CN220735998U - 一种pack级水消防与灭火装置联动防护系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，包括空间消防水管路和灭火装置，灭火剂储罐与泵组连接，泵组通过出液管与灭火剂管网连接，灭火剂管网通过雾化喷射组件连接于储能集装箱内的每一个电池包，空间消防水管路上设有第一阀门，位于第一阀门进口侧的空间消防水管路通过PACK级水消防管与出液管连通，PACK级水消防管通过进水管与灭火剂储罐连通，PACK级水消防管上设有第二阀门，进水管与灭火剂储罐通过第三阀门连接，PACK级水消防管和/或进水管上还设有压力探测装置。有益效果：通过改进管线的布局方式，提供多种防控方式，实现电池热失控的前期、中期及后期全过程的持续防控，针对性强，响应速度快，高效、安全，灭火效果好。
Description
技术领域
本实用新型涉及储能电站消防技术领域，具体涉及一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统。
背景技术
储能电站一般由几个甚至几十个锂电池储能集装箱阵列布置，每个储能集装箱内排列多个电池箱，每个电池箱具有多个电池包排列成簇，电池包是封闭结构。锂电池储能集装箱的这种结构也使其具有内部空间狭小、排列紧密的特点，而且电池热失控的过程基本为电池自身发热，电池温度升高，电池内部发生剧烈放热反应，当电池温度达到200℃之上时，正极材料分解，释放出大量热和气体，持续升温，250-350℃时嵌锂态负极开始与电解液发生反应。在反应发生过程中，充电态正极材料开始发生剧烈分解反应，电解液发生剧烈的氧化反应，释放出大量的热，产生高温和大量气体，电池发生燃烧爆炸。因此，一旦电池包发生热管理失控，极易引发火灾，且伴随着爆炸风险，甚至会引发连锁反应，引起周围电池包的热失控，造成巨大的经济损失以及社会影响，而且电池发生火灾还具有极易复燃的特性。
储能电站常采用全淹没式灭火，在储能集装箱内设置空间灭火系统，通过储能集装箱内设置的探测器监测火灾情况，电池发生热失控时，检测到火灾后喷射气体灭火剂或液体灭火剂，在一定时间内将灭火剂充满整个空间，针对整个储能集装箱喷射灭火剂，这种一揽子灭火措施，虽然可以有效进行火灾抑制，但灭火系统触发后，储能集装箱内的电池将受到不可修复的损坏，而且无法从根源上进行火灾抑制，无法针对单个电池包的早期热失控进行抑制，灭火效果不理想，无法快速、高效和安全灭火。目前，针对储能电站的灭火，也出现了PACK级灭火系统，例如专利CN218420733U一种PACK级液体浸没式储能消防系统，通过消防温控一体机将灭火剂直接输送至电池包内，通过浸没单个电池包实现精准灭火，虽然这种灭火方式针对性强，响应速度快，但消防温控一体机的存储容量有限，当火灾出现复燃时，无法有效灭火，抑制火灾的效果存在一定局限性。
实用新型内容
本实用新型的目的克服现有技术的不足，提供一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，通过改进管线的布局方式，提供多种防控方式，而且本申请提供的防控方式可实现电池热失控的前期、中期及后期全过程的持续防控，具有针对性强，响应速度快，高效、安全等特点，灭火效果好。
本实用新型的目的是通过以下技术措施达到的：一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，包括设置于储能集装箱内的空间消防水管路和灭火装置，所述空间消防水管路铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，所述灭火装置包括灭火剂储罐、泵组、灭火剂管网和雾化喷射组件，所述灭火剂储罐与泵组连接，所述泵组通过出液管与灭火剂管网连接，所述灭火剂管网通过雾化喷射组件连接于储能集装箱内的每一个电池包，所述空间消防水管路上设有第一阀门，位于第一阀门进口侧的空间消防水管路通过PACK级水消防管与出液管连通，所述PACK级水消防管通过进水管与灭火剂储罐连通，所述PACK级水消防管上设有第二阀门，所述进水管与灭火剂储罐通过第三阀门连接，所述PACK级水消防管和/或进水管上还设有压力探测装置。
进一步地，当所述PACK级水消防管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第二阀门的出口侧；当所述进水管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第三阀门的进口侧。
进一步地，所述PACK级水消防管上还设有第一单流阀。
进一步地，当所述PACK级水消防管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第一单流阀的进口侧。
进一步地，所述泵组的出口端还设有第二单流阀。
进一步地，所述PACK级水消防管上还设有过滤器。
进一步地，所述灭火剂储罐还设有液位计。
进一步地，所述雾化喷射组件包括分箱阀阀体，所述分箱阀阀体内设有输液通道，所述输液通道与灭火剂管网连通，所述分箱阀阀体上还设有多个安装通道，每个安装通道均对应设置一个出液通道和一个刺破阀，所述安装通道、出液通道和输液通道交汇，所述交汇处设有膜片，所述膜片通过压紧螺母压紧，所述刺破阀用于刺破膜片，所述出液通道连接有喷射管，所述喷射管连接有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的出口端设于电池包内。
进一步地，所述膜片的两侧分别设有密封垫。
进一步地，所述灭火装置还包括灭火剂空间管路，所述灭火剂空间管路铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，所述灭火剂空间管路与出液管连接。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本申请通过改进管线的布局方式，实现储能电站的灭火药剂防控、PACK级水消防、空间水消防以及PACK级水消防+空间水消防等多种防控方式，而且本申请提供的防控方式可实现电池热失控的前期、中期及后期全过程持续防控，具有针对性强，响应速度快，高效、安全等特点，灭火效果好。此外，本申请还解决了消防水压与雾化喷射组件所需压力不匹配或不满足雾化要求的问题，本申请通过对PACK级水消防内水压的监测，利用灭火装置的特性增加消防水的水压，增强了电池包内消防水的雾化效果，电池包内无需采用消防水浸没方式进行火灾抑制，灭火效果好，还可降低对电池包的损伤。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细说明。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是图1中A部位的放大图。
图3是图1中B部位的放大图。
其中，1、空间消防水管路，2、灭火剂管网，3、灭火剂空间管路，4、灭火剂储罐，5、出液管，6、PACK级水消防管，7、进水管，8、第一阀门，9、第二阀门，10、第三阀门，11、压力开关，12、压力反馈装置，13、第一单流阀，14、第二单流阀，15、过滤器，16、液位计，17、分箱阀阀体，18、刺破阀，19、膜片，20、密封垫，21、压紧螺母，22、雾化喷射组件，23、喷射管。
具体实施方式
如图1至3所示，一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，包括设置于储能集装箱内的空间消防水管路1和灭火装置，所述空间消防水管路1上设有水消防接口，所述水消防接口可快速连接储能集装箱外部的消防水供应装置，例如消防栓。所述空间消防水管路1铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，进一步优选，所述空间消防水管路1铺设在储能集装箱的顶部，多个消防喷头均匀分布在空间消防水管路1上，以便空间消防水管路1喷射的消防水可以覆盖整个储能集装箱内的空间。所述灭火装置包括灭火剂储罐4、泵组、灭火剂管网2和雾化喷射组件22，所述灭火剂储罐4内存储有灭火药剂，例如全氟己酮灭火剂，所述灭火剂储罐4与泵组连接，所述泵组通过出液管5与灭火剂管网2连接，所述灭火剂管网2通过雾化喷射组件22连接于储能集装箱内的每一个电池包，通过泵组和灭火剂管网2可将灭火剂储罐4内的灭火药剂输送至电池包内，实现PACK级灭火。所述空间消防水管路1上设有第一阀门8，通过控制第一阀门8的通断，可以控制空间消防水管路1内消防水的喷射或停止。位于第一阀门8进口侧的空间消防水管路1通过PACK级水消防管6与出液管5连通，消防水可通过PACK级水消防管6流入出液管5，并由出液管5经灭火剂管网2进入电池包内，实现向电池包内通入消防水。所述PACK级水消防管6通过进水管7与灭火剂储罐4连通，消防水可通过PACK级水消防管6流入进水管7，并由进水管7流入灭火剂储罐4内。所述PACK级水消防管6上设有第二阀门9，所述进水管7与灭火剂储罐4通过第三阀门10连接，所述PACK级水消防管6和/或进水管7上还设有压力探测装置。
具体地，所述压力探测装置可将压力信号传输至外部控制系统，且所述第一阀门8、第二阀门9、第三阀门10以及雾化喷射组件22都可通过控制系统进行控制，控制系统还可接收电池包内火灾探测装置的探测信号。所述压力探测装置可为压力传感器、压力开关11或压力反馈装置12中的一种或多种。在本申请中压力探测装置有三种连接方式，其一，所述压力探测装置设在PACK级水消防管6上，当PACK级水消防管6通入消防水时，可通过压力探测装置检测PACK级水消防管6内的压力。其二，所述压力探测装置设在进水管7上，当PACK级水消防管6内通入消防水时，由于PACK级水消防管6与进水管7连通，因此，进水管7的压力与PACK级水消防管6内的压力一致。其三，所述PACK级水消防管6和进水管7上均设有压力探测装置，例如，在PACK级水消防管6上设有压力开关11，压力开关11的响应值可用来判断PACK级水消防管6内是否有消防水通过，在进水管7上设有压力反馈装置12，压力反馈装置12的反馈压力可用来判断消防水的压力是否达到设定要求。
当储能集装箱内某一电池包发生热失控时，在热失控初期首先通过泵组将灭火剂储罐4内存储的灭火药剂通过灭火剂管网2及雾化喷射组件22喷入该电池包内，对电池包内进行热失控抑制。若热失控无法得到有效抑制，则需要开启消防水抑制，本申请中消防水抑制包括两种形式，一种是PACK级水消防，一种是空间级水消防，可根据具体热失控情况进行选择，例如，在电池包热失控中期可选择PACK级水消防，在热失控后期可选择空间水消防或者PACK级水消防+空间水消防。PACK级水消防为消防水通过空间消防水管路1进入PACK级水消防管6，后经灭火剂管网2、雾化喷射组件22进入电池包内。进一步地，在开启PACK级水消防的需求下，本申请还包括了2种PACK级水消防的方式，一种为：第一阀门8关闭，第二阀门9开启，第三阀门10关闭，空间消防水管路1内的消防水经PACK级水消防管6进入出液管5，后由出液管5进入灭火剂管网2经雾化喷射组件22进入电池包。另一种为：第一阀门8关闭，第二阀门9开启，第三阀门10开启，空间消防水管路1内部分消防水经PACK级水消防管6进入进水管7并由进水管7进入灭火剂储罐4内，然后通过泵组将灭火剂储罐4内的消防水由出液管5泵入灭火剂管网2，后经雾化喷射组件22进入电池包，本申请通过设置2种PACK级水消防的方式，解决了消防水压与雾化喷射组件22所需压力不匹配或不满足雾化要求的问题，可通过压力探测装置检测消防水压力大小，若消防水的压力满足设定值，则无需通过泵组进行增压，若消防水的压力低于设定值，则可通过泵组进行增压，所述的设定值可根据具体需要进行设定，即可为满足雾化喷射组件22雾化所需的压力，或者为雾化喷射组件22达到某一雾化效果的雾化压力。空间水消防开启方式为：第一阀门8开启，第二阀门9关闭，第三阀门10关闭，消防水直接通过空间消防水管路1经消防喷头喷射到储能集装箱的空间区域内。PACK级水消防+空间水消防的开启方式为：第一阀门8开启，第二阀门9开启，第三阀门10开启/关闭，具体可根据消防水压是否满足要求，判断是否需要开启第三阀门10。
当所述PACK级水消防管6上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第二阀门9的出口侧，以确保实现当第二阀门9开启时，压力探测装置即可检测PACK级水消防管6内消防水的压力。当所述进水管7上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第三阀门10的进口侧，以确保进水管7上压力探测装置检测的压力与PACK级水消防管6内消防水的压力维持一致。
所述PACK级水消防管6上还设有第一单流阀13。具体的，所述第一单流阀13允许消防水从空间消防水管路1流向出液管5，反之，则不通。第一单流阀13的设置可避免在未通入消防水，喷射灭火药剂时，灭火药剂进入PACK级水消防管6，影响灭火药剂的喷射。
当所述PACK级水消防管6上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第一单流阀13的进口侧，以确保压力探测装置反馈的压力为消防水的压力值，可避免灭火药剂喷射时，压力探测装置因检测到灭火药剂的压力，而导致控制系统误开启第三阀门10。
所述泵组的出口端还设有第二单流阀14。具体地，所述第二单流阀14设在出液管5上并位于泵组的出口端侧，避免消防水或灭火药剂回流至泵组，对泵组产生冲击。
所述PACK级水消防管6上还设有过滤器15，过滤器15可滤除消防水中的杂质。进一步优选，所述过滤器15可选用Y型过滤器，便于排出过滤器15内的滤渣。
所述灭火剂储罐4还设有液位计16。液位计16用于测量灭火剂储罐4内的液位。
所述雾化喷射组件22包括分箱阀阀体17，所述分箱阀阀体17内设有输液通道，所述输液通道与灭火剂管网2连通，所述分箱阀阀体17上还设有多个安装通道，每个安装通道均对应设置一个出液通道和一个刺破阀18，所述安装通道用于安装刺破阀18，所述安装通道、出液通道和输液通道交汇，所述交汇处设有膜片19，所述膜片19通过压紧螺母21压紧，所述刺破阀18用于刺破膜片19，所述出液通道连接有喷射管23，所述喷射管23连接有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的出口端设于电池包内。当电池包发生热失控时，所述刺破阀18刺破膜片19，输液通道与出液通道连通，灭火药剂从灭火剂管网2流入输液通道，进而由输液通道流入出液通道，并经喷射管23、雾化喷嘴喷入电池包内。
所述膜片19的两侧分别设有密封垫20。密封垫20可增加输液通道与出液通道间的密封性。
所述灭火装置还包括灭火剂空间管路3，所述灭火剂空间管路3铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，所述灭火剂空间管路3与出液管5连接。进一步优选，所述灭火剂空间管路3铺设在储能集装箱的顶部，通过灭火剂空间管路3可以向储能集装箱内部空间喷洒灭火药剂。当储能集装箱空间内发生火灾时，可先通过灭火剂空间管路3进行火灾抑制，若火灾不能有效抑制，可通过空间消防水管路1向储能集装箱内喷射消防水，进行全面抑制。
所述第一阀门8、第二阀门9和第三阀门10均为电动球阀。电动球阀可通过控制系统自动控制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件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实用新型的限制。
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，包括设置于储能集装箱内的空间消防水管路和灭火装置，所述空间消防水管路铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，其特征在于：所述灭火装置包括灭火剂储罐、泵组、灭火剂管网和雾化喷射组件，所述灭火剂储罐与泵组连接，所述泵组通过出液管与灭火剂管网连接，所述灭火剂管网通过雾化喷射组件连接于储能集装箱内的每一个电池包，所述空间消防水管路上设有第一阀门，位于第一阀门进口侧的空间消防水管路通过PACK级水消防管与出液管连通，所述PACK级水消防管通过进水管与灭火剂储罐连通，所述PACK级水消防管上设有第二阀门，所述进水管与灭火剂储罐通过第三阀门连接，所述PACK级水消防管和/或进水管上还设有压力探测装置。
2.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：当所述PACK级水消防管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第二阀门的出口侧；当所述进水管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第三阀门的进口侧。
3.根据权利要求1或2所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述PACK级水消防管上还设有第一单流阀。
4.根据权利要求3所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：当所述PACK级水消防管上设有压力探测装置时，所述压力探测装置位于第一单流阀的进口侧。
5.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述泵组的出口端还设有第二单流阀。
6.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述PACK级水消防管上还设有过滤器。
7.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述灭火剂储罐还设有液位计。
8.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述雾化喷射组件包括分箱阀阀体，所述分箱阀阀体内设有输液通道，所述输液通道与灭火剂管网连通，所述分箱阀阀体上还设有多个安装通道，每个安装通道均对应设置一个出液通道和一个刺破阀，所述安装通道、出液通道和输液通道交汇，所述交汇处设有膜片，所述膜片通过压紧螺母压紧，所述刺破阀用于刺破膜片，所述出液通道连接有喷射管，所述喷射管连接有雾化喷嘴，所述雾化喷嘴的出口端设于电池包内。
9.根据权利要求8所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述膜片的两侧分别设有密封垫。
10.根据权利要求1所述的PACK级水消防与灭火装置联动防护系统，其特征在于：所述灭火装置还包括灭火剂空间管路，所述灭火剂空间管路铺设在储能集装箱内且设有多个消防喷头，所述灭火剂空间管路与出液管连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |