CN110420417B - 一种储能系统用阻隔灭火板 - Google Patents

一种储能系统用阻隔灭火板 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种储能系统用阻隔灭火板，所述阻隔灭火板上设置有若干用于喷射灭火剂的喷孔，所述阻隔灭火板内设置有灭火剂通道，所述喷孔与灭火剂通道连通，所述灭火剂通道两侧设置有阻隔板所述阻隔板一侧的表面开设有若干供喷孔延伸出的通孔，所述灭火剂通道为管道式灭火剂通道或流道式灭火剂通道。本发明所述的阻隔灭火板既能实现灭火剂的准确喷放，实现火灾初期的快速灭火，又能保证有效的热阻隔。

Description

一种储能系统用阻隔灭火板
技术领域
本发明属于灭火结构领域，尤其是涉及一种储能系统用阻隔灭火板。
背景技术
随着我国对环保的问题越来越重视，以及锂离子电池生产成本的大幅降低，采用锂离子电池作为新能源代替传统能源已成为我国迈出低碳经济的第一步，广泛应用于储能领域。近年来，随着我国储能产业的发展速度越来越快，不仅在大电网的发电侧、输配电侧和负荷侧起着削峰填谷、改善电能质量等重要作用，而且在用户侧微电网的分布式能源中的应用也越来越广泛，电网储能日益成为我国能源消费的重要环节，储能市场需求巨大。虽然储能市场近几年蒸蒸日上，但由于锂离子电池本身就是含能物质，其易燃易爆的火灾风险不容忽视，尤其是锂离子电池储能柜(下文简称储能柜)这样的能力密集场所，一旦发生火灾，将对生命财产造成重大损失。
目前市场上应对储能柜的火灾防控均存在不同程度的缺点。例如：(1)柜式七氟丙烷气体灭火装置，储能柜内空间狭长，且柜内每个电池箱仅通过通气孔与外界相通，气体灭火剂很难进入，无法有效实现全淹没，完成灭火。(2)细水雾灭火装置，细水雾主要通过隔绝氧气实现灭火，但电池箱内若发生火灾，细水雾无法进入电池箱内，无法使火源的氧气隔离，也就无法实现灭火。(3)水喷淋灭火装置，需要大量的水，完成储能柜内电池的完全浸没，虽然能够实现灭火，但储能柜内电池均完全浸没在水中，无法继续使用，造成极大浪费。(4)探火管式灭火装置，储能柜内电池箱很多，若将探火管通过所有的电池箱，受制于探火管的应用长度，几乎每个电池簇均需安装一个探火管式灭火装置，用量大，无法集成化设计，且探火管在长时间的使用中易老化，导致灭火装置故障或灭火剂泄露，无法可靠灭火。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种储能系统用阻隔灭火板，用以解决现有技术中存在的不足。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种储能系统用阻隔灭火板，所述阻隔灭火板上设置有若干用于喷射灭火剂的喷孔，所述阻隔灭火板内设置有灭火剂通道，所述喷孔与灭火剂通道连通，所述灭火剂通道两侧设置有阻隔板所述阻隔板一侧的表面开设有若干供喷孔延伸出的通孔，所述灭火剂通道为管道式灭火剂通道或流道式灭火剂通道。
进一步的，所述管道式灭火剂通道包括依次连接且相互连通的进剂管、环管、直管，所述直管连接于环管的下部，所述喷孔均匀分布于直管(13)的同侧。
进一步的，所述管道式灭火剂通道两侧阻隔板的外侧分别设置有外板，朝向电池簇一侧的外板表面开设有若干供喷孔延伸出的通孔。
进一步的，所述流道式灭火剂通道包括进剂管、流道板、密封板，所述流道板背离开有通孔的阻隔板一侧的表面开设有流道槽，流道板与开有通孔的阻隔板之间设置密封板，所述进剂管与流道槽连通，所述的流道槽的槽内开设有若干喷孔。
进一步的，所述流道槽的外侧开设有密封槽，所述密封槽内设置有密封条。
本发明还提供一种包含上述阻隔灭火板的储能柜，所述储能柜包括柜体以及设置于柜体内的电池簇，所述电池簇为若干个位于上下同一列的电池箱，所述阻隔灭火板设置于相邻的电池簇之间，所述灭火剂通道与设置于储能柜侧壁的灭火剂进口连通，所述电池箱的侧壁开设有若干通风孔，所述喷孔与通风孔相连通。
进一步的，所述柜体内设置有主管，所述主管一端与灭火剂连通，另一端与进剂管连通，所述电池箱表面安装有火灾探测装置。
进一步的，所述主管与进剂管之间设置有选择阀。
进一步的，所述喷孔上安装有感温动作元件。
进一步的，所述阻隔板的材质为但不限于气凝胶、防火纤维或纳米防火材料。
相对于现有技术，本发明所述的储能系统用阻隔灭火板具有以下优势：
(1)一般储能系统的火灾防控方式为将灭火剂经由管路或探火管、喷嘴完成灭火剂的喷放后实现灭火，本发明所述的具有阻隔灭火结构的储能柜创新性的提出了阻隔灭火板，该阻隔灭火板可在不破坏储能柜本体结构情况下的实现阻隔喷放一体化设计及其与储能柜的集成设计，既能实现灭火剂的准确喷放，实现火灾初期的快速灭火，又能保证有效的热阻隔，防止热失控扩展到相邻电池簇，保证将火灾限制在单一电池簇范围内不扩展。
(2)本发明首次提出将感温动作元件应用在储能系统的火灾防控上，实现高温自动打开喷孔，完成精准喷放灭火剂的目的。
(3)本发明解决了现有灭火装置无法实现灭火剂的火灾早期精准喷放、可靠进入电池箱灭火以及阻隔灭火一体化和集成化设计等火灾防控难题。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为储能柜整体内部结构示意图；
图2为储能柜整体内部结构示示意图。
图3为电池箱结构示意图；
图4为实施例1中阻隔灭火板结构示意图；
图5为实施例1中阻隔灭火板结构爆炸图；
图6为实施例2中阻隔灭火板结构爆炸图；
图7为实施例2中流道板结构示意图；
图8为图7中A部的局部放大图；
图9为图7中A-A剖视图。
附图标记说明：
1、柜体；2、电池箱；3、主管；4、选择阀；5、火灾探测装置；6、阻隔灭火板；7、进剂管；8、前外板；9、前阻隔板；10、后阻隔板；11、后外板；12、环管；13、直管；14、喷孔；15、通孔；16、流道板；17、流道槽；18、密封条；19、密封板；20、密封槽；21、通风孔。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
如图1和图2所示的一种具有储能系统用阻隔灭火板的储能柜，包括柜体1以及设置于柜体1内的电池簇，所述电池簇为若干个位于上下同一列的电池箱2，如图3所示，所述电池箱2的侧壁开设有若干通风孔21。相邻的电池簇之间设置有阻隔灭火板6，所述阻隔灭火板6上设置有若干用于喷射灭火剂的喷孔14，所述阻隔灭火板6内设置有管路式灭火剂通道，所述管路式灭火剂通道与设置于储能柜侧壁的灭火剂进口连通。
如图4和5所示，所述阻隔灭火板6包括管路式灭火剂通道、前阻隔板9、后阻隔板10、前外板8和后外板11，前阻隔板9和前外板8设置于管路式灭火剂通道朝向电池簇的一侧，后阻隔板10和后外板11设置于管路式灭火剂通道的另一侧，且前外板8和后外板11设置于最外层，前阻隔板9和前外板8表面均开设有若干供喷孔14延伸出的通孔15。通孔15的直径略大于喷孔14的直径。其中，前阻隔板9和后阻隔板10采用但不限于气凝胶、防火纤维、纳米防火材料等绝热隔热材料，防止锂离子电池热失控扩展到相邻的电池簇，发生热失控扩展，导致火灾的迅速扩大。
本实施例中，如图5所示，管路式灭火剂通道包括依次连接的进剂管7、环管12、直管13，所述直管13包括四根，均连接于环管12的下部，所述喷孔14均匀分布于直管13朝向电池箱2的一侧，保证各个喷孔14灭火剂的均匀分配。所述喷孔14与电池箱2中的部分通风孔21相连通，便于灭火剂能够直接喷放进电池箱2中。其中，四个支管上同一高度的喷孔14对应同一个电池箱2的不同位置，既保证了喷放强度，又便于灭火剂喷放后在电池箱2内的均匀分布。
当储能柜内使用阻隔灭火板6时，可选择两种灭火剂的喷放方式，一种为主动选择分配式，具体为：如图1所示，喷孔14为开放式。电池箱2表面安装有火灾探测装置5，柜体1内设置有主管3，主管3一端与灭火剂连通，另一端与进剂管7连通。主管3与进剂管7之间设置有选择阀4。火灾探测装置5用于探测起火电池箱2所在电池簇。其中，选择阀4采用电动、电磁或气动方式打开，用于将灭火剂分配到发生火灾的电池簇及其相邻电池簇，完成灭火。
当锂离子电池出现热失控发生火灾后，由火灾探测装置5确定起火电池箱2位置及其所在电池簇，启动灭火装置，并打开起火电池箱2所在电池簇的选择阀4，通过主管3、选择阀4、阻隔灭火板6，将灭火剂由电池箱2侧面的通风孔21，精准喷放进起火电池簇的所有电池箱2，实现储能柜火灾的早期精准灭火，同时阻隔灭火板6本身的绝热隔热效果，保证了锂离子电池热失控不扩展到相邻电池簇。
另一种为被动选择分配式，具体为：如图2所示，喷孔14上安装有感温动作元件。该感温动作元件包含但不限于聚酰胺纤维、易熔合金、感温玻璃球等。当电池箱2发生火灾时，相邻喷孔14上的感温动作元件熔化或动作，喷孔14打开，同时火灾探测装置5发出火灾信号，启动灭火装置准确地相火灾所在位置的电池箱2喷射灭火剂，完成灭火剂的精准喷放，实现准确灭火。
当锂离子电池出现热失控发生火灾后，由火灾探测装置5发出火灾信号，启动灭火装置，同时由于电池箱2高温，其相邻喷孔14上的感温动作元件熔化或动作，喷孔14打开，灭火剂通过打开的喷孔14，经电池箱2侧面的通风孔21，精准喷放进电池箱2，实现储能柜火灾的早期精准灭火，同时阻隔灭火板6本身的绝热隔热效果，保证了锂离子电池热失控不扩展到相邻电池簇。
以上所提到的灭火剂包含但不限于七氟丙烷、二氧化碳、氮气等气体灭火剂，低温二氧化碳、液氮等低温液体灭火剂，全氟己酮等高沸点气体灭火剂，干粉灭火剂，水等。
当然，本实施例所述的阻隔灭火板还可应用与其他储能系统中。
实施例2
如图1和图2所示的一种具有储能系统用阻隔灭火板的储能柜，包括柜体1以及设置于柜体1内的电池簇，所述电池簇为若干个位于上下同一列的电池箱2，所述电池箱2的侧壁开设有若干通风孔21。相邻的电池簇之间设置有阻隔灭火板6，所述阻隔灭火板6上设置有若干用于喷射灭火剂的喷孔14，所述阻隔灭火板6内设置有流道式灭火剂通道，所述流道式灭火剂通道与设置于储能柜侧壁的灭火剂进口连通。
如图6所示，所述阻隔灭火板6包括流道式灭火剂通道、前阻隔板9、后阻隔板10，前阻隔板9设置于灭火剂通道朝向电池簇的一侧，后阻隔板10设置于灭火剂通道的另一侧，前阻隔板9板表面均开设有若干供喷孔14延伸出的通孔15。通孔15的直径略大于喷孔14的直径。其中，前阻隔板9和后阻隔板10采用但不限于气凝胶、防火纤维、纳米防火材料等绝热隔热材料，防止锂离子电池热失控扩展到相邻的电池簇，发生热失控扩展，导致火灾的迅速扩大。
本实施例中，流道式灭火剂通道包括进剂管7、流道板16、密封板19，如图7-9所示，所述流道板16背离开有通孔15的阻隔板一侧的表面均匀开设有四条流道槽17，便于灭火剂的均匀分布，所述进剂管7与流道槽17连通，流道板16与开有通孔15的阻隔板之间设置密封板19。流道槽17的外侧开设有密封槽20，所述密封槽20内设置有密封条18。流道式灭火剂流通管道是由密封板19、密封条18、流道板16夹紧后，在流道槽17上形成的带喷孔14的通道组成的。所述的流道槽17的槽内由上至下开均匀设有若干喷孔14，便于灭火剂的均匀分布。同时各个流道槽17上位于同一高度的喷孔14对应同一个电池箱2的不同位置，既保证了喷放强度，又便于灭火剂喷放后在电池箱2内的均匀分布。流道槽17、密封槽20和喷孔14通过在流道板16上铣削和钻孔加工而成。
本实施例中，流道式灭火剂通道包括依次连接的进剂管7、环管12、直管13，所述直管13包括四根，均连接于环管12的下部，所述喷孔14均匀分布于直管13朝向电池箱2的一侧，保证各个喷孔14灭火剂的均匀分配。所述喷孔14与电池箱2中的部分通风孔21相连通，便于灭火剂能够直接喷放进电池箱2中。其中，四个支管上同一高度的喷孔14对应同一个电池箱2的不同位置，既保证了喷放强度，又便于灭火剂喷放后在电池箱2内的均匀分布。
当储能柜内使用阻隔灭火板6时，可选择两种灭火剂的喷放方式，一种为主动选择分配式，具体为：如图1所示，喷孔14为开放式。电池箱2表面安装有火灾探测装置5，柜体1内设置有主管3，主管3一端与灭火剂连通，另一端与进剂管7连通。主管3与进剂管7之间设置有选择阀4。火灾探测装置5用于探测起火电池箱2所在电池簇。其中，选择阀4采用电动、电磁或气动方式打开，用于将灭火剂分配到发生火灾的电池簇及其相邻电池簇，完成灭火。
当锂离子电池出现热失控发生火灾后，由火灾探测装置5确定起火电池箱2位置及其所在电池簇，启动灭火装置，并打开起火电池箱2所在电池簇的选择阀4，通过主管3、选择阀4、阻隔灭火板6，将灭火剂由电池箱2侧面的通风孔21，精准喷放进起火电池簇的所有电池箱2，实现储能柜火灾的早期精准灭火，同时阻隔灭火板6本身的绝热隔热效果，保证了锂离子电池热失控不扩展到相邻电池簇。
另一种为被动选择分配式，如图2所示，具体为：喷孔14上安装有感温动作元件。该感温动作元件包含但不限于聚酰胺纤维、易熔合金、感温玻璃球等。当电池箱2发生火灾时，相邻喷孔14上的感温动作元件熔化或动作，喷孔14打开，同时火灾探测装置5发出火灾信号，启动灭火装置准确地向火灾所在位置的电池箱2喷射灭火剂，完成灭火剂的精准喷放，实现准确灭火。
当锂离子电池出现热失控发生火灾后，由火灾探测装置5发出火灾信号，启动灭火装置，同时由于电池箱2高温，其相邻喷孔14上的感温动作元件熔化或动作，喷孔14打开，灭火剂通过打开的喷孔14，经电池箱2侧面的通风孔21，精准喷放进电池箱2，实现储能柜火灾的早期精准灭火，同时阻隔灭火板6本身的绝热隔热效果，保证了锂离子电池热失控不扩展到相邻电池簇。
以上所提到的灭火剂包含但不限于七氟丙烷、二氧化碳、氮气等气体灭火剂，低温二氧化碳、液氮等低温液体灭火剂，全氟己酮等高沸点气体灭火剂，干粉灭火剂，水等。
当然，本实施例所述的阻隔灭火板还可应用与其他储能系统中。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种储能系统用阻隔灭火板的储能柜，其特征在于：所述储能柜包括柜体(1)以及设置于柜体(1)内的电池簇，所述电池簇为若干个位于上下同一列的电池箱(2)，阻隔灭火板(6)设置于相邻的电池簇之间，所述阻隔灭火板(6)上设置有若干用于喷射灭火剂的喷孔(14)，所述阻隔灭火板(6)内设置有灭火剂通道，所述喷孔(14)与灭火剂通道连通，所述灭火剂通道与设置于储能柜侧壁的灭火剂进口连通，所述电池箱的侧壁开设有若干通风孔(21)，所述喷孔(14)与通风孔(21)相连通；
所述灭火剂通道两侧设置有阻隔板,所述阻隔板一侧的表面开设有若干供喷孔(14)延伸出的通孔(15)，所述灭火剂通道为管道式灭火剂通道或流道式灭火剂通道；
所述管道式灭火剂通道包括依次连接且相互连通的进剂管(7)、环管(12)、直管(13)，所述直管(13)连接于环管(12)的下部，所述喷孔(14)均匀分布于直管(13)的同侧；
所述流道式灭火剂通道包括进剂管(7)、流道板(16)、密封板(19)，所述流道板(16)背离开有通孔(15)的阻隔板一侧的表面开设有流道槽(17)，流道板(16)与未开有通孔(15)的阻隔板之间设置密封板(19)，所述进剂管(7)与流道槽(17)连通，所述的流道槽(17)的槽内开设有若干喷孔(14)；
所述柜体(1)内设置有主管(3)，所述主管(3)一端与灭火剂连通，另一端与进剂管(7)连通，所述电池箱(2)表面安装有火灾探测装置(5)；
所述主管(3)与进剂管(7)之间设置有选择阀(4)。
2.根据权利要求1所述的一种储能系统用阻隔灭火板的储能柜，其特征在于：所述管道式灭火剂通道两侧阻隔板的外侧分别设置有外板，朝向电池簇一侧的外板表面开设有若干供喷孔(14)延伸出的通孔(15)。
3.根据权利要求1所述的一种储能系统用阻隔灭火板的储能柜，其特征在于：所述流道槽(17)的外侧开设有密封槽(20)，所述密封槽(20)内设置有密封条(18)。
4.根据权利要求1所述的一种储能系统用阻隔灭火板的储能柜，其特征在于：所述阻隔灭火板的材质采用气凝胶、防火纤维或纳米防火材料。
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