CN103872363A - 液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统，其中液流电池漏液收集排放系统，包括漏液收集结构（5）和排液管路（6），所述漏液收集结构（5）连通所述排液管路（6）；液流电池系统，所述的漏液收集排放系统，还包括电堆设备区（11）、储液区（10）和维修区（7）；本发明采取多方面措施回收液流电池多点泄漏的电解液，有效防止电解液泄漏对环境造成的危害，即使大规模的漏液也可实现及时回收，避免造成环境污染，最大限度的保护电池系统和人员安全。

Description

液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统
技术领域
本发明涉及电力设备技术领域，特别涉及一种液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统。
背景技术
液流电池是大规模储能应用的首选技术之一，大功率液流电池的研发、设计与应用是必然的趋势。液流电池系统由电堆、电解液、管路系统和电池管理系统组成。电解液通过管路系统实现电解液在电堆内的循环。液流电池的管路系统通常由塑料管道组成，通过焊接、螺纹连接及法兰连接结合在一起，不可避免的存在电解液泄漏的危险。液流电池作为可以应用在在大规模储能领域的电力设备，应尽可能的采取有效手段和措施避免液体（特别是导电液体）的与其他设备的接触，因此预防与处理可导电的电解液的泄漏问题就显得尤为重要。现有的预防漏液措施主要采用给液流电池系统周围加装围堰的方式，但是此种方法仅对电池系统外围进行了保护，对于电堆、管路系统泄漏的电解液无法进行有效的引流和排放。另外，围堰高度因考虑到检修和维护的因素，往往将其高度设定在300mm左右，若出现电解液大规模漏液情况，围堰无法将承载所有泄漏的电解液，这将给电池系统和操作人员带来一定的安全隐患。除此之外，目前液流电池系统的支架及辅助设备多数采用金属材料，如若被泄漏的电解液侵润后极易腐蚀并损坏，因此以上设备不能放置在围堰内。由于存在上述多方面原因导致目前液流电池系统配备的围堰设施保护功能过少，保护范围有限，迫切需要开发一种新型的、可以全面保护电解液漏液的设施。
发明内容
本发明提供液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统，考虑到了可能发生漏夜的区域：即电堆及支架区域、管路及设备区域和储罐放置区域，可预防液流电池泄漏，即使大规模的漏液也可实现及时回收，避免造成环境污染，最大限度的保护电池系统。
本发明采用的技术方案为：
液流电池漏液收集排放系统，包括漏液收集结构5和排液管路6，所述漏液收集结构5连通所述排液管路6。
优选地，所述漏液收集结构5为可拆卸。
本发明漏液收集结构是指在电堆单元、管路系统或储罐等的易漏点（如电堆上下、电解液储罐焊点、管路连接处等）设置可收集漏液的装置（如槽体、开口盒体、盘体或排液管），用以收集、储存、排放漏液。
本发明同时提供包括上述的漏液收集排放系统的液流电池系统，根据高度和功能的不同主要划分为三部分：电堆设备区11、储液区10和维修区7；
所述储液区10和维修区7分别位于电堆设备区11的两侧；
所述电堆设备区11高于储液区10，所述维修区7不低于电堆设备区11；
维修区不放置设备，用于维修及日常维护时人员和工具等通过；
液流电池系统通常包括电解液储罐1、管路系统2和电堆单元3，
本发明液流电池系统所述储液区10放置电解液储罐1；
所述电堆设备区11放置电堆单元3和管路系统2，所述电堆单元3包括电堆12和支架4，电堆12置于支架4上。
优选地，漏液收集结构5位于电堆单元3的上方，其中，电堆单元上方的漏液收集结构可以同时收集其上方管路的漏液和其上层电堆单元下方的管路漏液，电堆单元的下方管路漏液直接漏到地面收集、排放。
优选地，所述漏液收集结构5连接所述排液管路6的输入端，所述排液管路6的输出端接近电堆设备区11表面，可将漏液直接引到电堆设备区，避免对下层电堆造成伤害。
优选地，所述电堆设备区11高于储液区0.5～2米，进一步优选所述电堆设备区11高于储液区1米。
电堆设备区高于储液区高度取决于电解液储罐泄漏后溢出的漏液体积和储液区的面积，以实现电解液储罐泄漏后电解液的完全收集，一般漏液体积以每个电解液储罐中盛装的电解液量为最大量推算。
优选地，所述维修区7高于电堆设备区0～0.1米，进一步优选所述维修区7高于电堆设备区0.05米。
进一步优选，所述电堆设备区11表面向储液区10的方向倾斜，所述电堆设备区11表面的坡度为0.01%～5%，该坡度的设置使得泄漏到电堆设备区11的电解液易于流向储液区。
本发明所述的坡度为两点的高程差与其水平距离的百分比，其计算公式如下：坡度=(高程差/水平距离)×100%。
进一步优选，所述液流电池系统还设有漏液收集流道9，所述漏液收集流道9的安装平面低于储液区0.01米～0.5米。优选所述漏液收集流道9在电堆设备区11和维修区7内为预埋的流道，在储液区内为两端开口的流槽。
优选所述漏液收集流道9的安装平面低于储液区0.01米～0.5米，进一步优选0.5米。所述漏液收集流道9在电堆设备区11和维修区7内为预埋的流道，在储液区10内为两端开口的流槽。
进一步优选，所述储液区10表面向漏液收集流道9的方向倾斜，所述储液区10表面的坡度为0.01%～5%，该坡度的设置使得泄漏到储液区的电解液易于流入漏液收集流道。
所述储液区10还设有漏液收集池8，所述漏液收集池8与所述漏液收集流道9连通，所述漏液收集池8低于漏液收集流道9。所述漏液收集池8相对于储液区表面深度为0.11～1.5米。
所述漏液收集池8收集的漏液采用吸液设备排出，如泵体等。
本发明提供的液流电池漏液收集排放系统及其液流电池系统，采取多方面措施回收液流电池多点泄漏的电解液，有效防止电解液泄漏对环境造成的危害。
⑴每一块电堆单元均设置有漏液收集结构和排液管路，漏液不会滴落污染电堆本体，防止电解液泄漏对电堆造成危害，当电池系统发生漏液事故时，若漏液量较少（如滴漏、渗漏），漏液将停留在漏液收集结构或电堆设备区，漏液收集结构5可拆卸，清理漏液时可将其拆卸后用抹布清理即可；
⑵电堆设备区高于储液区，在电堆设备出现大量漏液时，会将漏液引流至储液区，防止污染电堆设备区；
⑶储液区设置漏液收集流道和漏液收集池，电堆设备区和储液区设有倾向漏液收集流道的坡度，可以及时将电堆设备区和储液区内的漏液汇集在一起，有效防止电解液污染；
⑷若系统发生大规模漏液事故，漏液会沿“漏液收集结构→排液管路→电堆设备区→储液区→漏液收集流道→漏液收集池”的流向最终汇集在漏液收集池附近，必要时可使用吸液装置将漏液收集，回收后可重新利用。
附图说明
本发明附图5幅，
图1为实施例1液流电池系统俯视图；
图2为图1的A-A向视图；
图3为实施例1液流电池系统分区俯视图；
图4为电堆单元及漏液收集系统示意图；
图5为实例2液流电池系统俯视图。
图中，1为电解液储罐；2为管路系统；3为电堆单元；4为支架；5漏液收集结构；6为排液管路；7为维修区；8为漏液收集池；9为漏液收集流道；10为储液区；11为电堆设备区，12为电堆，13为电堆电解液入口和出口盘管。
具体实施方式
下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
图1、图2、图3所示为两套液流电池系统，包括两个电堆设备区、两个储液区、一个维修区，每套液流电池分别对应一个电堆设备区11和一个储液区10，两套液流电池系统共用一个维修区7，储液区10和维修区7分别位于电堆设备区11的两侧；电堆设备区11高于储液区1米，维修区7高于电堆设备区0.5米；维修区不放置设备，用于维修及日常维护时人员和工具等通过；每个储液区10分别放置两个电解液储罐1；每个电堆设备区11分别放置电堆单元3和管路系统2，电堆单元3包括电堆12和支架4，电堆12置于支架4内；
图4所示，液流电池漏液收集排放系统设有可拆卸的漏液收集结构5和排液管路6，漏液收集结构5位于电堆3的上方，漏液收集结构5连接排液管路6的输入端，所述排液管路6的输出端接近电堆设备区11表面。电堆设备区11表面向储液区10方向倾斜，电堆设备区11表面的坡度为0.01%～5%。
图2所示，液流电池系统还设有漏液收集流道9，漏液收集流道9在电堆设备区11和维修区7内为预埋的流道，在储液区内为两端开口的流槽。两套液流电池系统通过漏液收集流道9将两个储液区连通。所述漏液收集流道9的安装平面低于储液区0.01米～0.5米。所述储液区10表面向漏液收集流道9的方向倾斜，所述储液区10表面的坡度为0.01%～5%。其中一个储液区10还设有漏液收集池8，漏液收集池8与所述漏液收集流道9连通，所述漏液收集池8低于漏液收集流道9。漏液收集池8相对于储液区表面深度为0.11～1.5米。漏液收集池8收集的漏液采用吸液设备排出。
实施例2
图5所示结构与实施例1相近，不同之处在于安装了四套液流电池系统，包括两个电堆设备区、两个储液区、一个维修区，其中两套液流电池共用一个电堆设备区11和一个储液区10，四套液流电池共用一个维修区7，储液区10和维修区7分别位于电堆设备区11的两侧，其中一个储液区10设有漏液收集池8。

Claims (10)

1.液流电池漏液收集排放系统，其特征在于包括漏液收集结构（5）和排液管路（6），所述漏液收集结构（5）连通所述排液管路（6）。
2.根据权利要求1所述的液流电池漏液收集排放系统，其特征在于所述漏液收集结构（5）为可拆卸。
3.液流电池系统，其特征在于包括权利要求1或2所述的漏液收集排放系统，还包括电堆设备区（11）、储液区（10）和维修区（7）；
所述储液区（10）和维修区（7）分别位于电堆设备区（11）的两侧；
所述电堆设备区（11）高于储液区（10），所述维修区（7）不低于电堆设备区（11）；
所述储液区（10）放置电解液储罐（1）；
所述电堆设备区（11）放置电堆单元（3）和管路系统（2）。
4.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述漏液收集结构（5）连接所述排液管路（6）的输入端，所述排液管路（6）的输出端接近电堆设备区（11）表面。
5.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述电堆设备区（11）高于储液区（10）0.5～2米，所述维修区（7）高于电堆设备区（11）0～0.1米。
6.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述电堆设备区（11）表面向储液区（10）的方向倾斜，所述电堆设备区（11）表面的坡度为0.01%～5%。
7.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述液流电池系统还设有漏液收集流道（9），所述漏液收集流道（9）的安装平面低于储液区（10）0.01米～0.5米。
8.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述储液区（10）表面向漏液收集流道（9）的方向倾斜，所述储液区（10）表面的坡度为0.01%～5%。
9.根据权利要求3所述的液流电池系统，其特征在于所述储液区（10）还设有漏液收集池（8），所述漏液收集池（8）与所述漏液收集流道（9）连通，所述漏液收集池（8）低于漏液收集流道（9）。
10.根据权利要求9所述的液流电池系统，其特征在于所述漏液收集池（8）相对于储液区（10）表面深度为0.11～1.5米。
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