一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于高溫水蒸氣電解制氫技術領域，特別涉及一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置。
【背景技術】
[0002]高溫固體氧化物電解池是一種高效、低污染的能量轉換裝置，利用其電解水蒸汽制氫是目前能源領域的熱點課題，具有廣闊的發展前景。一方面可拓展高溫核反應堆在發電之外的應用，特別是利用核熱驅動高溫電解實現大規模制備交通用液態燃料和氫氣的儲備，減少CO2排放；另一方面，儲存的氫以高溫燃料電池模式運行用于發電，可增加高溫堆發電輸出能力，靈活滿足高峰值電力要求。高溫固體氧化物電解池堆技術的發展是其實用化的關鍵。高溫固體氧化物電解池的操作條件為高溫、高濕環境，操作和運行具有一定難度，電堆相關測試裝置的開發對于高溫蒸汽電解制氫技術的研究具有重要的推動作用。
[0003]在固體氧化物電堆測試過程中，電堆在高溫下的良好密封是其成功運行的保證。因此首先要確保電堆的溫度運行不受外界操作的影響；其次，電堆測試的進氣、接線需要保證絕熱、絕緣，操作方便；此外，電堆測試時堆內氣體溫度很高，反應氣體在進電堆之前一般需要預熱，高溫爐外的預熱一般溫度較低，而爐內的盤管式預熱則可能存在氣管焊縫開裂或管件接頭高溫下的漏氣問題。
[0004]公告號為CN102095446B的專利公開了一種平板式固體氧化物電解池堆測試系統，該測試系統包括氣路部分，電堆加壓測試部分，電化學測試部分，控制及測試部分，氣路部分包括陽極氣路、陰極氣路和水蒸氣氣路，電堆加壓測試部分包括機械加壓裝置、測壓裝置、高溫爐以及支架。但該專利并未涉及電堆底部進氣系統的設計和布局，而該部分的設計對電解池堆的電化學測試至關重要。
[0005]基于上述設計思路和現有技術沒有未涉及電堆底部進氣系統的設計和布局，需要提出了一種能實現電堆簡單、穩定的運行和性能測試的底部進氣測試裝置。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是為解決【背景技術】中所述的問題，提供一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置，測試裝置由支撐基板1、陶瓷支撐管2、緩沖墊圈3、測試底座4以及4根不銹鋼氣路管9組成；
[0007]所述測試底座4的外形為，上部是橫截面為正方形的長方體，下部是圓環體，圓環體的軸線和長方體的縱向中心線重合，圓環體下端內壁上有一個圓環形臺階；
[0008]測試底座4正方形頂面上，4個底座頂部氣孔8分別對稱置于正方形頂面的兩條對角線上，4個底座頂部氣孔8都為不通透孔，相鄰的兩個底座頂部氣孔8的中心距與被測試電堆10的相鄰出氣孔或進氣孔中心距相同，每個底座頂部氣孔8的上出口都同軸固接一個圓環體的氣孔凸臺11，4個氣孔凸臺11用于被測試電堆10的定位和固定，使4個底座頂部氣孔8分別與被測試電堆10的進氣孔或出氣孔連通，在正方形的頂面上4個底座頂部氣孔8按順時針區分，分別為底座頂部氣孔I 801、底座頂部氣孔II 802、底座頂部氣孔III 803和底座頂部氣孔IV 804 ；
[0009]測試底座4正方形底面上，在圓環體內，4個底座底部氣孔6等間隔分布在正方形底面的一條中線上，4個底座底部氣孔6都為不通透孔，4個底座底部氣孔6從左向右區分，分別為底座底部氣孔I 601、底座底部氣孔II 602、底座底部氣孔IV 604和底座底部氣孔III 603，在圓環體外，4個導線通孔5分別對稱置于兩條互相垂直的正方形底面的中線上，4個導線通孔5都為通透孔；
[0010]在測試底座4的長方體內部有4條氣流分布孔道7，分別為氣流分布孔道I 701、氣流分布孔道II 702、氣流分布孔道III 703和氣流分布孔道IV 704，4條氣流分布孔道7分別將4個底座底部氣孔6和4個底座頂部氣孔8兩兩連通，其中，氣流分布孔道I 701連通底座底部氣孔I 601和底座頂部氣孔I 801，氣流分布孔道II 702連通和底座頂部氣孔
II802，氣流分布孔道III 703連通底座底部氣孔III 603和底座頂部氣孔III 803，氣流分布孔道IV 704連通底座底部氣孔IV 604和底座頂部氣孔IV 804 ;
[0011]支撐基板I有一個中心圓孔，陶瓷支撐管2包圍支撐基板I的中心圓孔豎直固接在支撐基板I上，在測試底座4的圓環體下端內壁上的圓環形臺階上，測試底座4固接在陶瓷支撐管2上端，陶瓷支撐管2的上端面與測試底座4的圓環體下端內壁上的圓環形臺階之間設有緩沖墊圈3，4根不銹鋼氣路管9豎直設置并且固接在測試底座4正方形底面上，4根不銹鋼氣路管9的上端分別與底座底部氣孔I 601、底座底部氣孔II 602、底座底部氣孔
III603和底座底部氣孔IV 604連通，4根不銹鋼氣路管9用于與外部氣路連接；
[0012]所述陶瓷支撐管2的材料為氧化鋁陶瓷；
[0013]所述測試底座4的材料為耐高溫的Inconel600不銹鋼或crofer22不銹鋼；
[0014]所述緩沖墊圈3的材料為氧化鋁纖維。
[0015]本發明的有益效果為:本裝置用作高溫固體氧化物電解池電堆的測試平臺，具有測試穩定，實用方便，易于裝配，操作簡單等特點；本裝置采用陶瓷材料和耐高溫不銹鋼材料結合的設計方式，具有耐溫、絕熱和電絕緣的性能；測試底座內部的氣流分布孔道采用內部迂回設計，能起到進氣的有效預熱作用，這種預熱方式直接采用高溫爐內熱量，而且避免了氣管焊縫開裂或管件接頭在高溫下可能出現的漏氣問題。
【附圖說明】
[0016]圖1為一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置的結構示意圖；
[0017]圖2為測試底座的俯視圖；
[0018]圖3為測試底座的仰視圖；
[0019]圖4為測試底座內部氣流分布孔道與底座底部氣孔和底座頂部氣孔連接示意圖；
[0020]圖5為采用了本發明測試裝置的電堆測試實施例示意圖。
[0021]圖中，1-支撐基板，2-陶瓷支撐管，3-緩沖墊圈，4一測試底座，5-導線通孔，6—底座底部氣孔，601—底座底部氣孔I，602—底座底部氣孔II，603—底座底部氣孔III，604—底座底部氣孔IV，7—氣流分布孔道，701—氣流分布孔道I，702—氣流分布孔道II，703—氣流分布孔道III，704—氣流分布孔道IV，8—底座頂部氣孔，801—底座頂部氣孔I，802-底座頂部氣孔II，803-底座頂部氣孔III，804-底座頂部氣孔IV，9-不銹鋼氣路管，10-被測試電堆，11-氣孔凸臺，12-導線管，13-測試導線，14-高溫測試區。
【具體實施方式】
[0022]本發明提供了一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置，用于固體氧化物電解池電堆的運行和性能測試，下面結合和附圖實施例對本發明作進一步說明。
[0023]圖1是一種平板式固體氧化物電解池堆底部進氣測試裝置的結構示意圖，測試裝置由支撐基板1、陶瓷支撐管2、緩沖墊圈3、測試底座4以及4根不銹鋼氣路管9組成。測試底座4的外形為，上部是橫截面為正方形的長方體，下部是圓環體，圓環體的軸線和長方體的縱向中心線重合，圓環體下端內壁上有一個圓環形臺階。
[0024]如圖2所示的測試底座的俯視圖，測試底座4正方形頂面上，4個底座頂部氣孔8分別對稱置于正方形頂面的兩條對角線上，4個底座頂部氣孔8都為不通透孔，相鄰的兩個底座頂部氣孔8的中心距與被測試電堆10的相鄰出氣孔或進氣孔中心距相同，每個底座頂部氣孔8的上出口都同軸固接一個圓環體的氣孔凸臺11，4個氣孔凸臺11用于被測試電堆10的定位和固定，使4個底座頂部氣孔8分別與被測試電堆10的進氣孔或出氣孔連通，在正方形的頂面上4個底座頂部氣孔8按順時針區分，分別為底座頂部氣孔I 801、底座頂部氣孔II 802、底座頂部氣孔III 803和底座頂部氣孔IV 804。
[0025]如圖3所示的測試底座的仰視圖，測試底座4正方形底面上，在圓環體內，4個底座底部氣孔6等間隔分布在正方形底面的一條中線上，4個底座底部氣孔6都為不通透孔，4個底座底部氣孔6從