CN217691352U - 具有事故限制能力的船用电池集装箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有事故限制能力的船用电池集装箱，其包括外壳，外壳的侧壁上嵌设有防火门，外壳上开设有通风开口，通风开口处设有挡火风闸；外壳的顶面、底面及侧壁均为绝热结构板；绝热结构板上设有第一绝热材料；外壳内设有防火隔断件；防火隔断件将外壳内的空间分隔为电池存放区域和辅助系统区域；防火隔断件包括隔断板；其还包括事故隔离系统；辅助系统区域内设有火警报警设备和消防设备。本实用新型可以具备有效的事故限制能力，在事故发生时保证内部安保系统运行的正常，最大程度地将火灾事故限制在内部，保护了船用电池集装箱周围设施、船舶本身以及船上人员的安全。

Description

具有事故限制能力的船用电池集装箱

技术领域

本实用新型涉及船舶技术领域，特别涉及一种具有事故限制能力的船用电池集装箱。

背景技术

将锂电池置于集装箱内的箱式储能单元在陆地上已有广泛应用，随着电池技术的进一步成熟，这类箱式电池单元可以应用于船舶领域，作为船舶的主电源或储能装置，实现船舶动力的清洁化。

箱式电源在船舶的应用与陆地应用场景有所不同：由于船舶空间有限，用于船舶的箱式电源势必采用更加紧凑的布置来尽量提高能量密度。和陆地使用的箱式电源相比，船用箱式电源单位空间内布置的电池能量更高，而更高的能量密度会导致更高的事故风险以及事故剧烈程度。配置了锂电池的箱式电源面临的主要事故风险是由锂电池热失控导致的失火，要使配置了锂电池的箱式电源在船上实现大规模推广应用，除了采用合适的技术手段降低锂电池本身的失火风险以及采取适当的灭火手段外，采取措施对火灾事故进行限制、避免事故向周围蔓延，也是提高箱式电源安全性、进而能够推进箱式电源的普及应用。

现有技术对箱式电源安全性的提升主要从配置消防系统着手。在船用箱式电源设计和应用的指导性文件——中国船级社《纯电池动力船舶检验指南》中提到，箱式电源内的消防要求与对电池舱室的要求保持一致，为此应设置七氟丙烷灭火系统、二氧化碳灭火系统或压力水雾灭火系统其中之一，并安装固定式自动探火和失火报警系统。在现有技术中，船用箱式电源的安全防护方式基本均参照该指南的描述。例如，公开号为CN 110481748 A的专利公开的技术方案中，在其内部即设有包含了火警系统和灭火系统的消防柜。在包括上述技术方案在内的现有船用箱式电源技术方案中，除了参照指南要求设置灭火系统外，并无其他限制事故蔓延的措施。在公开号为CN209913535U的专利所公开的技术方案中，其所述的储能系统集装箱除了在箱内设有七氟丙烷柜式自动灭火柜外，还提到集装箱外壳结构和隔热保温材料采用阻燃材料，具有一定防火性。公开号为CN 209913535 U的专利的技术方案与公开号为CN 110481748 A的专利的技术方案相比，其内部防火能力有了一定改善，但并未实现对火灾事故的限制。

现有技术方案不能有效实现将火灾事故限制在箱式电源内部，具体缺点包括：

1、现有技术方案中，箱式电源的外壳不具备防火完整性。采用阻燃材料仅能有限延长内部火灾发生时由火灾初期到剧烈燃烧的时间，但无法防止火灾热量对外传递，因此会导致箱式电源外壳在火灾中受损，并进一步形成火灾向外蔓延；同时，现有技术方案中在箱式电源外壳上用于通风、散热的开孔通常只考虑防尘、防雨的功能，在火灾发生时，上述通风、散热开孔会形成火焰传播的通道，导致灭火系统失效以及火灾对外蔓延。

2、现有技术方案中，简单地将灭火系统(如上述方案中提到的消防柜)布置在箱式电源内部，其与电池处在同一空间，当电池失火时，相关火警及灭火设施会同时受到影响，可能导致在系统发挥作用前即失效，导致火灾无法控制。

3、现有技术方案中，采用的灭火系统主要依靠对火源的隔离、窒息实现灭火，但电池火灾释放的能量大、温度高，现有灭火手段效果有限并且缺乏对火场温度的控制，容易因高温导致火灾的扩散。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种具有事故限制能力的船用电池集装箱。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种具有事故限制能力的船用电池集装箱，其包括外壳，外壳的侧壁上嵌设有防火门，外壳上开设有通风开口，通风开口处设有用于在集装箱内发生火灾时将通风开口封闭的挡火风闸；外壳的顶面、底面及侧壁均为绝热结构板；绝热结构板上设有第一绝热材料；外壳内设有防火隔断件；防火隔断件将外壳内的空间分隔为电池存放区域和辅助系统区域；防火隔断件包括隔断板，隔断板的朝向电池存放区域的面上设有第二绝热材料；所述具有事故限制能力的船用电池集装箱还包括用于在火灾时向外壳内喷洒灭火物质的事故隔离系统；辅助系统区域内设有火警报警设备和消防设备。

绝热结构板还包括钢板件，第一绝热材料固设于钢板件，第一绝热材料朝向外壳的内部。

钢板件和第一绝热材料之间设有加强型材，加强型材固设于钢板件。

第一绝热材料和第二绝热材料均为A-60级绝热材料。

挡火风闸为A-60级挡火风闸。

隔断板的朝向辅助系统区域的面上设有结构加强件。

防火隔断件的端部固接于外壳，电池存放区域和辅助系统区域不相连通；电池存放区域和辅助系统区域各为独立区域。

事故隔离系统包括进水管道和设于进水管道上的喷嘴。

进水管道包括进水总管和支管；进水总管上连接有若干支管，喷嘴设于支管上；支管固设于外壳的顶面。

支管包括用于对外壳的侧壁喷水的支管和用于对电池喷水的支管。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型的船用电池集装箱，利用具有A-60级绝热材料覆盖的结构件构成外壳，并在外壳上设置防火门及挡火风闸，使外壳整体形成完整的防火分隔；通过在内部设置防火隔断，使集装箱内的电池存放区域与辅助系统区域分隔形成相对独立的空间，保证在电池失火时辅助系统仍具备正常运行的能力，避免火警及灭火系统因火灾导致失效进而使集装箱失去对事故的控制能力；通过在内部设置由管路及喷头构成的事故隔离系统，利用喷水实现在火灾发生时对集装箱侧壁的降温保护、并且进行辅助灭火。通过本技术方案，船用电池集装箱可以具备有效的事故限制能力，在事故发生时保证内部安保系统运行的正常，通过提高集装箱外壳的防火性能，最大程度地将火灾事故限制在自体内部，避免火焰、温度向外扩散，从而避免了火灾向周围蔓延，保护了船用电池集装箱周围设施、船舶本身以及船上人员的安全。

附图说明

图1为本实用新型较佳实施例的结构示意图。

图2为本实用新型较佳实施例的俯视示意图。

图3为本实用新型较佳实施例的绝热结构板的一种结构的示意图。

图4为本实用新型较佳实施例的绝热结构板的另一种结构的示意图。

图5为本实用新型较佳实施例的防火隔断件的结构示意图。

图6本实用新型较佳实施例的事故隔离系统的结构示意图。

图7为图6中的P向视图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。

如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种具有事故限制能力的船用电池集装箱，其包括外壳100，外壳的侧壁上嵌设有防火门102，外壳上开设有用于通风换气的通风开口103，通风开口处设有用于在集装箱内发生火灾时将通风开口封闭的挡火风闸104。挡火风闸为A-60级挡火风闸。防火门102和通风开口103均设于外壳的侧壁上。

外壳100的顶面、底面及侧壁均为绝热结构板101。

如图3所示，绝热结构板101上设有第一绝热材料105。第一绝热材料为A-60级绝热材料。外壳的顶面、底面及侧壁所用的绝热材料可根据所处位置不同分别选用适用的材质。

绝热结构板101还包括钢板件106，第一绝热材料105固设于钢板件106，第一绝热材料105朝向外壳的内部。

在另外优选方案中，如图4所示，钢板件106和第一绝热材料105之间设有加强型材107，加强型材固设于钢板件。

外壳100内设有防火隔断件200。防火隔断件200将外壳内的空间分隔为电池存放区域400和辅助系统区域500。

电池存放区域400内用于布置电池。辅助系统区域500内设有火警报警设备和消防设备。

防火隔断件的端部固接于外壳，比如，防火隔断件在竖直方向上可以与外壳的顶面和底面连接，并与外壳的侧壁连接。电池存放区域和辅助系统区域不相连通；电池存放区域和辅助系统区域各为独立区域。通过设置防火隔断件，使电池存放区域和辅助系统区域隔开，两个区域互相独立，从而保证电池区域具有防火完整性。

如图5所示，防火隔断件200包括隔断板202，隔断板202的朝向电池存放区域的面上设有第二绝热材料201；隔断板202的朝向辅助系统区域的面上设有结构加强件203。第二绝热材料为A-60级绝热材料。

具有事故限制能力的船用电池集装箱还包括用于在火灾时向外壳内喷洒灭火物质的事故隔离系统300。

如图6和图7所示，事故隔离系统300包括进水管道和设于进水管道上的喷嘴303。进水管道包括进水总管301和支管302；进水总管301上连接有若干支管302，喷嘴303设于支管302上；支管固设于外壳的顶面。支管包括用于对外壳的侧壁喷水的支管和用于对电池喷水的支管。

进水总管布置在集装箱内部，其与集装箱外的外部供水系统相连。图1和图6中，空心的箭头表示外部供水管系。图6中，实心箭头表示水流动的方向。支管布置在集装箱顶部，喷嘴装设在支管上。设置多个喷嘴使喷洒的水能够充分覆盖集装箱侧壁，同时还可以增设支管，使喷洒的水覆盖电池区域(由于船用锂电池包外壳防护等级为IP67，喷水不导致电池损坏)。

事故隔离系统在电池集装箱内部失火时由外部启动，启动后水经过管路由喷嘴处持续喷出，形成对集装箱侧壁的覆盖，并且也可向锂电池包喷水，起到隔离降温的作用，避免集装箱侧壁和锂电池包在火灾时温升过高产生破损，由此进一步起到将火灾事故限制在集装箱内部的作用。

本实用新型的具有事故限制能力的船用电池集装箱，集装箱由具有防火完整性的外壳、内部防火隔断、事故隔离系统组成，在火灾事故发生时，其外壳可以形成完整的防火分隔，避免火焰传播；其内部具备防火隔断，使火警、消防等安保系统在火灾时与电池区域隔离，保证系统运行正常及有效性；其内部具有利用喷水实现对外壳进行降温的事故隔离系统，进一步将火灾限制在集装箱内部，避免事故向外蔓延，实现对事故范围的有效限制。

本实用新型的船用电池集装箱具有以下优点：

1、本技术方案使集装箱外壳形成了完整的A-60级防火分隔，可以阻止火灾时产生的火焰及热量对外传播，从而实现将火灾限制在集装箱内部，避免事故范围扩大。

2、本技术方案使包括火警和消防设备在内的辅助系统拥有单独的布置空间，其与电池存放处所之间能够形成完整的A-60级防火分隔，从而保证在电池区域失火时火警和消防设备能够正常工作，确保安全防护措施能够正常实施，避免因安全防护措施失效导致事故无法控制。

3、本技术方案通过事故隔离系统实现对集装箱侧壁的喷水降温，一定程度上辅助灭火系统形成对火场的温度控制，一方面能够避免高温破坏外壳导致事故蔓延，另一方面也能提高灭火效率，实现对事故的有效控制。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有事故限制能力的船用电池集装箱，其包括外壳，外壳的侧壁上嵌设有防火门，其特征在于，外壳上开设有通风开口，通风开口处设有用于在集装箱内发生火灾时将通风开口封闭的挡火风闸；外壳的顶面、底面及侧壁均为绝热结构板；绝热结构板上设有第一绝热材料；外壳内设有防火隔断件；防火隔断件将外壳内的空间分隔为电池存放区域和辅助系统区域；防火隔断件包括隔断板，隔断板的朝向电池存放区域的面上设有第二绝热材料；所述具有事故限制能力的船用电池集装箱还包括用于在火灾时向外壳内喷洒灭火物质的事故隔离系统；辅助系统区域内设有火警报警设备和消防设备。

2.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，绝热结构板还包括钢板件，第一绝热材料固设于钢板件，第一绝热材料朝向外壳的内部。

3.如权利要求2所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，钢板件和第一绝热材料之间设有加强型材，加强型材固设于钢板件。

4.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，第一绝热材料和第二绝热材料均为A-60级绝热材料。

5.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，挡火风闸为A-60级挡火风闸。

6.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，隔断板的朝向辅助系统区域的面上设有结构加强件。

7.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，防火隔断件的端部固接于外壳，电池存放区域和辅助系统区域不相连通；电池存放区域和辅助系统区域各为独立区域。

8.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，事故隔离系统包括进水管道和设于进水管道上的喷嘴。

9.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，进水管道包括进水总管和支管；进水总管上连接有若干支管，喷嘴设于支管上；支管固设于外壳的顶面。

10.如权利要求1所述的具有事故限制能力的船用电池集装箱，其特征在于，支管包括用于对外壳的侧壁喷水的支管和用于对电池喷水的支管。

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