其特征在于，包括冷却液回路和散热回路；所述冷却液回路包括第一水泵、N个燃料电池模组和N个换热器，N个燃料电池模组包括第一燃料电池模组...第N燃料电池模组，N个换热器包括第一换热器...第N换热器，N为自然数，且大于1，所述燃料电池模组和所述换热器一一对应，所述第一水泵与第一燃料电池模组、第一换热器串联形成冷却液回路，第二燃料电池模组和第二换热器形成第一支路，与所述第一燃料电池模组并联，串联至所述冷却液回路中，第三燃料电池模组和第三换热器形成第二支路，与所述第二燃料电池模组并联，串联至所述第一支路中，依次类推，第N燃料电池模组和第N换热器形成第N
‑
1支路，与第N
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1燃料电池模组并联，串联至所述第N
‑
2支路中；所述散热回路包括第二水泵和散热设备，所述第二水泵、所述散热设备和N个所述换热器依次通过管道串联。2.如权利要求1所述的大功率电站用燃料电池散热系统，其特征在于，各所述燃料电池模组包括多个并联的燃料电池单元，所述燃料电池单元包括依次通过分管道连接的流量计、比例阀和燃料电池模块，所述流量计位于所述燃料电池模块和所述第一水泵之间。3.如权利要求2所述的大功率电站用燃料电池散热系统，其特征在于，所述分管道上设有第一温度传感器，所述第一温度传感器位于所述比例阀和所述燃料电池模块之间，所述第一温度传感器用于测量冷却液进入所述燃料电池模块之前的温度。4.如权利要求3所述的大功率电站用燃料电池散热系...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕登辉，郝义国，饶博，谢庄佑，
申请(专利权)人：黄冈格罗夫氢能汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：