[发明专利]一种固体氧化物燃料电池堆阵列及其发电系统

说明书

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。

技术领域

本发明涉及一种固体氧化物燃料电池(Solid oxide fuel cell，SOFC)发电系统中电池堆的阵列结构及其发电系统。

背景技术

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell，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。本发明在专利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。通过本发明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。

发明内容

本发明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，从而克服背景技术中所采用的加压方法可能带来的电池堆不稳定的弊端。

本发明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。

本发明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。