CN117797434A - 一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其控制方法 - Google Patents

一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其控制方法 Download PDF

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CN117797434A CN202410008841.0A CN202410008841A CN117797434A CN 117797434 A CN117797434 A CN 117797434A CN 202410008841 A CN202410008841 A CN 202410008841A CN 117797434 A CN117797434 A CN 117797434A
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Abstract

本发明提供一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其控制方法，装置包括设置于集装箱电池组内部的消防系统、防火门，消防系统包括传感系统、控制系统、执行系统、报警系统和消防柜，控制系统和报警系统设置于消防柜内，消防柜设置于集装箱电池组内部的电池系统一侧，电池系统的外围以及其内部的每个片区之间均通过设置防火门形成相互隔离，传感系统在电池系统的每个片区内均有设置，执行系统布置于电池系统内部空间的四周及上下侧。本发明最大程度的保证了锂电池组在集装箱电池系统中的安全性。确保了当某个或某些锂电池组因热失控起火时，消防系统作业最多只会影响某一单独区域内的锂电池组，减少锂电池组因热失控造成的经济损失。

Description

一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其 控制方法
技术领域：
本发明属于消防安全技术领域，具体涉及一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其控制方法。
背景技术：
船舶全电推进技术的发展已进入快车道。目前，随着世界范围内新能源船舶的不断大力推广，以及全电池动力系统规模和要求的不断提高，集装箱换电式的电池动力系统被提上日程。为了满足海运船舶的航行里程需求，集装箱电池组中集中安放了大量的锂电池组，这给航行安全带来了安全隐患。
电池动力船舶根据其自身安全性特点需要考虑的问题包括锂电池自身安全性、锂电池温升监测与控制、锂电池热失控预防和监控等。在船舶航行中，若某个锂电池组一旦发生热失控会迅速起火并蔓延至整个集装箱电池组，造成严重的火灾，不仅影响船舶的正常运行，而且造成严重的人员伤亡和巨大经济损失，因此集装箱电池组的消防安全保障至关重要。
发明申请CN202111172815.4设计了一种边缘侧主动消防监测装置及系统，通过在火灾发生时引爆消防灭火剂的方式进行灭火，该方案只是一次性的灭火方法，若火灾没能被灭火剂扑灭则无法进行二次灭火，仍然存在着较大安全隐患。
发明申请CN202110800348.9提出了一种储能集装箱电池热管理及消防系统，能够有效应对集装箱电池系统的热失控现象，但是对于集装箱电池的消防仅提及了采用七氟丙烷和水，未给出具体的技术实施方案。
发明申请CN202111293229.5设计了一种集装箱储能系统的消防装置及其消防方法，其采用了消防灭火气体和消防水结合的方法，并详细设置了不同锂电池参数下的消防措施，但是水消防方案采用将集装箱内完全注水的方法较为极端，不利于集装箱电池系统中未发生故障锂电池组的保存，一旦锂电池组热失控，该方案会使得整个集装箱电池系统报废，合理性不够、经济性不足。
本发明针对锂电池组在集装箱内的布置、锂电池安全防控、锂电池组与船舶管理系统的协调等因素，开发一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，以保障船用集装箱电池组的使用安全。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置及其控制方法。
本发明采用以下技术方案：
(一)本发明提供一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，包括设置于集装箱电池组内部的消防系统和防火门；消防系统包括传感系统、控制系统、执行系统、报警系统和消防柜，控制系统和报警系统均安装于消防柜上，消防柜设置于集装箱电池组内部的电池系统一侧；电池系统的外围以及其内部的每个片区之间均通过设置防火门形成相互隔离，传感系统在电池系统的每个片区内均有设置，具有三重消防功能的执行系统布置于电池系统内部空间的四周及上下侧，消防柜以及设置在集装箱电池组外部的外部水源分别与执行系统连接，传感系统、执行系统和报警系统分别与控制系统信号连接。
进一步的，所述执行系统包括排风系统、七氟丙烷系统和水消防系统，排风系统和七氟丙烷系统布置于电池系统内部空间的顶部；所述七氟丙烷系统内设置有七氟丙烷灭火剂，七氟丙烷灭火剂在集装箱电池组中的设置量，可确保七氟丙烷在本系统中喷射时的压力与浓度能够满足集装箱锂电池组灭火的需求；所述水消防系统布置于电池系统内部空间的周向且其内部每个片区的每层电池架上均有布置。
进一步的，所述排风系统还布置于消防柜处，排风系统包括多个排风扇，每道防火门的顶部以及消防柜所在空间的底部均安装有至少一个排风扇，其中，安装于消防柜处的排风扇与集装箱电池组的外界连通。
进一步的，所述七氟丙烷系统包括七氟丙烷存储罐、消防管和喷嘴；七氟丙烷存储罐安装于消防柜内，消防管与七氟丙烷存储罐连接并从消防柜中伸出，消防管穿过消防柜与电池系统之间的防火门并在电池系统内部空间的顶部排布，消防管在电池系统内部空间的顶部至少衍生出两根间隔排列的分支管一，且每根分支管一上至少间隔安装有两个朝向电池系统的喷嘴。
进一步的，所述水消防系统包括水管、水喷头和排水口，水管连通外部水源并延伸至电池系统内部，水管在电池系统内部空间衍生出多根分支管二，使每个片区的每层电池架上部分别设有一根分支管二，且每根分支管二上至少间隔安装有两个朝向电池架的水喷头，电池系统底部设有与外界连通的排水口。
进一步的，所述传感系统包括可燃气体探测器、烟雾探测器、温度探测器以及视频监测系统，分别与控制系统信号连接。
进一步的，所述控制系统包括控制中心以及分别与其信号连接的手动/自动切换模块、存储模块和报警模块，手动/自动切换模块与执行系统信号连接，报警模块与报警系统信号连接。
进一步的，所述报警系统为本地报警系统，通过控制系统与远程报警系统的报警主机信号连接，报警系统包括声光报警器和喷洒警示器，安装于消防柜箱体的外侧面上。
进一步的，本装置还包括手动按钮，手动按钮与水消防系统信号连接。
(二)本发明还提供了以上所述的船舶集装箱电池组用消防装置的作业控制方法，包括以下步骤：
步骤1：参数监测；当集装箱电池组在正常运转作业时，消防系统的传感系统负责实时监测所有消防参数，包括可燃气体浓度x、锂电池组温度t和感烟探测器信号s，同时将电池系统中各个片区内的视频传输至的控制系统和/或上位机的显示屏上；
步骤2：火警判断；控制系统在对步骤1中获得的相关参数进行处理后，若此时电池系统中某个片区内的任何一种可燃气体浓度xi大于该气体的标准爆炸下限浓度Xi，则转至步骤3，其中i表示各种类型的可燃气体或可燃液体蒸汽或可燃粉尘；若电池系统中某个独立区域内的任意锂电池组的温度t大于锂电池组热失控温度T，同时传感系统检测到电池系统区域内有烟雾向控制系统发送烟雾报警信号s，则转至步骤4；
步骤3：排风系统作业；控制系统接收到来自步骤2发送的可燃气体浓度xi超过爆炸下限浓度Xi的报警信息后，直接向排风系统发出指令驱使其作业，使得可燃气体排出集装箱，排风作业直至电池系统区域内的可燃气体浓度xi低于该气体的爆炸极限Xi后再持续作业1分钟以上；与此同时，控制系统将报警信息反馈至报警系统；
步骤4：七氟丙烷系统作业；控制系统接收到来自步骤2发送的温度报警与感烟报警后，控制系统将消防作业信息发送给七氟丙烷系统和报警系统，报警系统提醒工作人员警备；消防系统首先将电池系统中温度与感烟异常区域内的排风系统关闭，然后启动消防柜中的气控阀，经过20～40s的延时后，开启七氟丙烷系统，七氟丙烷系统在电池系统中异常区域内释放七氟丙烷药剂进行灭火作业；
步骤5：水消防系统作业；当电池系统经过步骤4的七氟丙烷消防系统喷放七氟丙烷结束后，等待灭火剂惰化后，若控制系统仍然检测到电池系统中的温度异常以及感烟异常，报警系统仍然在发出警报，工作人员首先通过控制系统或上位机的显示屏观察电池系统异常区域内的情况，若仍然可见明火或火灾复燃，工作人员手动操作，启动水消防系统，进行喷水灭火作业。
进一步的，所述步骤4中，七氟丙烷系统的七氟丙烷灭火剂量W大于七氟丙烷药剂设计总量Wz，Wz＝W1+W2+W3，其中W1为七氟丙烷消防系统灭火剂存储量，W1＝K*V*C/P*(100-C)；W2为消防管道内七氟丙烷剩余量，W2＝πDw2*L/4P；W3为七氟丙烷钢瓶内的灭火剂剩余量，W3的质量按七氟丙烷钢瓶内引升管管口以下容积量换算；其中，K为高于海平面修正系数，取K＝1；V为当前电池系统独立区域的总设计容积；C为七氟丙烷设计灭火浓度；P为七氟丙烷过热蒸汽在101KPa大气压和最低环境温度下的比容，P＝0.1269+0.000513*Tq，Tq为电池系统内最低环境温度，取Tq＝20℃；Dw为七氟丙烷消防系统的消防管直径，Dw＝k*Qw1/2，k为设计系数，k取8～16；Qw为消防管平均设计流量，Qw＝W1/t，t为七氟丙烷设计喷放时间，取t＝8～10s；L为七氟丙烷消防系统中消防管网设计长度。
本发明的有益效果：
1、本发明研发了具有三重消防功能的船用集装箱电池组用消防装置，针对集装箱电池组发生火灾的不同诱因和不同灭火方法所产生的不同效果，在集装箱电池组内部设置了三重消防系统，包括排风系统、七氟丙烷系统和水消防系统，分别应对可燃气体浓度超标、电池热失控起火以及气体灭火剂作业效果不理想三种锂电池组安全故障情况，最大程度的保证了锂电池组在集装箱电池系统中的安全性。
2、本发明采用防火门将集装箱电池系统内部分隔成多个独立区域，每个区域内都单独设置有电池架和锂电池组，并且七氟丙烷消防系统以及排风系统都设置延伸至每一个独立区域内，水消防系统单独延伸设置在电池架上每一层锂电池组的上方，确保了当某个或某些锂电池组因热失控起火时，消防系统作业最多只会影响某一单独区域内的锂电池组，减少锂电池组因热失控造成的经济损失。
3、本发明定量设置了七氟丙烷灭火剂在集装箱电池组中的用量，确保了七氟丙烷在本系统中喷射时的压力与浓度能够满足集装箱锂电池组灭火的需求。同时严格设置了水消防系统的使用条件，必须在七氟丙烷灭火气体作用无效后才可使用，并且水消防系统必须为工作人员手动控制，作为集装箱电池组消防管理的最终保险方案，不可以轻易使用防止导致锂电池组的报废，同时水消防系统可以完全脱离控制系统手动进行强制灭火作业，防止了因系统故障导致的火灾蔓延情况。
附图说明：
图1是本发明的消防装置控制系统组成逻辑图；
图2是本发明的消防装置总体布局俯视图；
图3是本发明的消防装置总体布局正视图；
图4是本发明的消防装置作业控制流程图。
图中：
1-消防系统、2-集装箱电池组、3-防火门、4-电池系统、5-电池架、6-外部水源；
11-传感系统、12-控制系统、13-执行系统、14-报警系统、15-手动按钮、16-消防柜；
111-可燃气体探测器、112-烟雾探测器、113-温度探测器、114-视频监测系统；
121手动/自动切换模块、122控制中心、123存储模块、124报警模块；
131排风系统、132-七氟丙烷系统、133-水消防系统、134-消防管、135-喷嘴、136-水管、137-水喷头、138-排风扇、139-排水口；
141-声光报警器、142-喷洒警示器、143报警主机。
具体实施方式：
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例提供一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，如图1～3所示，包括设置于集装箱电池组2内部的消防系统1、防火门3，消防系统1为集装箱电池组2提供消防保障，防火门3用于隔离电池系统4中的每个片区和消防系统1中的消防柜，或根据设备需要进行空间隔离。
消防系统1主要由四个部分组成，包括有传感系统11、控制系统12、执行系统13和报警系统14。控制系统12、报警系统14均安装于消防柜16上，消防柜16设置于集装箱电池组2内部的电池系统4一侧，传感系统11在电池系统4的每个片区内均有设置，执行系统13布置于电池系统4内部空间的四周及上下侧，消防柜16以及设置在集装箱电池组2外部的外部水源6分别与执行系统13连接，传感系统11、执行系统13、报警系统14分别与控制系统12信号连接。
传感系统11用于检测集装箱电池组2内部各类参数，其主要包含有可燃气体探测器111、烟雾探测器112、温度探测器113以及视频监测系统114；控制系统12将从传感系统11中采集的信息进行处理并向执行系统13和报警系统14发送相应作业指令信息，其主要包含手动/自动切换模块121、控制中心122、存储模块123和报警模块124；执行系统13包含三种消防应对手段，包括排风系统131、七氟丙烷系统132和水消防系统133；报警系统14为本地报警系统，通过控制系统12与远程报警系统的报警主机143信号连接，报警系统14包括声光报警器141和喷洒警示器142，安装于消防柜16箱体的外侧面上，远程报警系统的报警主机143设置在船舶驾驶台上。
消防柜16中还安设有手动按钮15，手动/自动切换模块121的拨片开关默认处于自动档位且该拨片开关也设置在消防柜16中。手动/自动切换模块121、存储模块123和报警模块124分别与控制中心122信号连接，手动/自动切换模块121与执行系统13信号连接，报警模块124与报警系统14信号连接。手动按钮15与水消防系统133信号连接。手动按钮15主要用于人工开启水消防系统133，在发生火情时，若七氟丙烷系统132成功完成灭火工作，则无需按下手动按钮15，即水消防系统133不开启。集装箱电池组2内部的一侧设置有消防柜16，用以放置消防系统1的主要控制硬件、监控显示屏以及开关按钮等。集装箱电池组2的其余内部空间均用以放置电池系统4，且在消防柜16和电池系统4之间设置防火门3隔开，使得消防柜16与电池系统4之间形成独立的空间。电池系统4的外围以及其内部的每个片区之间均通过设置防火门3形成相互隔离。电池系统4被分为两个以上的独立区域，在每个独立区域内设置有电池架5，每个电池架5上存放有数量若干的锂电池组，且各个区域之间也通过防火门3隔开，确保报各个区域内的锂电池组在发生意外时互不干扰。在电池系统4的各个独立区域内均单独设置有传感系统11中的所有检测与监测设备，分别与控制系统12信号连接。
排风系统131、七氟丙烷系统132布置于电池系统4内部空间的顶部，水消防系统133布置于电池系统4内部空间的周向且其内部每个片区的每层电池架5上均有布置。排风系统131还布置于消防柜16处，排风系统131包括多个排风扇138，每道防火门3的顶部以及消防柜16所在空间的底部均安装有至少一个排风扇138，其中，安装于消防柜16处的排风扇138与集装箱电池组2的外界连通。
七氟丙烷系统132包括七氟丙烷存储罐、消防管134、喷嘴135，七氟丙烷存储罐安装于消防柜16内，消防管134与七氟丙烷存储罐连接并从消防柜16中伸出，消防管134穿过消防柜16与电池系统4之间的防火门3并在电池系统4内部空间的顶部排布，消防管134在电池系统4内部空间的顶部至少衍生出两根间隔排列的分支管一，且每根分支管一上至少间隔安装有两个朝向电池系统4的喷嘴135。由于七氟丙烷为气体灭火剂，因此在电池系统4的每个独立区域中的电池架5的顶部设置有至少一个喷嘴135。
水消防系统133包括水管136、水喷头137、排水口139，水管136连通外部水源6并延伸至电池系统4内部，水管136在电池系统4内部空间衍生出多根分支管二，使每个片区的每层电池架5上部分别设有一根分支管二，且每根分支管二上至少间隔安装有两个朝向电池架5的水喷头137，电池系统4底部设有与外界连通的排水口139。水消防系统133从集装箱电池组2底部外侧的外部水源6伸出水管136，沿集装箱电池组2的纵向延伸至集装箱电池组2的内部顶端，并沿集装箱电池组2的纵向设置有多条横向布置的分支管二，延伸并贯穿电池系统4的各个独立区域的电池架5，横向布置的分支管二数量和电池架5存放电池包的层数一致，且每根横向布置的分支管二均设置在电池架5每层电池包的上部。此外，在电池系统4的每个独立区域内的分支管二上，均布置至少两个水喷头137，确保喷水作业时能够更好的覆盖整个电池架5，在电池系统4每个独立区域内电池架5的底部均单独设置有排水口139，排水口139通过水管连通外部水源6。所述七氟丙烷系统132的各个喷嘴135以及水消防系统133的各个水喷头137均可由控制系统12单独控制开关，通过手动/自动切换模块121实现人工操作。
实施例2
本发明实施例提供一种船舶集装箱电池组用消防装置的作业控制方法，基于实施例1所述的消防装置而实现，参照图4，控制方法具体包括以下步骤：
步骤1，参数监测。当集装箱电池组在正常运转作业的时，消防系统的传感系统负责实时监测所有消防参数，包括可燃气体浓度x、锂电池组温度t和感烟探测器信号s等，同时视频监测系统还实时将电池系统中各个独立区域内的视频传输至控制中心的显示屏上。
步骤2，火警判断。消防控制系统在对步骤1中获得的相关参数进行处理后，若此时电池系统中某个独立区域内的任何一种可燃气体浓度xi大于该气体的标准爆炸下限浓度Xi，则转至步骤3，其中i表示各种类型的可燃气体或可燃液体蒸汽或可燃粉尘，例如氢气等；若电池系统中某个独立区域内的任意锂电池组的温度t大于锂电池组热失控温度T，同时烟雾探测器检测到电池系统区域内有烟雾向控制中心发送烟雾报警信号s，则转至步骤4。
步骤3，排风系统作业。控制中心接收到来自步骤2发送的可燃气体浓度xi超过爆炸下限浓度Xi的报警信息后，直接向排风系统发出指令驱使集装箱电池组中的所有排风扇作业，使得电池系统各个独立区域中的空气通过顶部的排风扇汇入位于集装箱电池组中消防柜所在的独立空间，然后经过位于集装箱底部的排风扇将可燃气体排出集装箱，排风作业直至电池系统区域内的可燃气体浓度xi低于该气体的爆炸极限Xi后再持续作业1分钟以上；同时控制中心将报警信息反馈至报警系统，声光报警器作业发出报警鸣笛与报警闪烁灯，工作人员打开消防柜外门，随时准备按下位于消防柜中的手动按钮强制进行消防作业。
步骤4，七氟丙烷系统作业。控制中心接收到来自步骤2发送的温度报警与感烟报警后，控制中心将消防作业信息发送给消防系统中的七氟丙烷系统和报警系统。报警系统本地报警中的声光报警器首先开启，提醒工作人员警备；同时控制中心操控安装在船舶驾控台的火灾报警主机开始报警，提示船舶驾驶人员。消防系统首先将电池系统中温度与感烟异常区域内的风扇关闭，然后启动消防柜中的气控阀，经过一段时间(可取20～40s)的延时后，开启七氟丙烷系统中的七氟丙烷钢瓶的瓶头阀，并开启电池系统中异常区域内的七氟丙烷喷嘴，释放七氟丙烷药剂进行灭火作业。
本发明中七氟丙烷系统的七氟丙烷灭火剂量W大于七氟丙烷药剂设计总量Wz，Wz＝W1+W2+W3，其中W1为七氟丙烷消防系统灭火剂存储量，W1＝K*V*C/P*(100-C)；W2为消防管道内七氟丙烷剩余量，W2＝πDw2*L/4P；W3为七氟丙烷钢瓶内的灭火剂剩余量，W3的质量按七氟丙烷钢瓶内引升管管口以下容积量换算；
其中，K为高于海平面修正系数，取K＝1；
V为当前电池系统独立区域的总设计容积；
C为七氟丙烷设计灭火浓度；
P为七氟丙烷过热蒸汽在101KPa大气压和最低环境温度下的比容，P＝0.1269+0.000513*Tq，Tq为电池系统内最低环境温度，取Tq＝20℃；
Dw为七氟丙烷消防系统的消防管直径，Dw＝k*Qw1/2，k为设计系数，k取8～16；Qw为消防管平均设计流量，Qw＝W1/t，t为七氟丙烷设计喷放时间，取t＝8～10s；
L为七氟丙烷消防系统中消防管网设计长度。
步骤5，水消防系统作业。当电池系统经过步骤4的七氟丙烷消防系统喷放七氟丙烷结束后，等待灭火剂惰化一定时间后，若控制中心仍然检测到电池系统中的温度异常以及感烟异常，报警系统仍然在发出警报，工作人员需首先通过设置在消防柜或船舶驾驶台报警中心上的监控屏观察电池系统异常区域内的情况，若仍然可见明火或火灾复燃，则需手动按下消防柜中的手动按钮，启动水消防系统。
当控制中心接收到水消防系统启动的信号后，根据当前检测到的电池系统异常区域，控制中心明确当前发生异常的锂电池组所在电池架层数，启动相应层的横向水管的电动水喷头，水管内的水通过水喷头对异常锂电池组所在层进行降温和二次灭火作业。
此时工作人员仍需持续观察电池系统异常区域内的监控屏，确保火灾被扑灭后，手动按下消防柜中的手动按钮，结束水消防作业；若发现当前异常区域内火灾仍在继续，但控制中心因未知原因不再发出报警，水消防系统未成功启动，则拨动消防柜中的手动/自动切换模块，手动控制消防系统，再按下消防柜中的手动按钮，开始异常锂电池组所在独立区域进行强制水消防作业，启动该区域内的所有水喷头，确保消除火灾，保证船舶安全。
当水消防作业结束后，电池系统中异常锂电池组所在独立区域内的消防水通过设置在集装箱底部的排水口流出，避免造成消防水的堆积，引发电气设备的短路等故障。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
包括设置于集装箱电池组(2)内部的消防系统(1)和防火门(3)；
消防系统(1)包括传感系统(11)、控制系统(12)、执行系统(13)、报警系统(14)和消防柜(16)，控制系统(12)和报警系统(14)均安装于消防柜(16)上，消防柜(16)设置于集装箱电池组(2)内部的电池系统(4)一侧；
电池系统(4)的外围以及其内部的每个片区之间均通过设置防火门(3)形成相互隔离，传感系统(11)在电池系统(4)的每个片区内均有设置，具有三重消防功能的执行系统(13)布置于电池系统(4)内部空间的四周及上下侧，消防柜(16)以及设置在集装箱电池组(2)外部的外部水源(6)分别与执行系统(13)连接，传感系统(11)、执行系统(13)和报警系统(14)分别与控制系统(12)信号连接。
2.根据权利要求1所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述执行系统(13)包括排风系统(131)、七氟丙烷系统(132)和水消防系统(133)，排风系统(131)和七氟丙烷系统(132)布置于电池系统(4)内部空间的顶部；所述七氟丙烷系统(132)内设置有七氟丙烷灭火剂，七氟丙烷灭火剂在集装箱电池组中的设置量，可确保七氟丙烷在本系统中喷射时的压力与浓度能够满足集装箱锂电池组灭火的需求；所述水消防系统(133)布置于电池系统(4)内部空间的周向且其内部每个片区的每层电池架(5)上均有布置；还设置有手动按钮(15)，所述手动按钮(15)与水消防系统(133)信号连接。
3.根据权利要求2所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述排风系统(131)还布置于消防柜(16)处，排风系统(131)包括多个排风扇(138)，每道防火门(3)的顶部以及消防柜(16)所在空间的底部均安装有至少一个排风扇(138)，其中，安装于消防柜(16)处的排风扇(138)与集装箱电池组(2)的外界连通。
4.根据权利要求2所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述七氟丙烷系统(132)包括七氟丙烷存储罐、消防管(134)和喷嘴(135)；七氟丙烷存储罐安装于消防柜(16)内，消防管(134)与七氟丙烷存储罐连接并从消防柜(16)中伸出，消防管(134)穿过消防柜(16)与电池系统(4)之间的防火门(3)并在电池系统(4)内部空间的顶部排布，消防管(134)在电池系统(4)内部空间的顶部至少衍生出两根间隔排列的分支管一，且每根分支管一上至少间隔安装有两个朝向电池系统(4)的喷嘴(135)。
5.根据权利要求2所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述水消防系统(133)包括水管(136)、水喷头(137)和排水口(139)，水管(136)连通外部水源(6)并延伸至电池系统(4)内部，水管(136)在电池系统(4)内部空间衍生出多根分支管二，使每个片区的每层电池架(5)上部分别设有一根分支管二，且每根分支管二上至少间隔安装有两个朝向电池架(5)的水喷头(137)，电池系统(4)底部设有与外界连通的排水口(139)。
6.根据权利要求1所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述传感系统(11)包括可燃气体探测器(111)、烟雾探测器(112)、温度探测器(113)以及视频监测系统(114)，分别与控制系统(12)信号连接。
7.根据权利要求1所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述控制系统(12)包括控制中心(122)以及分别与其信号连接的手动/自动切换模块(121)、存储模块(123)和报警模块(124)，手动/自动切换模块(121)与执行系统(13)信号连接，报警模块(124)与报警系统(14)信号连接。
8.根据权利要求1所述的具有三重消防功能的船舶集装箱电池组用消防装置，其特征在于，
所述报警系统(14)为本地报警系统，通过控制系统(12)与远程报警系统的报警主机(143)信号连接，报警系统(14)包括声光报警器(141)和喷洒警示器(142)，安装于消防柜(16)箱体的外侧面上。
9.一种如权利要求2～5任一所述的船舶集装箱电池组用消防装置的作业控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：参数监测；当集装箱电池组在正常运转作业时，消防系统的传感系统负责实时监测所有消防参数，包括可燃气体浓度x、锂电池组温度t和感烟探测器信号s，同时将电池系统中各个片区内的视频传输至的控制系统和/或上位机的显示屏上；
步骤2：火警判断；控制系统在对步骤1中获得的相关参数进行处理后，若此时电池系统中某个片区内的任何一种可燃气体浓度xi大于该气体的标准爆炸下限浓度Xi，则转至步骤3，其中i表示各种类型的可燃气体或可燃液体蒸汽或可燃粉尘；若电池系统中某个独立区域内的任意锂电池组的温度t大于锂电池组热失控温度T，同时传感系统检测到电池系统区域内有烟雾向控制系统发送烟雾报警信号s，则转至步骤4；
步骤3：排风系统作业；控制系统接收到来自步骤2发送的可燃气体浓度xi超过爆炸下限浓度Xi的报警信息后，直接向排风系统发出指令驱使其作业，使得可燃气体排出集装箱，排风作业直至电池系统区域内的可燃气体浓度xi低于该气体的爆炸极限Xi后再持续作业1分钟以上；与此同时，控制系统将报警信息反馈至报警系统；
步骤4：七氟丙烷系统作业；控制系统接收到来自步骤2发送的温度报警与感烟报警后，控制系统将消防作业信息发送给七氟丙烷系统和报警系统，报警系统提醒工作人员警备；消防系统首先将电池系统中温度与感烟异常区域内的排风系统关闭，然后启动消防柜中的气控阀，经过20～40s的延时后，开启七氟丙烷系统，七氟丙烷系统在电池系统中异常区域内释放七氟丙烷药剂进行灭火作业；
步骤5：水消防系统作业；当电池系统经过步骤4的七氟丙烷消防系统喷放七氟丙烷结束后，等待灭火剂惰化后，若控制系统仍然检测到电池系统中的温度异常以及感烟异常，报警系统仍然在发出警报，工作人员首先通过控制系统或上位机的显示屏观察电池系统异常区域内的情况，若仍然可见明火或火灾复燃，工作人员手动操作，启动水消防系统，进行喷水灭火作业。
10.根据权利要求9所述的船舶集装箱电池组用消防装置的作业控制方法，其特征在于，
所述步骤4中，七氟丙烷系统的七氟丙烷灭火剂量W大于七氟丙烷药剂设计总量Wz，Wz＝W1+W2+W3，其中W1为七氟丙烷消防系统灭火剂存储量，W1＝K*V*C/P*(100-C)；W2为消防管道内七氟丙烷剩余量，W2＝πDw2*L/4P；W3为七氟丙烷钢瓶内的灭火剂剩余量，W3的质量按七氟丙烷钢瓶内引升管管口以下容积量换算；
其中，K为高于海平面修正系数，取K＝1；
V为当前电池系统独立区域的总设计容积；
C为七氟丙烷设计灭火浓度；
P为七氟丙烷过热蒸汽在101KPa大气压和最低环境温度下的比容，
P＝0.1269+0.000513*Tq，Tq为电池系统内最低环境温度，取Tq＝20℃；
Dw为七氟丙烷消防系统的消防管直径，Dw＝k*Qw1/2，k为设计系数，k取8～16；Qw为消防管平均设计流量，Qw＝W1/t，t为七氟丙烷设计喷放时间，取t＝8～10s；
L为七氟丙烷消防系统中消防管网设计长度。
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