用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统技术方案

本发明专利技术涉及一种用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统，其能够根据用户需要而容易地更换和安装一些组成部件，同时容易地制造组合式热电联产系统的组成部件和容易地检查其性能。用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统包括燃料电池发电模块、废热回收模块和辅助热源模块。燃料电池发电模块包括发电模块壳体和安装在发电模块壳体中的燃料电池发电部分，其通过氢和氧的电化学反应来产生电力。废热回收模块包括废热回收模块壳体和安装在废热回收模块壳体中且连接到燃料电池发电部分上的废热回收部分，其回收燃料电池发电部分所产生的废热。辅助热源模块包括辅助热源模块壳体和安装在辅助热源模块壳体中且连接到废热回收部分上的辅助热源部分，其向从废热回收部分所供应的含有废热的材料提供热源。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统，其回收发电过程中 所产生的废热以将该废热供应给热水或供热循环水，并且更具体地涉及一种用于燃料电池 的模块型组合式热电联产系统，其能够根据用户需要而容易地更换和安装一些组成部件， 同时容易制造组合式热电联产系统的组成部件且容易检查其性能。
技术介绍
燃料电池是产生电力的设备，其通过氢的氧化反应和氧的还原反应来产生电能。 燃料电池分为多种类型，如聚合物电解质膜燃料电池和直接甲醇燃料电池。聚合物电解质膜燃料电池作为一种使用具有氢离子交换特性的聚合物膜的燃料 蓄电池(battery)，通过借助于包含燃料和氧气的空气引发电化学反应而产生电能。聚合物 电解质燃料电池具有快速起动能力，且可小型化，籍此聚合物电解质燃料电池应用于固定 的组合式热电联产装备领域。用于使用聚合物电解质燃料电池的燃料蓄电池的组合式热电联产系统具有以下 示意性结构。换言之，作为组成部件，用于燃料电池的组合式热电联产系统大体包括用于产 生电能的燃料电池发电设备和用于通过回收废热来将燃料电池发电设备所产生的废热供 应给需要热量的场所的废热回收设备。然而，相关技术中的用于燃料电池的组合式热电联产系统包括执行不同功能的多 个构件，使得由于在执行不同功能的构件之间的相互干扰而难以检查系统的性能。还难以 找出系统的制造缺陷，并延误了检查系统性能的时间，使得相关技术中的用于燃料电池的 组合式热电联产系统不适于批量生产。相关技术中的用于燃料电池的组合式热电联产系统由于标准化生产而可能并非 安装在用户所期望的安装空间内。相关技术中的用于燃料电池的组合式热电联产具有安装 空间方面的限制，在其中，产品不能安装在用户所期望的各种安装空间内。此外，在相关技 术中的用于燃料电池的组合式热电联产系统中，在需要的电力消耗总量和热水和供热用水 消耗量超过产品性能时的情况下，便应购买新产品，或应采用新产品来替代旧产品。公开内容技术问题本专利技术旨在处理相关技术的上述问题。本专利技术的一个目的在于提供一种用于燃料 电池的模块型组合式热电联产系统，其进行了改进，以便将各个组成部件简化成各种模块， 并且组成部件的组装和连接变得更为方便。本专利技术的另一个目的在于提供一种用于燃料电池的组合式热电联产系统，其可具 有根据诸如电力消耗总量及热水和供热用水消耗量的使用情况的优化的系统规格。技术解决方案根据本专利技术的示例性实施例，一种用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统包括燃料电池发电模块、废热回收模块和辅助热源模块。燃料电池发电模块包括发电模块壳体和安装在发电模块壳体中的燃料电池发电部分，其通过氢和氧的电化学反应来产生电力。废热回收模块包括废热回收模块壳体和安装在废热回收模块壳体中且连接到燃料电池 发电部分上的废热回收部分，其回收由燃料电池发电部分所产生的废热。辅助热源模块包 括辅助热源模块壳体和安装在辅助热源模块壳体中且连接到废热回收部分上的辅助热源 部分，其向从废热回收部分所供应的含有废热的材料提供热源。在用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统中，燃料电池发电部分和废热回收 部分，以及废热回收部分和辅助热源部分分别通过管路彼此连接。连接到燃料电池发电部分上的至少一个发电管路连接件形成在发电模块壳体中， 连接到废热回收部分上的至少一个废热回收连接件形成在废热回收模块壳体中，以及连接 到辅助热源部分上的至少一个辅助热源连接件形成在辅助热源模块壳体中。该至少一个发 电管路连接件、该至少一个废热回收连接件和该至少一个辅助热源连接件通过管路彼此对 应地、可拆卸地相互连接。燃料电池发电部分包括通过氢和氧的电化学反应产生电力的燃料电池组；通过 重整发电燃料来将该发电燃料供应给燃料电池组的重整器；将氧气供应给燃料电池组的空 气供应装置；将燃料电池组所产生的直流(DC)电转换成交流(AC)电的电力转换器；以及 通过回收由燃料电池组或重整器所产生的废热来使废热冷却的冷却装置。该至少一个发电管路连接件包括连接到重整器上的第一发电燃料入口，发电燃 料经进入该第一发电燃料入口中；连接到冷却装置上的第一废热回收入口，用于冷却的含 有废热的材料经引导进入该第一废热回收入口中；连接到冷却装置上的第一废热回收出 口，含有废热的材料经由该第一废热回收出口排出；以及第一废气出口，由重整器所产生的 废气经由该第一废气出口排出。废热回收部分包括储存从燃料电池发电部分所回收的废 热的储热罐(tank)；将储存在储热罐中的含有废热的材料供应给燃料电池发电部分且使 该含有废热的材料循环的循环泵；以及空气冷却式散热器，其与循环泵相联使得含有废热 的材料降低到预定温度。该至少一个废热回收连接件包括第二发电燃料入口，发电燃料经由其引入；第 一供水入口，作为含有废热的材料的水经由其引入储热罐中；第二废热回收入口，含有废热 的材料经由其供应给燃料电池发电部分；第二废热回收出口，含有废热的材料经由其从燃 料电池发电部分回收；以及第一辅助热源入口，含有废热的材料经由其供应给辅助热源部 分。辅助热源部分包括辅助热交换器，其与从废热回收部分所供应的含有废热的材 料进行热交换；以及辅助燃烧器，其通过产生热量来向辅助热交换器提供热源。辅助热源连接件包括连接到辅助燃烧器上的第三发电燃料入口，发电燃料经由 其引入；以及第二辅助热源入口，从废热回收部分所供应的含有废热的材料经由其引入。发电管路连接件、废热回收连接件以及辅助热源连接件构成第一结构，而管路的 端部则构成与第一结构相接合的第二结构。第一结构和第二结构由固定部件形成一体地连 接。第一结构和第二结构中的一者包括在其中具有管路连接通路的第一本体部分、连 接到第一本体部分上且沿第一本体部分的径向方向向外凸出的第一法兰部分，以及从第一 法兰部分沿管路连接通路的纵向方向进一步凸出的插入部分。第一结构和第二结构中的另一者包括在其中具有管路连接通路的第二本体部分、连接到第二本体部分上且用于插入部分进行插入的收容部分，以及第二法兰部分，其与第一法兰部分相接触，同时沿第二本体部 分的径向方向向外凸出。固定部件包括支承部分，以及从支承部分延伸成彼此相对且沿相同方向弯曲的一 对分支部分。第一法兰部分和第二法兰部分配合于其中的切开式凹槽分别形成在该一对分 支部分中。条形凹槽形成在插入部分的外周中，而密封部件则配合在该凹槽中。有利效果根据本专利技术的示例性实施例，一种用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统通 过将各个组成部件制成标准化模块，且将该模块相互组装和相互连接而安装。因此，相比于 相关技术，在根据本专利技术示例性实施例的用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统中， 组成部件可批量生产，且可对于各个模块检查产品，并且改善了性能检查的效率。尽管电力 消耗总量及热水和供热用水消耗量由于周围环境条件而增加或减少，但可容易地对于各个 模块更换和安装产品，并且根据本专利技术示例性实施例的用于燃料电池的模块型组合式热电 联产系统可具有不同于初始产品设计的优化的系统规格。附图说明图1为根据本专利技术示例性实施例的用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统 的透视图。图2为示出安装在图1中所示的用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统中的 各模块内的组成部件的分解透视图。图3为示出在图1中所示的用于燃本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于燃料电池的模块型组合式热电联产系统，包括：包括发电模块壳体和安装在所述发电模块壳体中的燃料电池发电部分的燃料电池发电模块，其通过氢和氧的电化学反应来产生电力；包括废热回收模块壳体和安装在所述废热回收模块壳体中且连接到所述燃料电池发电部分上的废热回收部分的废热回收模块，其回收所述燃料电池发电部分所产生的废热；以及包括辅助热源模块壳体和安装在所述辅助热源模块壳体中且连接到所述废热回收部分上的辅助热源部分的辅助热源模块，其向从所述废热回收部分所供应的含有废热的材料提供热源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：金淏硕，洪炳善，辛美男，
申请(专利权)人：燃料电池能量公司，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]