CN219497851U - 具有固体氧化物燃料电池系统的容器式发电机组 - Google Patents

Abstract

提供了一种具有固体氧化物燃料电池系统的容器式发电机组。该发电机组被配置为设置有容器，该容器包括燃料电池室，该燃料电池室包括在第一位置处的电气控制室隔板和在与第一位置间隔开的第二位置处的燃料供应室隔板。燃料电池室界定燃料电池区域和在燃料电池区域上方的管路区域。该容器还包括在第一位置处与燃料电池室的第一端部相邻的电气控制室，以及在第二位置处与燃料电池室的第二端部相邻的燃料供应室。还提供了定位在燃料电池室中的多个固体氧化物燃料电池(SOFC)模组；定位在电气控制室中的电气控制系统；定位在燃料供应室中的燃料控制系统；和定位在管路区域中的管路系统。

Description

具有固体氧化物燃料电池系统的容器式发电机组

技术领域

本实用新型涉及但不限于发电机组，并且更具体地，涉及氢燃料驱动的发电机组。

背景技术

发电行业致力于减少碳排放并且日益依赖于可再生能源。氢燃料能源生产提供了高效、清洁且无污染的燃料来源。

固体氧化物燃料电池(SOFC)通过用固体氧化物或陶瓷电解质氧化燃料如氢气直接产生电力。SOFC提供了高的综合热和功率效率、长期稳定性、燃料灵活性、低排放和相对低的成本。

实用新型内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本实用新型提供了一种被配置为设置有容器的发电机组，该容器包括：燃料电池室，其包括在第一位置处的电气控制室隔板和在与第一位置间隔开的第二位置处的燃料供应室隔板，该燃料电池室界定燃料电池区域和在燃料电池区域上方的管路区域；电气控制室，其在第一位置处与燃料电池室的第一端部相邻；以及燃料供应室，其在第二位置处与燃料电池室的第二端部相邻。发电机组还包括：多个固体氧化物燃料电池(SOFC)模组，其定位在燃料电池室中；电气控制系统，其定位在电气控制室中；燃料控制系统，其定位在燃料供应室中；以及管路系统，其定位在管路区域中。

在一些实施方案中，容器包括多个检修门，每个检修门与SOFC模组中的一个对应地相关联，并且可以被单独控制以针对性地移除与其对应的发生故障的SOFC模组。

在一些实施方案中，发电机组还包括电动百叶，该电动百叶被定位在多个检修门中的每个检修门上，并且被配置为在关闭位置和打开位置之间可选择性地移动，当发电机组运行时电动百叶打开以提供气流；当发电机组不运行时电动百叶关闭以防止灰尘和水进入发电机组。

在一些实施方案中，发电机组还包括灭火系统，该灭火系统包括被构造成检测异常的传感器。

在一些实施方案中，当传感器检测到烟雾或异常温度时，灭火系统被启动。

在一些实施方案中，多个SOFC模组中的每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、进气支管、进燃料支管、排气支管和排放支管。该容器包括联接到燃料电池室的多个检修门，每个检修门与多个SOFC模组中的一个SOFC模组相关联，并且在禁止进入燃料电池室的关闭位置和提供进入燃料电池室的打开位置之间是可移动的。多个SOFC模组中的一个SOFC模组可以通过相关联的检修门被移除，而无需移除其余的多个SOFC模组。

在一些实施方案中，多个SOFC模组中的每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、进气支管、进燃料支管、排气支管和排放支管。多个SOFC模组包括第一SOFC模组和第二SOFC模组，第一SOFC模组被定位在多个SOFC模组的中间区段(middle section)中，并且第一SOFC模组的第一进燃料支管界定第一燃料横截面面积，并且第二SOFC模组朝向燃料电池室的第一端部和第二端部定位，并且第二SOFC模组的第二进燃料支管界定第二燃料横截面面积，并且第一燃料横截面面积大于第二燃料横截面面积。在一些实施方案中，第一燃料横截面面积与第二燃料横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。

在一些实施方案中，第一SOFC模组的第一进气支管界定第一气体横截面面积，并且第二SOFC模组朝向燃料电池室的第一端和第二端定位，并且第二SOFC模组的第二进气支管界定第二气体横截面面积，并且第一气体横截面面积大于第二气体横截面面积。在一些实施方案中，第一气体横截面面积与第二气体横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。

在一些实施方案中，管路系统包括：主进气管道，其联接到每个SOFC模组的进气支管；主进燃料管道，其联接到每个SOFC模组的进燃料支管；主排气管道，其联接到每个SOFC模组的排气支管；以及主排放管道，其联接到每个SOFC模组的排放支管。

在一些实施方案中，主进气管道包括气体供应管和气体分配管，气体供应管的第一端部联接到气体分配管的中间部分，并且气体供应管的第二端部联接到设置于燃料供应室中的气体供应设备，并且主进燃料管道包括燃料供应管和燃料分配管，燃料供应管的第一端部联接到燃料分配管的中间部分，并且燃料供应管的第二端部联接到设置于燃料供应室中的预留法兰接口。

在一些实施方案中，气体分配管的直径大于气体供应管的直径，并且其中燃料分配管的直径大于燃料供应管的直径。

在一些实施方案中，气体分配管与气体供应管的直径比在1.1:1和2:1之间，并且燃料分配管与燃料供应管的直径比在1.1:1和2:1之间。

在一些实施方案中，发电机组还包括多个通风风扇，多个通风风扇被定位在容器的顶部并且与燃料电池室流体连通。

在一些实施方案中，多个通风风扇中的一个或更多个通风风扇设置有防雨罩。

在一些实施方案中，发电机组还包括：母线，其定位在燃料电池室中并且电联接到每个SOFC模组；以及导线，其被布置成穿过电气控制室隔板以将母线联接到电气控制系统。在一些实施方案中，发电机组不包括母线，导线被布置成直接将每个SOFC模组电联接到电气控制系统。

在一些实施方案中，电气控制系统包括被构造成控制SOFC模组的操作和发电机组的功率输出的集成的控制中心、开关设备和DC/AC设备，并且燃料控制系统包括被构造成控制燃料到SOFC模组的流量的主燃料入口和控制阀。

在一些实施方案中，发电机组还包括：工作平台，其联接到容器的顶部；以及储能柜，其联接到容器的顶部。

在一些实施方案中，工作平台包括梯子，其在地面和工作平台之间提供通道(access)；以及栏杆，其围绕工作平台。

在一些实施方案中，工作平台被设置成邻近多个通风风扇，所述多个通风风扇被定位在容器的顶部并与燃料电池室流体连通。

在一些实施方案中，储能柜包括框架，框架将储能柜提升到多个通风风扇的上方。

在一些实施方案中，储能柜包括逆变器、电池管理系统(BMS)、变压器、断路器和多个电池。

本实用新型提供了一种发电机组容器，其被配置为容纳燃料电池，并且包括：燃料电池室，燃料电池室包括在第一位置处的电气控制室隔板和在第二位置处的燃料供应室隔板；燃料电池区域，其被界定在燃料电池室内；管路区域，其被界定在燃料电池室内的燃料电池区域上方；电气控制室，其与电气控制室隔板相邻；以及燃料供应室，其与燃料供应室隔板相邻。

在一些实施方案中，发电机组容器还包括多个检修门，每个检修门与多个SOFC模组安装位置中的一个对齐，并且可以被单独控制。

本实用新型还提供了一种发电机组容器，其至少部分地由容器框架界定，并且包括：容器框架；燃料电池室，其定位在容器框架内并且包括在第一端部处的电气控制室隔板和在第二端部处的燃料供应室隔板，燃料电池室被构造成容纳多个固体氧化物燃料电池(SOFC)模组；电气控制室，其定位在容器框架内燃料电池室的第一端部处，被构造成接收来自多个SOFC模组的电功率并且输出电功率，并容纳多种电气控制设备；以及燃料供应室，其定位在容器框架内燃料电池室的第二端部处，被构造成控制燃料到多个SOFC模组的流量。

该概述仅是说明性的并且不意图以任何方式进行限制。结合附图，在本文阐述的详细描述中，本文描述的装置或工艺的其他方面、发明特征和优点将变得明显，其中相同的附图标记指代相同的元件。

附图说明

附图用来提供对本实用新型技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型的技术方案，并不构成对本实用新型技术方案的限制。

图1是根据一些实施方案的容器式发电机组(containerized generator set)的透视图。

图2是根据一些实施方案的容器式发电机组的透视图，其中固体氧化物燃料电池(SOFC)模组通过检修门移除。

图3是根据一些实施方案的容器式发电机组的透视图，其中容器被透明地示出。

图4是根据一些实施方案的SOFC模组的透视图。

图5是根据一些实施方案的SOFC模组及管路总成的透视图。

图6是根据一些实施方案的容器式发电机组的进气系统的透视图。

图7是根据一些实施方案的主进气管道的透视图。

图8是根据一些实施方案的容器式发电机组的进燃料系统的透视图。

图9是根据一些实施方案的主进燃料管道的透视图。

图10是沿着图1的截面线10-10截取的容器式发电机组的剖视图。

图11是根据一些实施方案的容器式发电机组的燃料供应室的透视图。

图12是根据一些实施方案的容器式发电机组的电气控制室的透视图。

图13是根据一些实施方案的容器式发电机组的电气控制室和母线的透视图。

图14是根据一些实施方案的包括工作平台和储能柜的容器式发电机组的透视图。

图15是根据一些实施方案的包括工作平台和储能柜的容器式发电机组的前视图。

图16是根据一些实施方案的包括工作平台和储能柜的容器式发电机组的透视图，示出了储能柜的内部。

具体实施方式

以下是与用于具有固体氧化物燃料电池系统的容器式发电机组的方法、设备和系统相关的多种概念以及这些方法、设备和系统的实施方式的更详细描述。在转向详细地示出某些示例性实施方案的附图之前，应当理解，本文内容不限于描述中阐述的或附图中示出的细节或方法。还应当理解，本文使用的术语仅仅是为了描述的目的，并且不应该被认为是限制性的。

提供了一种发电机组，其包括位于标准运输容器(例如，如由ISO标准668定义的1A型容器)内的多个氢燃料电池和相关系统。本文描述的容器式发电机组兼顾了燃料电池的进气均匀性、模组化设计以及发电机组的维修便利性。

总体参考附图，本文公开的多种实施方案涉及用于设置在容器中的发电机组的系统、设备和方法。发电机组被布局成充分利用容器内的可用空间，并提供了便于操作和维修/维护的发电机组。

在一些实施方案中，提供了一种发电机组，该发电机组被配置为设置有容器。该容器包括：燃料电池室，其包括在第一位置处的电气控制室隔板和在与第一位置间隔开的第二位置处的燃料供应室隔板，该燃料电池室界定燃料电池区域和在燃料电池区域上方的管路区域；电气控制室，其在第一位置处与燃料电池室的第一端部相邻；以及燃料供应室，其在第二位置处与燃料电池室的第二端部相邻。发电机组包括：多个固体氧化物燃料电池(SOFC)模组，其定位在燃料电池室中；电气控制系统，其定位在电气控制室中；燃料控制系统，其定位在燃料供应室中；以及管路系统，其定位在管路区域中。

发电机组减少了客户现场组装所需的时间，并减少了支撑发电机组所需的空间(例如，容器是紧凑的)。容器可以是40英尺(12.192米)ISO容器(例如，由ISO标准668定义的1A型容器)。发电机组被布置成支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)模组。每个SOFC模组包括多个，例如三个，固体氧化物燃料电池(SOFC)。在一些实施方案中，容器包括多个检修门，其中每个检修门与多个SOFC模组中的一个SOFC模组对应地相关联，并且可单独控制以移除多个SOFC模组中的相应的发生故障的SOFC模组。

例如，在一些实施方案中，容器包括十一个检修门，每个检修门与一个SOFC模组相关联，允许通过相关联的检修门从容器中移除每个SOFC模组。该容器被分成容纳SOFC模组的燃料电池室、容纳电气控制系统的电气控制室和容纳燃料控制系统的燃料供应室。燃料电池室界定其中定位SOFC模组的燃料电池区域和燃料电池区域上方的管路区域。管路系统被定位在管路区域内，并且包括主进气管道、主进燃料管道、主排气管道和主排放管道。电气控制系统包括被构造成控制SOFC模组的操作和发电机组的功率输出的集成的控制中心、开关设备和DC/AC设备。燃料控制系统包括被构造成控制燃料到SOFC模组的流量的主燃料入口和控制阀。

如图1所示，发电机组20包括容器24。在一些实施方案中，容器24是如由ISO标准668定义的容器，例如1A型、1AA型、1AAA型、1AX型等。在一些实施方案中，容器24是40英尺ISO容器。在一些实施方案中，容器是限定不同尺寸的非ISO标准容器。容器24包括框架26、构造成支撑固体氧化物燃料电池(SOFC)模组30的燃料电池室28(参见图2)、构造成支撑电气控制系统34的电气控制室32(参见图3)、以及构造成支撑燃料控制系统38的燃料供应室36(参见图3)。

在一些实施方案中，容器24的燃料电池室28包括十一个检修门40。在一些实施方案中，燃料电池室28包括少于十一个或多于十一个检修门40。每个检修门40在禁止进入燃料电池室28内部的关闭位置和提供进入燃料电池室28内部的打开位置之间是可移动的。在一些实施方案中，检修门40通过电致动器、液压致动器或其他致动机构在打开位置和关闭位置之间致动。在一些实施方案中，检修门40可在打开位置和关闭位置之间手动移动。在一些实施方案中，每个检修门40可在打开位置和关闭位置之间单独操作。在一些实施方案中，检修门40都可以在打开位置和关闭位置之间一起操作。检修门40用垂直铰链安装到容器24，允许门相对于容器24在打开位置和关闭位置之间绕垂直轴线旋转。在一些实施方案中，检修门水平地铰接，或者相对于容器24滑动，或者可从容器完全移除，以提供关闭位置和打开位置。

在一些实施方案中，电动百叶被定位在多个检修门中的每个检修门上，并且被配置为在关闭位置和打开位置之间可选择性地移动，以向燃料电池室提供或隔绝气流。每个检修门40包括电动百叶44，其在关闭位置和打开位置之间可选择性地移动，以向燃料电池室28提供或隔绝气流。在一些实施方案中，检修门40中的至少一个包括电动百叶44。在一些实施方案中，检修门40中的至少一个包括电动百叶44，并且检修门40中的至少另一个缺少电动百叶44。在发电机组20的使用期间，电动百叶44被打开以向SOFC模组30提供气流。

在一些实施方案中，多个通风风扇被定位在容器的顶部并且与燃料电池室流体连通。在一些实施方案中，一个或更多个这样的风扇具有防雨罩。容器24还包括定位在容器24的顶部52并且与燃料电池室28流体连通的通风风扇48。每个通风风扇48都设置有防雨罩56，该防雨罩56阻止雨水进入容器24。在一些实施方案中，通风风扇48被紧固到容器24的顶部52。例如，通风风扇48可以与容器24分开运输，并且在运输之后现场组装至容器24。这允许容器24在运输到使用地点期间符合运输空间的ISO标准。

在至少一些实施方案中，提供了一种灭火系统，其包括构造成检测异常的传感器。当传感器检测到烟雾和/或异常温度作为所述异常时，灭火系统被启动。灭火系统57包括检测异常诸如烟雾或异常温度的传感器58。

如图2所示，检修门40可移动到打开位置中。每个检修门40与11个SOFC模组30中的一个对齐。每个SOFC模组30被安装在燃料电池室28内的模组支撑件60上，模组支撑件60可通过相关联的检修门40从燃料电池室28中移除。在一些实施方案中，容器24包括在燃料电池室28内的滑道，该滑道接收模组支撑件60。在一些实施方案中，滑道包括安装在容器24的底板上并且被设定尺寸以接收模组支撑件60的一部分的双槽钢(two channel steel)。移除单独的SOFC模组30的能力允许改善的维护便利性，同时最小量的干扰发电机组20的其他部件。

如图3所示，燃料电池室28包括在第一位置处的电气控制室隔板64和在与第一位置间隔开的第二位置处的燃料供应室隔板68。电气控制室隔板64将燃料供应室28和电气控制室32分开。燃料供应室隔板68将燃料供应室28和燃料供应室36分开。

燃料电池室28容纳SOFC模组30并且包括燃料电池区域72，该燃料电池区域72被设定尺寸以容纳SOFC模组30。燃料电池室28还包括定位在燃料电池区域72上方的管路区域76。管路区域76被设定尺寸以容纳管路系统80(参见图5)。在一些实施方案中，管路区域76通过隔板与燃料电池区域72分开。

在一些实施方案中，多个SOFC模组中的每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、排气支管、进气支管、进燃料支管和排放支管，容器包括联接到燃料电池室的多个检修门，每个检修门与多个SOFC模组中的一个SOFC模组相关联，并且在禁止进入燃料电池室的关闭位置和提供进入燃料电池室的打开位置之间是可移动的，并且多个SOFC模组中的一个SOFC模组可通过相关联的检修门移除，而无需移除其余的多个SOFC模组。在一些实施方案中，每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、进气支管、进燃料支管、排气支管和排放支管。在一些实施方案中，其中多个SOFC模组包括第一SOFC模组和第二SOFC模组，第一SOFC模组被定位在多个SOFC模组的中间区段中，并且第一SOFC模组的第一进燃料支管界定第一燃料横截面面积，并且第二SOFC模组朝向燃料电池室的第一端部和第二端部定位，并且第二SOFC模组的第二进燃料支管界定第二燃料横截面面积，并且第一燃料横截面面积大于第二燃料横截面面积。在一些实施方案中，第一燃料横截面面积与第二燃料横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。在一些实施方案中，第一SOFC模组的第一进气支管界定第一气体横截面面积，并且第二SOFC模组朝向燃料电池室的第一端和第二端定位，并且第二SOFC模组的第二进气支管界定第二气体横截面面积，并且第一气体横截面面积大于第二气体横截面面积。在一些实施方案中，第一气体横截面面积与第二气体横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。这些和其他方面在下文描述。

如图4所示，每个SOFC模组30包括模组支撑件60、三个固体氧化物燃料电池(SOFC)单元84、从SOFC单元84移除气体的排气支管88、向SOFC单元84提供新鲜空气的进气支管92、向SOFC单元84提供氢燃料的进燃料支管96和从SOFC单元84排放废水的排放支管100。在一些实施方案中，SOFC模组30包括多于三个或少于三个SOFC单元84。进气支管92界定进气支管直径。进燃料支管96界定进燃料支管直径。SOFC模组30在容器24的外部组装，允许高效和精确的组装。模组支撑件60包括将SOFC单元84提升到排放支管100上方的支腿(leg)，以提供有效的排水。

在一些实施方案中，第一横截面面积与第二横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。在一些实施方案中，管路系统包括：主进气管道，其联接到每个SOFC模组的进气支管；主进燃料管道，其联接到每个SOFC模组的进燃料支管；主排气管道，其联接到每个SOFC模组的排气支管；以及主排放管道，其联接到每个SOFC模组的排放支管。在一些实施方案中，主进气管道包括气体供应管和气体分配管，气体供应管的第一端部联接到气体分配管的中间部分，并且气体供应管的第二端部联接到设置于燃料供应室内的气体供应设备，并且主进燃料管道包括燃料供应管和燃料分配管，燃料供应管的第一端部联接到燃料分配管的中间部分，并且燃料供应管的第二端部联接到设置于燃料供应室的预留的法兰接口，并且通过预留的法兰接口进一步连接到设置于容器外的燃料供应设备。在一些实施方案中，预留的法兰接口是可以被预留用于使用的接口，例如作为用于连接到外部系统的连接点。在一些实施方案中，气体分配管的直径大于气体供应管的直径，并且燃料分配管的直径大于燃料供应管的直径。在一些实施方案中，气体供应设备包括空气过滤器、压缩机等。在一些实施方案中，燃料供应设备包括燃料储存罐、燃料生成装置等，例如储氢罐、氢气发生器。

如图5所示，管路系统80包括主进气管道，该主进气管道包括连接至气体分配管108的中间部分的气体供应管104。气体分配管108界定气体分配管直径，并且气体供应管界定气体供应管直径。气体分配管直径大于气体供应管直径(参见图6和图7)。在一些实施方案中，气体分配管直径与气体供应管直径的比为约1.5:1。在一些实施方案中，气体分配管直径为约225mm，并且气体供应管直径为约150mm。在一些实施方案中，气体分配管直径与气体供应管直径的比在大约1.1:1和2:1之间。在一些实施方案中，气体分配管与气体供应管的直径比在1.1:1和2:1之间，并且燃料分配管与燃料供应管的直径比在1.1:1和2:1之间。

气体分配管108连接至每个SOFC模组30的每个进气支管92。在一些实施方案中，SOFC模组30的进气支管92根据计算流体动力学(CFD)分析被针对性地调整，以确保每个SOFC单元84的均匀的入口流量。在一些实施方案中，定位在燃料电池室28的中央或中间区域中的SOFC模组30-5、30-6和30-7界定比其他SOFC模组30-1–30-4和30-8–30-11的进气支管直径更大的进气支管直径或横截面。在一些实施方案中，多于三个或少于三个SOFC模组30界定SOFC模组30的中间区域。在一些实施方案中，中间区域的进气支管直径为约120mm，并且其他SOFC模组30的进气支管直径为约100mm。在一些实施方案中，可以界定其他区域，并且可以调节或校准SOFC模组30的进气支管直径以实现均匀的流量。在一些实施方案中，每个SOFC模组30被调节或校准以提供均匀的进气流量。

管路系统80包括主进燃料管道，该主进燃料管道包括连接至燃料分配管116的中间部分的燃料供应管112。燃料分配管116界定燃料分配管直径，并且燃料供应管112界定燃料供应管直径。燃料分配管直径大于燃料供应管直径(参见图8和图9)。在一些实施方案中，燃料分配管直径与燃料供应管直径的比约为1.5:1。在一些实施方案中，燃料分配管直径为约225mm，并且燃料供应管直径为约150mm。在一些实施方案中，燃料分配管直径与燃料供应管直径的比在约1.1:1和2:1之间。燃料分配管116连接到每个SOFC模组30的每个进燃料支管96。在一些实施方案中，SOFC模组30的进燃料支管96被构造成提供每个SOFC单元84的均匀或基本上均匀的入口流量。特别是，可以根据计算流体动力学(CFD)分析来针对性地调整进燃料支管96，以确保每个SOFC单元84的均匀的入口流量。在一些实施方案中，定位在燃料电池室28的中央或中间区域中的SOFC模组30-5、30-6和30-7界定比其他SOFC模组30-1–30-4和30-8–30-11的进燃料支管直径更大的进燃料支管直径或横截面。在一些实施方案中，多于三个或少于三个SOFC模组30界定SOFC模组30的中间区域。在一些实施方案中，中间区域的进燃料支管直径为约120mm，并且其他SOFC模组30的进燃料支管直径为约100mm。在一些实施方案中，可以界定其他区域，并且可以调节或校准SOFC模组30的进燃料支管直径以实现均匀的流量。在一些实施方案中，每个SOFC模组30被调节或校准以提供均匀的进燃料流量。例如，控制可以由控制器实现，所述控制器诸如为一个或更多个SOFC模组30提供的可编程积分微分(PID)反馈控制器。

管路系统80包括主排气管道120，其联接到每个SOFC模组30的排气支管88。排气烟囱124连接到主排气管道120，以向后处理系统提供废气流或排出废气。管路系统80还包括联接到每个SOFC模组30的排放支管100的主排放管道128。

通过将排气支管88连接至主排气管道120、将进气支管92连接至气体分配管108、将进燃料支管96连接至燃料分配管116以及将排放支管100连接至主排放管道128，可以容易地将SOFC模组30安装在容器24中。

如图10所示，管路区域76垂直地布置在燃料电池室28的燃料电池区域72的上方。这允许管路系统80在管路区域76内规定路线(route)，而不干扰SOFC单元84在燃料电池区域76内的位置。也就是说，该路线使得管路系统80不阻碍或不干扰对任何SOFC单元84的访问。

如图11所示，燃料供应室隔板68将燃料供应室36与燃料电池室28隔开。燃料供应室36支撑燃料控制系统38，并且燃料控制系统38包括被构造成控制燃料到SOFC模组的流量的主燃料入口和控制阀。在一些实施方案中，预留的法兰接口136被设置在燃料供应室36中，以将设置在容器外部的燃料供应设备连接到燃料供应管道112。

如图12所示，电气控制室隔板64将电气控制室32与燃料电池室28隔开。电气控制室32支撑电气控制系统34，并且电气控制系统34包括被构造成控制SOFC模组30的操作和发电机组20的功率输出的集成的控制中心、开关设备和DC/AC设备。在电气控制室32的舱室端面上设置有通道门，操作者可以通过该通道门进入电气控制室。此外，电气控制室隔板64包括孔，所述孔被设定尺寸以穿过电缆，用于与定位在燃料电池室28内的SOFC模组30通信。

在一些实施方案中，母线被定位在燃料电池室内并且被电联接到每个SOFC模组；并且导线被布置成穿过电气控制室隔板以将母线联接到电气控制系统。此外，电气控制室隔板64包括孔。母线132被定位在燃料电池室28中并且被电联接到每个SOFC模组30。导线(例如电缆)被设置成穿过电气控制室隔板64，以将母线132联接到电气控制系统34。在一些实施方案中，母线被去除，并且每个SOFC模组30经由导线电联接到电气控制系统。

在一些实施方案中，提供了一种发电机组容器，其被配置为容纳燃料电池，所述发电机组容器包括：燃料电池室，其包括在第一位置处的电气控制室隔板和在第二位置处的燃料供应室隔板；燃料电池区域，其被界定在燃料电池室内；管路区域，其被界定在燃料电池室内的燃料电池区域上方；电气控制室，其与所述电气控制室隔板相邻；以及燃料供应室，其与燃料供应室隔板相邻。还提供了多个检修门，每个检修门与多个SOFC模组安装位置中的一个对齐，并且每个检修门被单独控制。发电机组容器可以在一些实施方案中构造，其中发电机组至少部分地由容器框架界定。发电机组容器包括：容器框架；燃料电池室，其定位在容器框架内并且包括在第一端部处的电气控制室隔板和在第二端部处的燃料供应室隔板，燃料电池室被构造成容纳多个固体氧化物燃料电池(SOFC)模组；电气控制室，其定位在容器框架内燃料电池室的第一端部处，所述电气控制室被构造成接收来自多个SOFC模组的电功率并且输出电功率，并容纳多种电气控制设备；以及燃料供应室，其定位在容器框架内燃料电池室的第二端部处，所述燃料供应室被构造成支撑控制燃料到多个SOFC模组流量的设备。

在一些实施方案中，如图14和图15所示，发电机组20包括联接到容器24的顶部52的工作平台140和联接到容器24的顶部52的储能柜148。

工作平台140可以安装在发电机组20上，并且包括用于从地面进入工作平台140的梯子144、围绕工作平台140的栏杆146。工作平台140被设置成邻近多个通风风扇48，多个通风风扇48被定位在容器24的顶部52并与燃料电池室28流体连通。工作平台140可以提供便利的检修平台。

储能柜148可以由框架156支撑或包括框架156，框架156将储能柜提升到通风风扇48的上方。储能柜148可以包括用于进入储能柜148的内部的门152。

如图16所示，储能柜148包括但不限于设置于其中的逆变器160、电池管理系统(BMS)164、变压器168、断路器172和多个电池176。电池176例如可以是锂离子电池或其他储能电池。储能柜148至少可以提供以下功能：为燃料电池模组30提供辅助启动，改善发电机组20的瞬态性能，短时间内扩充发电机组20的容量，储存清洁能源的能量(例如，来自太阳能、风能等)，提高发电机组20的可靠性(基于增加的辅助储能设备，例如锂离子电池)，进一步降低发电成本(例如，当负载需求相对低时可以仅启动电池176而无需启动发电机组20的燃料电池模组30)。

如本文所使用的，术语“大约(approximately)”、“约(about)”、“基本上”和类似术语意图具有与本文内容的主题相关的本领域普通技术人员的常用和公认用法相一致的广泛含义。阅读本文内容的本领域技术人员应该理解，这些术语意图允许描述所描述和要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因此，这些术语应该被解释为指示所描述和要求保护的主题的非实质性或不合理的修改或变更被认为是在如所附权利要求中叙述的内容的范围内。

应当注意，如本文用于描述多种实施方案的术语“示例性”及其变型意图表明这样的实施方案为可能实施方案的可能实例、表示或说明(并且这样的术语不意图暗示这样的实施方案必然是非同寻常的或最高级的实例)。

如本文使用的术语“联接”及其变型意指两个构件直接或间接彼此连接。这样的连接可以是固定的(例如，永久的或固定的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这样的连接可以通过两个构件直接彼此联接，两个构件使用一个或更多个单独的中间构件彼此联接，或者两个构件使用中间构件彼此联接来实现，该中间构件与两个构件中的一个构件一体地形成为单个整体。如果“联接”或其变型被另外的术语(例如，直接联接)所修饰，则上文提供的“联接”的一般定义被另外的术语的简单语言含义所修饰(例如，“直接联接”意指两个构件的连接而没有任何单独的中间构件)，导致比上文提供的“联接”的一般定义更窄的定义。这样的联接可以是机械的、电的或流体的。例如，电路A可通信地“联接”到电路B可以表示电路A与电路B直接通信(即，没有中介)或者与电路B间接通信(例如，通过一个或更多个中介)。

本文提及元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”)仅用于描述图中多种元件的方向。应当注意，根据其他示例性实施方案，多种元件的取向可以不同，并且这样的变化意图被本文内容所涵盖。

尽管附图和描述可以说明方法步骤的特定顺序，但是这样的步骤的顺序可以不同于所描绘和所描述的顺序，除非上文另有说明。此外，两个或更多个步骤可以同时或部分同时执行，除非上文有不同的说明。这样的变化可能取决于例如所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这样的变化都在本文内容的范围内。同样，所描述的方法的软件实现可以用标准编程技术来完成，该标准编程技术具有基于规则的逻辑和其他逻辑以完成多种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。

值得注意的是，如在多种示例性实施方案中所示的发电机组20的构造和布置仅是说明性的。此外，在一个实施方案中公开的任何元件可以并入或用于本文公开的任何其他实施方案。尽管上文仅描述了来自一种实施方案的可以并入另一种实施方案或用于另一种实施方案中的元件的一个实例，但是应该理解，多种实施方案的其他元件可以并入或用于本文公开的任何其他实施方案。

Claims (25)

1.一种被配置成设置有容器的发电机组，包括：

所述容器，其包括：

燃料电池室，其包括在第一位置处的电气控制室隔板和在与所述第一位置间隔开的第二位置处的燃料供应室隔板，所述燃料电池室界定燃料电池区域和在所述燃料电池区域上方的管路区域，

电气控制室，其在所述第一位置处与所述燃料电池室的第一端部相邻，和

燃料供应室，其在所述第二位置处与所述燃料电池室的第二端部相邻；

多个固体氧化物燃料电池SOFC模组，其定位在所述燃料电池室中；电气控制系统，其定位在所述电气控制室中；

燃料控制系统，其定位在所述燃料供应室中；以及

管路系统，其定位在所述管路区域中。

2.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述容器包括多个检修门，其中每个检修门与多个SOFC模组中的一个SOFC模组对应地相关联，并且能够被单独控制以移除所述多个SOFC模组中的相应的发生故障的SOFC模组。

3.根据权利要求2所述的被配置成设置有容器的发电机组，还包括电动百叶，所述电动百叶被定位在所述多个检修门中的每个检修门上，并且被配置为在关闭位置和打开位置之间可选择性地移动，当所述发电机组运行时所述电动百叶打开以提供气流；当所述发电机组不运行时所述电动百叶关闭以防止灰尘和水进入所述发电机组。

4.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，还包括灭火系统，所述灭火系统包括被构造成检测异常的传感器。

5.根据权利要求4所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中当所述传感器检测到烟雾或异常温度作为所述异常时，所述灭火系统被启动。

6.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，

其中多个SOFC模组中的每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、进气支管、进燃料支管、排气支管和排放支管，

其中所述容器包括联接到所述燃料电池室的多个检修门，每个检修门与所述多个SOFC模组中的一个SOFC模组相关联，并且在禁止进入所述燃料电池室的关闭位置和提供进入所述燃料电池室的打开位置之间是可移动的，并且

其中所述多个SOFC模组中的一个SOFC模组能够通过相关联的检修门被移除，而无需移除其余的多个SOFC模组。

7.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中多个SOFC模组中的每个SOFC模组包括至少一个SOFC单元、进气支管、进燃料支管、排气支管和排放支管。

8.根据权利要求7所述的被配置成设置有容器的发电机组，

其中所述多个SOFC模组包括第一SOFC模组和第二SOFC模组，

其中所述第一SOFC模组被定位在所述多个SOFC模组的中间区段中，所述第一SOFC模组的第一进燃料支管界定第一燃料横截面面积并且第一进气支管界定第一气体横截面面积，

其中所述第二SOFC模组朝向所述燃料电池室的所述第一端部和所述第二端部定位，所述第二SOFC模组的第二进燃料支管界定第二燃料横截面面积并且第二进气支管界定第二气体横截面面积，

并且，所述第一燃料横截面面积大于所述第二燃料横截面面积，所述第一气体横截面面积大于所述第二气体横截面面积。

9.根据权利要求8所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述第一燃料横截面面积与所述第二燃料横截面面积的比在1.1:1和2:1之间，并且

其中所述第一气体横截面面积与所述第二气体横截面面积的比在1.1:1和2:1之间。

10.根据权利要求7所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述管路系统包括：

主进气管道，其联接到每个SOFC模组的所述进气支管；

主进燃料管道，其联接到每个SOFC模组的所述进燃料支管；

主排气管道，其联接到每个SOFC模组的所述排气支管；以及

主排放管道，其联接到每个SOFC模组的所述排放支管。

11.根据权利要求10所述的被配置成设置有容器的发电机组，

其中所述主进气管道包括气体供应管和气体分配管，所述气体供应管的第一端部联接到所述气体分配管的中间部分，并且所述气体供应管的第二端部联接到设置于所述燃料供应室内的气体供应设备，并且

其中所述主进燃料管道包括燃料供应管和燃料分配管，所述燃料供应管的第一端部联接到所述燃料分配管的中间部分，并且所述燃料供应管的第二端部联接到设置于所述燃料供应室内的预留法兰接口。

12.根据权利要求11所述的被配置成设置有容器的发电机组，

其中所述气体分配管的直径大于所述气体供应管的直径，并且

其中所述燃料分配管的直径大于所述燃料供应管的直径。

13.根据权利要求12所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述气体分配管与所述气体供应管的直径比在1.1:1和2:1之间，并且所述燃料分配管与所述燃料供应管的直径比在1.1:1和2:1之间。

14.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，还包括多个通风风扇，所述多个通风风扇被定位在所述容器的顶部并且与所述燃料电池室流体连通。

15.根据权利要求14所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述多个通风风扇中的一个或更多个通风风扇设置有防雨罩。

16.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，还包括：

导线，其被布置成将每个SOFC模组电联接到所述电气控制系统；或

母线和导线，所述母线定位在所述燃料电池室中并且电联接到每个SOFC模组，所述导线被布置成穿过所述电气控制室隔板以将所述母线联接到所述电气控制系统。

17.根据权利要求16所述的被配置成设置有容器的发电机组，

其中所述电气控制系统包括被构造成控制所述SOFC模组的操作和所述发电机组的功率输出的集成的控制中心、开关设备和DC/AC设备，并且

其中所述燃料控制系统包括被构造成控制燃料到所述SOFC模组的流量的主燃料入口和控制阀。

18.根据权利要求1所述的被配置成设置有容器的发电机组，还包括：

工作平台，其联接到所述容器的顶部；以及

储能柜，其联接到所述容器的所述顶部。

19.根据权利要求18所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述工作平台包括：

梯子，其在地面和所述工作平台之间提供通道；以及

栏杆，其围绕所述工作平台。

20.根据权利要求18所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述工作平台被设置成邻近多个通风风扇，所述多个通风风扇被定位在所述容器的所述顶部并与所述燃料电池室流体连通。

21.根据权利要求20所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述储能柜包括框架，所述框架将所述储能柜提升到所述多个通风风扇的上方。

22.根据权利要求18所述的被配置成设置有容器的发电机组，其中所述储能柜包括逆变器、电池管理系统、变压器、断路器和多个电池。

23.一种被配置成容纳燃料电池的发电机组容器，包括：

燃料电池室，所述燃料电池室包括在第一位置处的电气控制室隔板和在第二位置处的燃料供应室隔板；

燃料电池区域，其被界定在所述燃料电池室内；

管路区域，其被界定在所述燃料电池室内的所述燃料电池区域的上方；

电气控制室，其与所述电气控制室隔板相邻；以及

燃料供应室，其与所述燃料供应室隔板相邻。

24.根据权利要求23所述的被配置成容纳燃料电池的发电机组容器，还包括多个检修门，每个检修门与多个固体氧化物燃料电池SOFC模组安装位置中的一个对齐，并且每个检修门被单独控制。

25.一种发电机组容器，至少部分地由容器框架界定，所述发电机组容器包括：

容器框架；

燃料电池室，其定位在所述容器框架内并且包括在第一端部处的电气控制室隔板和在第二端部处的燃料供应室隔板，所述燃料电池室被构造成容纳多个固体氧化物燃料电池SOFC模组；

电气控制室，其定位在所述容器框架内所述燃料电池室的所述第一端部处，所述电气控制室被构造成接收来自多个SOFC模组的电功率并且输出电功率，并容纳电气控制设备；以及

燃料供应室，其定位在所述容器框架内所述燃料电池室的所述第二端部处，所述燃料供应室被构造成控制燃料到所述多个SOFC模组的流量。