[实用新型]一种固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置

说明书

本实用新型公开了一种固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置，所述装置由固体氧化物燃料电池堆、涡轮增压器、分离器和热管换热器组成；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氧化剂经过涡轮增压器增压后再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氢气和反应生成的水蒸气喷出后，进入涡轮增压器中，将动能传给涡轮增压器，同时将热能传给与涡轮增压器贴合的热管换热器，再经由分离器分离，分离出的氢气经过热管换热器加热后再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应。本实用新型固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置能够有效提高整个燃料电池堆的综合效率和能源利用率。

技术领域

本实用新型涉及一种固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置，属于燃料电池技术领域。

背景技术

固体氧化物燃料电池是一种将燃料中的化学能通过化学反应后直接获得电能的电池。该类电池若使用氢气作为燃料，在整个能量转换过程中，没有任何污染，最终的产物是电和水。另外，固体氧化物燃料电池不受卡诺循环的限制，其单机转换效率可达到60％左右，若使用热电联产等组合，综合效率可达到90％以上。由于固体氧化物燃料电池不需要贵金属作为催化剂，越来越受到广泛的关注。

目前国内固体氧化物燃料电池堆发电系统已完成相关的示范项目。但这些示范项目仅仅完成高温固体氧化物燃料电池堆发电系统的运行示范，关于能源综合利用的相关示范项目和研究报道还很少见。因此一种能够实现能源高效利用的固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置的开发很有必要。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置，该装置能够有效提高整个燃料电池堆的综合效率和能源利用率。

实用新型内容：为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术手段为：

一种固体氧化物燃料电池堆的燃料供给装置，所述装置由固体氧化物燃料电池堆、涡轮增压器、分离器和热管换热器组成；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氧化剂经过涡轮增压器增压后再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氢气和反应生成的水蒸气喷出后，进入涡轮增压器中，将动能传给涡轮增压器，同时将热能传给与涡轮增压器贴合的热管换热器，再经由分离器分离，分离出的氢气经过热管换热器加热后再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应。

其中，所述固体氧化物燃料电池堆包括电池堆体以及设置在电池堆体上的空气出口、空气进口、燃料出口和燃料进口；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氧化剂通过空气出口进入涡轮增压器中，经涡轮增压器增压后通过空气进口再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应；固体氧化物燃料电池堆中未参与反应的氢气和反应生成的水蒸气通过燃料出口进入涡轮增压器中，再经由分离器分离，分离出的氢气经过热管换热器加热后通过燃料进口再次进入固体氧化物燃料电池堆中进行反应。

其中，所述涡轮增压器包括同轴转动的主涡轮叶片和从涡轮叶片，所述主涡轮叶片和从涡轮叶片通过连接轴传动连接。

其中，所述热管换热器由冷凝区、蒸发区以及连接冷凝区和蒸发区的热管组成。

其中，所述冷凝区和蒸发区采用多个热管连接，热管的蒸发段安装在蒸发区内，热管的冷凝段安装在冷凝区内。

其中，所述冷凝区的水平高度高于蒸发区，所述热管与水平面的夹角大于10度，便于冷凝区的冷凝液回流至蒸发区。

其中，涡轮增压器(的主涡轮箱体)与热管换热器的蒸发区紧密贴合(也可以主涡轮箱体与蒸发区采用导热胶紧密贴合)，主涡轮箱体、蒸发区、冷凝区和热管均采用导热性良好的材料制成。

相比于现有技术，本实用新型技术方案具有的有益效果为：