RU2644149C2 - Пакет твердооксидных топливных элементов электрогенератора - Google Patents

Пакет твердооксидных топливных элементов электрогенератора Download PDF

Info

Publication number
RU2644149C2
RU2644149C2 RU2015155449A RU2015155449A RU2644149C2 RU 2644149 C2 RU2644149 C2 RU 2644149C2 RU 2015155449 A RU2015155449 A RU 2015155449A RU 2015155449 A RU2015155449 A RU 2015155449A RU 2644149 C2 RU2644149 C2 RU 2644149C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
packages
packets
power generation
generation system
sofc
Prior art date
Application number
RU2015155449A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015155449A (ru
Inventor
Вэйго ВАН
Цзюнь ПЭН
Хаолэй ЖУ
Шуан Е
Original Assignee
Нинбо Инститьют Оф Мэтириэл Текнолоджи Энд Инжиниринг Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нинбо Инститьют Оф Мэтириэл Текнолоджи Энд Инжиниринг Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз filed Critical Нинбо Инститьют Оф Мэтириэл Текнолоджи Энд Инжиниринг Чайниз Экэдеми Оф Сайенсиз
Publication of RU2015155449A publication Critical patent/RU2015155449A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2644149C2 publication Critical patent/RU2644149C2/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/249—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells comprising two or more groupings of fuel cells, e.g. modular assemblies
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/06—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues
    • H01M8/0606—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants
    • H01M8/0612—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material
    • H01M8/0625—Combination of fuel cells with means for production of reactants or for treatment of residues with means for production of gaseous reactants from carbon-containing material in a modular combined reactor/fuel cell structure
    • H01M8/0631—Reactor construction specially adapted for combination reactor/fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
    • H01M8/1246—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte the electrolyte consisting of oxides
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2428—Grouping by arranging unit cells on a surface of any form, e.g. planar or tubular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/24—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells
    • H01M8/241—Grouping of fuel cells, e.g. stacking of fuel cells with solid or matrix-supported electrolytes
    • H01M8/2425—High-temperature cells with solid electrolytes
    • H01M8/2432—Grouping of unit cells of planar configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
    • H01M2008/1293—Fuel cells with solid oxide electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

Изобретение относится к комплекту пакетов в системе генерирования мощности на твердооксидных топливных элементах. Комплект пакетов содержит несущий корпус (5) и группу (2) пакетов, причем несущий корпус (5) имеет многоуровневую конструкцию и содержит один уровень или по меньшей мере два уровня несущих секций (6), при этом на каждом уровне несущей секции (6) последовательно расположены множество пакетов (4) для образования группы (2) пакетов, а каждый пакет (4) расположен горизонтально, при этом между пакетами предусмотрены крепежные устройства. Техническим результатом является упрощение конструкции, повышение компактности, плотности а также обеспечение оптимизации интегрирования в систему. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 2 пр.

Description

Область техники
Настоящее изобретение относится к системе в системе генерирования мощности на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ), и в частности к комплекту пакетов в системе в системе генерирования мощности на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ).
Уровень техники
Система генерирования мощности на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ) является устройством, которое может преобразовывать химическую энергию в электрическую энергию непосредственно, обычно используя в качестве топлива легкий углеводород, такой как природный газ, при этом химическая энергия в топливе эффективно и чисто преобразуется в электрическую энергию. Сеть электростанций на основе системы на ТОТЭ может удобным образом использовать природный газ, подаваемый из существующей системы газопроводов, для генерирования электричества и может обеспечивать мощностью электрическую сеть, поэтому система генерирования мощности на ТОТЭ является способом генерирования мощности, имеющим широкие коммерческие перспективы.
Основным компонентом системы генерирования мощности на ТОТЭ является комплект пакетов твердооксидных топливных элементов, состоящий из множества пакетов, распределенных по определенной схеме, при этом реакция генерирования мощности происходит в комплекте пакетов. В качестве сырьевого материала легкий углеводород, такой как природный газ, подается в систему генерирования мощности на ТОТЭ, при этом сырьевой материал вначале подвергается реакции риформинга в аппарате риформинга, а затем синтез-газ подается в комплект пакетов для генерирования мощности. Таким образом, комплект пакетов системы генерирования мощности на ТОТЭ является компонентом генерирования мощности.
Конфигурация комплекта пакетов является одним из ключевых факторов в конструкции системы генерирования мощности на ТОТЭ. Существующая схема системы генерирования мощности на ТОТЭ описана, например, в патентах US 7659022 В2 и US 2012/0178003 А1. На фиг. 1 показана конфигурация комплекта Г пакетов, представляющая собой кольцеобразную схему расположения множества групп 2' пакетов, расположенных по круговой форме; каждая из групп 2' пакетов состоит из множества пакетов 4', сложенных стопкой в вертикальном направлении. Как показано на фиг. 2, каждый пакет 4' ориентирован вертикально, то есть плоскость, где находятся впуск и выпуск каждого пакета 4' для газа, примерно горизонтальна.
Раскрытие изобретения
В соответствии с изобретением предлагается новый комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ. Комплект пакетов содержит несущий корпус и группы пакетов; несущий корпус имеет многоуровневую конструкцию, содержащую по меньшей мере один уровень несущих секций; комплект пакетов состоит по меньшей мере из одной группы пакетов; каждый уровень несущих секций поддерживает по меньшей мере одну группу пакетов, а каждая группа пакетов состоит из множества пакетов и, как это показано на фиг. 3, каждый пакет расположен горизонтально, то есть плоскость, в которой расположены газовый впуск и газовый выпуск каждого пакета, расположена примерно вертикально к горизонтальной плоскости.
В данном техническом решении расположение множества пакетов в каждой группе пакетов не ограничено определенной формой, они могут быть расположены по открытой кольцевой схеме (то есть передний конец не соединен с задним концом), такой как линейное расположение множества пакетов и т.д.; или они могут быть расположены по замкнутой кольцевой схеме (то есть передний конец соединен с задним концом), такой как круговое расположение множества пакетов и т.д. Предпочтительно группа пакетов содержит множество пакетов, а множество пакетов расположены последовательно для образования кольцеобразной конструкции.
В данном техническом решении нет ограничений в отношении конструкции и положения аппарата риформинга, подающего газ к комплекту пакетов. Аппарат риформинга может быть аппаратом, выбранным из группы, содержащей аппарат риформинга трубчатого типа с одной трубой, аппарат риформинга трубчатого типа с множеством труб или аппарат риформинга пластинчатого или другого типа, при этом предпочтителен пластинчатый аппарат риформинга. На положение аппарата риформинга нет ограничений, предпочтительно аппарат риформинга и газовая труба между аппаратом риформинга и пакетами предусмотрены в крепежном устройстве, а генерируемый аппаратом риформинга синтез-газ подается к пакетам по газовой трубе. В предпочтительной конструкции комплекта пакетов аппарат риформинга и газовая труба могут быть предусмотрены в каждом крепежном устройстве, предпочтительно аппарат риформинга и газовая труба могут быть предусмотрены по следующим схемам (а)-(d) для снижения числа аппаратов риформинга и тем самым снижения затрат.
(a) Когда группы пакетов расположены в кольцеобразной конструкции и число крепежных устройств равно 2N (где N - натуральное число), если принять любое из крепежных устройств за начальную точку отсчета, аппарат риформинга и газовая труба предусмотрены по меньшей мере в каждом крепежном устройстве 2n (где n - каждое из всех натуральных чисел, равных или меньше N).
(b) Когда группы пакетов расположены в кольцеобразной конструкции и число крепежных устройств равно 2N+1 (где N - натуральное число), если принять любое из крепежных устройств за начальную точку отсчета, аппарат риформинга и газовая труба предусмотрены по меньшей мере в каждом крепежном устройстве 2n (где n - каждое из всех натуральных чисел, равных или меньше N), а первое крепежное устройство и крепежное устройство (2N+1) также содержат внутри аппарат риформинга и газовую трубу.
(c) Когда группы пакетов расположены в разомкнутой кольцеобразной конструкции и число крепежных устройств равно 2N (где N - натуральное число), если принять первое крепежное устройство на одном конце открытой кольцеобразной конструкции за начальную точку отсчета, аппарат риформинга и газовая труба предусмотрены по меньшей мере в крепежных устройствах (2n-1) и 2n (где n - каждое из всех натуральных чисел, равных или меньше N).
(d) Когда группы пакетов расположены в разомкнутой кольцеобразной конструкции и число крепежных устройств равно 2N+1 (где N - натуральное число), если принять первое крепежное устройство на одном конце открытой кольцеобразной конструкции за начальную точку отсчета, аппарат риформинга и газовая труба предусмотрены по меньшей мере в крепежном устройстве (2n-1) (где n - каждое из всех натуральных чисел, равных или меньше N).
В данном техническом решении нет ограничений на число пакетов в группе пакетов, в зависимости от практических потребностей оно предпочтительно составляет от 3 до 12 пакетов на группу.
В данном техническом решении нет ограничений на число уровней в несущем корпусе, в зависимости от практических потребностей оно предпочтительно составляет от 2 до 10 уровней.
В данном техническом решении нет ограничений на материалы крепежных устройств, предпочтительно крепежные устройства изготовлены из керамики или из нержавеющей стали. В одном примере выполнения крепежные устройства и несущие секции скреплены и соединены с помощью винтов и винтовых крепежных проточек.
Газовая труба расположена в крепежных устройствах для обеспечения газового потока между аппаратом риформинга и пакетами, что защищает трубу от внешнего воздействия и позволяет сделать комплект пакетов более простым и компактным.
На основе описанного выше в соответствии с изобретением создан новый комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ, в котором пакеты расположены горизонтально на многоуровневом несущем корпусе; при этом на каждом уровне несущих секций множество горизонтально ориентированных пакетов расположены последовательно для образования группы пакетов, при этом между пакетами предусмотрены крепежные устройства для обеспечения возможности устойчивой установки групп пакетов на несущих секциях. Изобретение дает следующие преимущества:
(1) Улучшено расположение пакетов, и для их поддержки используется несущий корпус многоуровневой конструкции, так что комплект пакетов более прост и устойчив; при опоре на несущий корпус многоуровневой конструкции число несущих секций и число пакетов на каждом уровне несущих секций может быть подобрано в соответствии с практическими потребностями, что дает более гибкий способ управления.
(2) Для дальнейшего улучшения устойчивости комплекта пакетов в соответствии с практическими потребностями между пакетами могут быть предусмотрены крепежные устройства; в предпочтительной конструкции аппараты риформинга и газовые трубы в горячей зоне могут быть предусмотрены в крепежных устройствах, при этом аппараты риформинга и газовые трубы расположены внутри комплекта пакетов, что не только улучшает использование пространства, но также позволяет избежать слишком большой открытости газовых труб к воздействию внешней среды в горячей зоне и способствует более компактному соединению функциональных компонентов в горячей зоне. В решениях уровня техники аппарат риформинга расположен в центре круглого комплекта пакетов, так что соединения газовых труб между аппаратами риформинга и газовым впуском или выпуском каждого пакета расположены радиально. Это делает соединения газовых труб сложными и открытыми к внешней среде, что неблагоприятно для компоновки системы, тогда как новый комплект пакетов в соответствии с изобретением позволяет эффективно решать указанные проблемы. Кроме того, в предпочтительном примере выполнения на каждом уровне несущих секций возможно гибкое расположение аппаратов риформинга. При этом аппараты риформинга могут быть расположены в каждом крепежном устройстве для подачи генерируемого газа от одного аппарата риформинга к одному пакету через газовые трубы для генерирования мощности; аппарат риформинга может быть также расположен в промежутках между расположенными по кругу крепежными устройствами для подачи генерируемого газа от одного аппарата риформинга к двум соседним пакетам через газовые трубы для генерирования мощности, что снижает число аппаратов риформинга и стоимость изготовления, улучшая эффективность работы.
Краткий перечень чертежей
На чертежах:
фиг. 1 схематично изображает комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ в соответствии с известным решением уровня техники;
фиг. 2 схематично изображает вертикально ориентированный пакет в комплекте пакетов по фиг. 1;
фиг. 3 схематично изображает горизонтально ориентированный пакет в комплекте пакетов в соответствии с изобретением в примере 1 выполнения изобретения;
фиг. 4 схематично изображает конфигурацию комплекта пакетов в соответствии с изобретением в примере 1 выполнения изобретения;
фиг. 5 изображает схему расположения группы пакетов на каждой несущей секции в комплекте пакетов в примере 1 выполнения изобретения;
фиг. 6 изображает другую схему расположение группы пакетов на каждой несущей секции в комплекте пакетов в примере 1 выполнения изобретения;
фиг. 7 изображает другую схему расположение группы пакетов на каждой несущей секции в комплекте пакетов в примере 2 выполнения изобретения.
Осуществление изобретения
Далее изобретение будет подробно описано со ссылками на чертежи и примеры выполнения. Следует заметить, что примеры выполнения даны в целях иллюстрации и не имеют ограничительного характера.
На фиг. 1-10 позициями обозначены следующие компоненты: комплект 1' пакетов, группа 2' пакетов, аппарат 3' риформинга, единичный вертикальный пакет 4', комплект 1 пакетов, группа 2 пакетов, аппарат 3 риформинга, единичный горизонтальный пакет 4, несущий корпус 5, несущая секция 6, крепежное устройство 7 и газовая труба 8.
Пример 1
В данном примере выполнения комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ, показанной на фиг. 4 и 5, содержит несущий корпус 5 и группу 2 пакетов. Несущий корпус имеет многоуровневую конструкцию из шести несущих секций 6. Несущие секции изготовлены из нержавеющей стали.
Как показано на фиг. 5, на каждом уровне несущих секций 6 восемь пакетов 4 расположены по кругу для образования круговой группы 2 пакетов, так что группы 2 на шести уровнях несущих секций 6, то есть в сумме сорок восемь (48) пакетов, образуют полный комплект пакетов.
Как показано на фиг. 3, каждый из пакетов 4 расположен горизонтально, то есть плоскость, в которой расположены газовый впуск и газовый выпуск каждого пакета, расположена по существу вертикально к горизонтальной плоскости.
Как показано на фиг. 5, между двумя соседними пакетами 4 предусмотрено крепежное устройство 7. Крепежное устройство 7 выбрано в виде клиновой детали из стали или из керамики или из их комбинации, при этом керамическая клиновая деталь используется для изоляции.
Как показано на фиг. 5, аппарат 3 риформинга для подачи газа к комплекту пакетов предусмотрен в каждом из крепежных устройств 7, а также газовая труба 8 между аппаратом 3 риформинга и пакетом 4 предусмотрена в каждом из крепежных устройств 7, так что генерируемый каждым аппаратом 3 риформинга синтез-газ может подаваться к пакету 4 по трубе 8 для генерирования мощности.
Когда описанный комплект пакетов начинает работать, его мощность может достигать 40 кВт в устойчивом рабочем режиме.
В другом варианте выполнения, как показано на фиг. 6, на каждом уровне несущих секций по кругу расположены восемь крепежных устройств, и если принять любое из крепежных устройств 7 за начальную точку 1 отсчета, аппарат 3 риформинга может быть предусмотрен только во втором, четвертом, шестом и восьмом крепежных устройствах, а газовая труба 8 может быть предусмотрена только во втором, четвертом, шестом и восьмом крепежных устройствах, так что для генерирования мощности синтез-газ, генерируемый одним аппаратом 3 риформинга, может подаваться к двум соседним пакетам 4 по газовой трубе 8, что снижает число аппаратов риформинга и стоимость изготовления и повышает эффективность работы.
Пример 2
В данном примере выполнения комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ, показанной на фиг. 4 и 5, содержит несущий корпус 5 и группу 2 пакетов. Несущий корпус 5 имеет многоуровневую конструкцию из пяти несущих секций 6, а несущие секции 6 изготовлены из нержавеющей стали.
Подобно конструкции по фиг. 5 на каждом уровне несущих секций 6 семь пакетов 4 расположены по кругу для образования круговой группы 2 пакетов, так что группы 2 на шести уровнях несущих секций 6, то есть в сумме тридцать пять (35) пакетов, образуют полный комплект пакетов.
Как показано на фиг. 3, каждый пакет 4 расположен горизонтально, то есть плоскость, в которой расположены газовый впуск и газовый выпуск каждого пакета, расположена по существу вертикально к горизонтальной плоскости.
Подобно конструкции по фиг. 5 между двумя соседними пакетами 4 предусмотрено крепежное устройство 7. Крепежное устройство 7 выбрано в виде клиновой детали из стали или из керамики или из их комбинации, при этом керамическая клиновая деталь используется для изоляции.
Подобно конструкции по фиг. 5 аппарат 3 риформинга предусмотрен в каждом из крепежных устройств 7, а также газовая труба 8 между аппаратом 3 риформинга и пакетом 4 предусмотрена в каждом из крепежных устройств 7, так что генерируемый каждым аппаратом 3 риформинга синтез-газ может подаваться к пакету 4 по трубе 8 для генерирования мощности.
Когда описанный комплект пакетов начинает работать, его мощность может достигать 30 кВт в устойчивом рабочем режиме.
В другом варианте выполнения, как показано на фиг. 7, на каждом уровне несущих секций по кругу расположены семь крепежных устройств, и если принять любое из крепежных устройств 7 за начальную точку 1 отсчета, аппарат 3 риформинга может быть предусмотрен только в первом, втором, четвертом и шестом крепежных устройствах или только во втором, четвертом, шестом и седьмом крепежных устройствах, а газовая труба 8 может быть предусмотрена только в первом, втором, четвертом и шестом крепежных устройствах или только во втором, четвертом, шестом и седьмом крепежных устройствах, так что для генерирования мощности синтез-газ, генерируемый одним аппаратом 3 риформинга, может подаваться к двум соседним пакетам 4 по газовой трубе 8, что снижает число аппаратов риформинга и стоимость изготовления и повышает эффективность работы.
Хотя со ссылками на примеры выполнения был описан технический замысел настоящего изобретения, следует понимать, что примеры выполнения являются частными примерами для иллюстрации и не ограничивают настоящего изобретения. Все модификации, дополнения или эквивалентные замены в пределах принципиальной идеи изобретения следует рассматривать как входящие в сферу защиты настоящего изобретения.

Claims (9)

1. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на твердооксидных топливных элементах (ТОТЭ), содержащий несущий корпус (5) и множество групп (2) пакетов, отличающийся тем, что несущий корпус (5) имеет многоуровневую конструкцию, содержащую по меньшей мере один уровень несущих секций (6), при этом каждый уровень несущих секций (6) поддерживает по меньшей мере одну группу (2) пакетов; каждая группа (2) пакетов состоит из множества пакетов (4), а каждый пакет (4) расположен горизонтально; при этом между пакетами (4) предусмотрены крепежные устройства (7); при этом в крепежном устройстве (7) предусмотрен аппарат (3) риформинга; при этом в крепежном устройстве (7) между аппаратом (3) риформинга и пакетом (4) предусмотрена газовая труба (8).
2. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что в каждой группе (2) пакетов множество пакетов (4) расположены последовательно для образования замкнутой кольцеобразной конструкции.
3. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 2, отличающийся тем, что в каждой группе (2) пакетов множество пакетов (4) расположены по кругу для образования замкнутой кольцеобразной конструкции.
4. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что в каждой группе (2) пакетов множество пакетов (4) расположены линейно.
5. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что крепежное устройство (7) изготовлено из керамики или из нержавеющей стали.
6. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что аппарат (3) риформинга выбран из группы, содержащей аппарат риформинга трубчатого типа с одной трубой, аппарат риформинга трубчатого типа с множеством труб или аппарат риформинга пластинчатого типа.
7. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что в каждой группе (2) пакетов число пакетов (4) составляет от 3 до 12.
8. Комплект пакетов в системе генерирования мощности на ТОТЭ по п. 1, отличающийся тем, что несущий корпус (5) содержит от 2 до 10 уровней несущих секций (6).
9. Система генерирования мощности на ТОТЭ, содержащая комплект пакетов по п. 1.
RU2015155449A 2013-05-30 2013-06-05 Пакет твердооксидных топливных элементов электрогенератора RU2644149C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310212920.5A CN103311558B (zh) 2013-05-30 2013-05-30 一种固体氧化物燃料电池发电系统中的电堆阵列
CN201310212920.5 2013-05-30
PCT/CN2013/076751 WO2014190564A1 (zh) 2013-05-30 2013-06-05 一种固体氧化物燃料电池发电系统中的电堆阵列

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015155449A RU2015155449A (ru) 2017-07-05
RU2644149C2 true RU2644149C2 (ru) 2018-02-08

Family

ID=49136532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015155449A RU2644149C2 (ru) 2013-05-30 2013-06-05 Пакет твердооксидных топливных элементов электрогенератора

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10141596B2 (ru)
EP (1) EP3007258B1 (ru)
JP (1) JP6138356B2 (ru)
KR (1) KR101863079B1 (ru)
CN (1) CN103311558B (ru)
AU (1) AU2013391294C1 (ru)
CA (1) CA2913864C (ru)
RU (1) RU2644149C2 (ru)
WO (1) WO2014190564A1 (ru)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3040061B1 (fr) * 2015-08-12 2017-09-08 Commissariat Energie Atomique Procedes d' (de co-) electrolyse de l'eau (soec) ou de production d'electricite a haute temperature a faibles gradients thermiques au sein respectivement d'un reacteur ou d'une pile a combustible (sofc)
CN106654334B (zh) * 2016-12-23 2019-04-30 宁波索福人能源技术有限公司 一种固体氧化物燃料电池堆阵列及其发电系统
US10714783B2 (en) 2017-05-09 2020-07-14 Cummins Enterprise Llc Integrated fuel cell systems
CN109494394B (zh) * 2017-09-12 2021-05-25 太仓克莱普沙能源科技有限公司 一种燃料电池结构
FR3090215B1 (fr) * 2018-12-12 2021-06-04 Safran Power Units Pile à combustible à structure périphérique
JP7144369B2 (ja) * 2019-07-10 2022-09-29 日立造船株式会社 燃料電池システム
FR3113443B1 (fr) * 2020-08-11 2022-09-23 Commissariat Energie Atomique Réacteur d’électrolyse ou de co-électrolyse (SOEC) ou pile à combustible (SOFC) à empilement de cellules électrochimiques par modules préassemblés, Procédé de réalisation associé.
WO2023181135A1 (ja) * 2022-03-22 2023-09-28 日産自動車株式会社 固体酸化物形燃料電池及び固体酸化物形燃料電池の製造方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298341A (en) * 1992-08-20 1994-03-29 Cerramatec, Inc. Multiple stack ion conducting devices
WO1994022179A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-29 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Anordnung zum anschliessen von stapeln von hochtemperaturbrennstoffzellen
US20080038622A1 (en) * 2006-08-14 2008-02-14 Jeroen Valensa Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
RU150252U1 (ru) * 2014-06-11 2015-02-10 ООО "УПК" (общество с ограниченной ответственностью "Уральская производственная компания") Компоновка топливной батареи на высокотемпературных твердооксидных топливных элементах полной мощности до 7 квт для условий эксплуатации на магистральных газопроводах

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4342816A (en) * 1981-04-22 1982-08-03 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Fuel cell stack arrangements
JPS58161272A (ja) * 1982-03-19 1983-09-24 Mitsubishi Electric Corp 積層形燃料電池
JPS60235365A (ja) * 1984-05-08 1985-11-22 Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd 複数セルスタツク燃料電池の構造
JPS61121267A (ja) * 1984-11-16 1986-06-09 Sanyo Electric Co Ltd 燃料電池のスタツク組立方法
JPS6224570A (ja) 1985-07-24 1987-02-02 Hitachi Ltd 燃料電池発電システム
JP3595027B2 (ja) * 1994-10-21 2004-12-02 トヨタ自動車株式会社 燃料電池およびその製造方法
JP4862206B2 (ja) 1999-10-08 2012-01-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP2001328801A (ja) 2000-05-17 2001-11-27 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料改質器
JP2001342002A (ja) 2000-05-30 2001-12-11 Kansai Electric Power Co Inc:The 燃料改質器
US7410713B2 (en) * 2002-12-23 2008-08-12 General Electric Company Integrated fuel cell hybrid power plant with re-circulated air and fuel flow
WO2004079845A2 (en) 2003-03-07 2004-09-16 Ballard Power Systems Inc. Methods of operating fuel cells having closed reactant supply systems
JP3914990B2 (ja) * 2003-11-18 2007-05-16 独立行政法人産業技術総合研究所 円筒型燃料電池
JP4733344B2 (ja) 2003-12-01 2011-07-27 パナソニック電工株式会社 燃料電池システム
JP4688470B2 (ja) * 2004-10-28 2011-05-25 東京瓦斯株式会社 発電装置
JP4848687B2 (ja) 2005-07-07 2011-12-28 日産自動車株式会社 燃料電池スタック構造体
TWM288975U (en) 2005-08-30 2006-03-21 Tatung Co Fuel cell combining reformer and fuel cell stack
US20070196704A1 (en) * 2006-01-23 2007-08-23 Bloom Energy Corporation Intergrated solid oxide fuel cell and fuel processor
KR100750794B1 (ko) * 2006-02-07 2007-08-20 두산중공업 주식회사 간접 내부 개질기를 구비하는 용융탄산염 연료전지
JP2007213926A (ja) 2006-02-08 2007-08-23 Toyota Motor Corp 燃料電池システム、ガス配管および補機
CN2932676Y (zh) * 2006-07-03 2007-08-08 富士康(昆山)电脑接插件有限公司 电连接器
CN101257059B (zh) * 2007-11-30 2011-04-13 无锡尚德太阳能电力有限公司 一种电化学沉积太阳能电池金属电极的方法
WO2009105191A2 (en) * 2008-02-19 2009-08-27 Bloom Energy Corporation Fuel cell system containing anode tail gas oxidizer and hybrid heat exchanger/reformer
JP5327693B2 (ja) * 2008-03-19 2013-10-30 Ｔｏｔｏ株式会社 燃料電池システム
US8535835B2 (en) * 2008-03-26 2013-09-17 Kyocera Corporation Fuel battery module and fuel battery device
US8062799B2 (en) 2008-08-19 2011-11-22 Fuelcell Energy, Inc. High-efficiency dual-stack molten carbonate fuel cell system
JP2010113981A (ja) 2008-11-07 2010-05-20 Toyota Motor Corp 燃料電池発電システム
CN201608235U (zh) * 2010-02-09 2010-10-13 合肥长城新元膜科技有限责任公司 一种微管状陶瓷膜燃料单电池堆
US8563180B2 (en) * 2011-01-06 2013-10-22 Bloom Energy Corporation SOFC hot box components
CN102694191B (zh) 2011-03-22 2014-10-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种固体氧化物燃料电池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5298341A (en) * 1992-08-20 1994-03-29 Cerramatec, Inc. Multiple stack ion conducting devices
WO1994022179A1 (de) * 1993-03-19 1994-09-29 Daimler-Benz Aktiengesellschaft Anordnung zum anschliessen von stapeln von hochtemperaturbrennstoffzellen
US20080038622A1 (en) * 2006-08-14 2008-02-14 Jeroen Valensa Integrated solid oxide fuel cell and fuel processor
RU150252U1 (ru) * 2014-06-11 2015-02-10 ООО "УПК" (общество с ограниченной ответственностью "Уральская производственная компания") Компоновка топливной батареи на высокотемпературных твердооксидных топливных элементах полной мощности до 7 квт для условий эксплуатации на магистральных газопроводах

Also Published As

Publication number Publication date
EP3007258A1 (en) 2016-04-13
KR20160016951A (ko) 2016-02-15
CA2913864C (en) 2018-10-16
WO2014190564A1 (zh) 2014-12-04
JP6138356B2 (ja) 2017-05-31
AU2013391294B2 (en) 2016-07-21
RU2015155449A (ru) 2017-07-05
AU2013391294C1 (en) 2017-09-14
AU2013391294A1 (en) 2016-01-21
EP3007258A4 (en) 2017-02-22
EP3007258B1 (en) 2018-05-30
CA2913864A1 (en) 2014-12-04
KR101863079B1 (ko) 2018-05-31
CN103311558A (zh) 2013-09-18
CN103311558B (zh) 2015-09-30
JP2016520976A (ja) 2016-07-14
US10141596B2 (en) 2018-11-27
US20160111749A1 (en) 2016-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2644149C2 (ru) Пакет твердооксидных топливных элементов электрогенератора
Calise et al. Solar hydrogen production: processes, systems and technologies
Yadav et al. Optimal placement of distributed generation: An overview and key issues
US9019700B2 (en) Method of operating an energy center
JP2012511262A5 (ru)
Taieb et al. Cost analysis of electricity transmission from offshore wind farm by HVDC and hydrogen pipeline systems
JP2015176675A (ja) 分散型電源システムおよびその運転方法
WO2021235588A1 (ko) 바나듐 레독스 흐름 전지 스택 평가 시스템
Khurshid et al. Power generation by hybrid approach solar PV/battery power/hydrogen generation/fuel cell
Andresen et al. BioZEG–pilot plant demonstration of high efficiency carbon negative energy production
WO2021230414A1 (ko) 바나듐 레독스 흐름 전지 스택을 이용한 전력 변환 시스템 및 이의 실행 방법
Ciupageanu et al. Methanation technology integration in renewable smart grids
KR101088381B1 (ko) 수도관의 수압차를 이용한 마이크로 발전장치
Vaculík et al. Mix of energy sources in technology centre of Ostrava
Goel et al. Simulation Approach for Design and Analysis of Solid Oxide Fuel Cells
KR101560717B1 (ko) 연료전지를 이용한 증기 및 온수 생산 보일러 시스템
Patil Hybrid Power Generation System for Powering Zero Energy Building
Jha et al. A Review Article of Improvement of Solid Oxide Fuel Power Plant Efficiency Using Power System Topology
BocklischT et al. Modelling and control of a DC/DC-converter system for fuel cell-direct storage-hybrid units
AU2022287617A1 (en) Electrical architecture comprising at least one linear photovoltaic installation formed by several groups of photovoltaic panels and by a DC network, connected to an AC transmission network and/or an AC distribution network with arbitration of the power injected from the DC network to the AC network.
Ray Development Program
US8932738B2 (en) Fuel cell assembly structure
Purohit et al. A Review on Solar, Wind & Fuel Cell based Power Generation System
Narayana Optimum home power systems for off-grid rural electrification in Sri Lanka
Heidebrecht et al. 12 Efficient Distributed