CN111921126A - 用于储能电站的事故隔离*** - Google Patents

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Abstract

用于储能电站的事故隔离***，储能电站中放置若干个储能电池预制舱(1)，其特征在于：包括防爆壳体(2)、事故处置子***(3)、移动平台(4)、移动机构(5)；防爆壳体(2)的前侧与事故处置子***(3)固定连接，后侧为敞开式的开口、并设有能够实现封闭功能的封闭门(201)；当某个储能电池预制舱(1)发生内部失控的事故时，启动移动机构(5)带动移动平台(4)和移动平台(4)上方的防爆壳体(2)和事故处置子***(3)一起移动到发生事故的储能电池预制舱(1)附近，然后启动平移机构(301)将发生事故的储能电池预制舱(1)包含在防爆壳体(2)的空腔内；然后将封闭门(201)封闭、即实现对发生事故的储能电池预制舱(1)的物理隔离。

Description

用于储能电站的事故隔离***
技术领域
本发明涉及一种用于储能电站的事故隔离***，采用首先对储能电池预制舱进行有效的物理隔离，然后再采取系列化措施进行事故处置的方案，安全可靠，属于储能电站管理技术领域。
背景技术
现有电化学储能电站中，需要大规模的使用电池。由于电池本身存在不可忽视的安全性问题，在大规模使用的情况下、并且是以深度放电和充电作为主要使用方式，使得储能电站事故发生的可能性和危险程度增高；另外，当储能电站中某个模块发生事故时，若不能进行及时、合理的进行处置，将会导致事态迅速恶化、并波及整体***形成连锁反应，从而造成无法挽回的巨大损失和安全风险。
现有技术中，基于电池的储能电站通常采用（集装箱式）预制舱户外布置的设计。而现有的事故处理方案中，首先是针对发生问题的电池模块进行处置、进而对发生问题的电池模块所在的预制舱进行处置。储能电池预制舱内部配备了成熟的初期事故处置子***，能够对大部分的初期事故进行有效的处置。现有技术处理事故的原则是尽量将事故范围限制在最小的范围之内、以降低损失，即以预防“初期事故”为主。鉴于电池失控后将发生难以预测的剧烈反应，若不能在较短时间内对发生事故的电池模块进行有效的处置和控制，局部的事故将在预制舱内部迅速蔓延、并发展为大规模的燃烧甚至***。
现有技术中，应对预制舱内部的“大规模的燃烧或***”阶段的消防手段非常欠缺，只能采用从外部大量喷水的方式进行处理；而这样的措施不仅效果不够理想、安全性较差、同时会产生大量的有毒有害的废气和废水、污染环境；根据估算对单个集装箱式预制舱进行外部灭火将至少消耗约300-500吨的水。
发明内容
储能电站中放置若干个储能电池预制舱，当储能电池预制舱的内部消防措施失效、即内部失控时，则必须有比较稳妥的措施在储能电池预制舱的级别进行整体处置；而现有的外部消防措施的缺陷在于没有对储能电池预制舱进行有效的隔离。本发明的技术方案则是首先对储能电池预制舱进行有效的物理隔离，然后再采取系列化措施进行事故处置。
本发明的技术方案是：用于储能电站的事故隔离***，储能电站中放置若干个储能电池预制舱，其特征在于：包括防爆壳体、事故处置子***、移动平台、移动机构；防爆壳体的前侧与事故处置子***固定连接，后侧为敞开式的开口、并设有能够实现封闭功能的封闭门；防爆壳体和事故处置子***放置在移动平台上，移动机构与移动平台相连接，在储能电站正常运行状态下处于待命状态；当某个储能电池预制舱发生内部失控的事故时，启动移动机构带动移动平台和移动平台上方的防爆壳体和事故处置子***一起移动到发生事故的储能电池预制舱附近，并使得防爆壳体的后侧的开口位置与该储能电池预制舱对齐；事故处置子***中至少包括平移机构，启动平移机构使得防爆壳体逐渐离开移动平台、向发生事故的储能电池预制舱方向移动、并将发生事故的储能电池预制舱包含在防爆壳体的空腔内；然后将封闭门封闭、即实现对发生事故的储能电池预制舱的物理隔离。
其中，所述的防爆壳体是根据储能电池预制舱的外形定制而成的，防爆壳体外形尺寸比储能电池预制舱的外尺寸略大，防爆壳体中的可以完全容纳单个储能电池预制舱，并实现封闭隔离。
进一步的，防爆壳体各个连接部设有密封条，实现对其中的储能电池预制舱进行完全密封。
进一步的，储能电站的运行区域外侧设置养护室，平时将防爆壳体、事故处置子***、移动平台、移动机构均放置于养护室之内进行养护。
本发明的有益效果是：
1、如果采用常用的一步到位的移动模式则需要使用牵引车辆或吊车等装备进行运输，那么就需要配备相应的具有资格的专职司机，而该***的使用概率极低，专门配备专业操作员存在人员长期无所事事和需要至少两人轮换实现不间断的职守的问题；本发明充分考虑了储能电站的布局特点，通过移动机构和平移机构将隔离过程拆分为两个步骤、自动化程度高、安全可靠，对操作人员要求低，无须配备专职司机或操作员；
2、采用快速的就地物理隔离的手段，可以大幅降低事故预制舱与空气中氧气的接触机会，防止事故蔓延、并提高事故处置的效率和安全性；
3、由于电站发生恶性事故的概率极低，但对事故的响应要求则极高、不允许出错；该隔离***操作方便、并可以反复使用，因此便于定期进行事故防范的演习和训练，不仅可以对***的可靠性进行定期测试、还可以通过不断演习提高操作人员应对事故的业务技能。
附图说明
图1：本发明的隔离***的隔离过程示意图俯视图（对应两排储能电池预制舱）；
图2：本发明的隔离***的移动过程示意图俯视图（对应两排储能电池预制舱）；
图3：本发明的隔离***的移动过程示意图俯视图（对应四排储能电池预制舱）；
图4：本发明的防爆壳体和事故处置子***结构示意图；
图5：本发明的防爆壳体A-A向剖视图；
其中：
图1中包含事故隔离***进行隔离之前的局部放大正视图Z1，事故隔离***完成隔离之后的局部放大正视图Z2；箭头M1代表防爆壳体进行隔离是的移动方向；
图1、2、3中，L1的线路代表第一移动机构的运动轨迹、L2的线路代表第二移动机构的运动轨迹；
图2、3中，P1、P2、P3、P4分别代表移动平台在移动过程中经过或停留的不同位置；在P1和P4位置分别能够对P11和P41位置的储能电池预制舱进行隔离操作；
图4中箭头M2代表封闭门的转动方向；
图5中包含防爆壳体处于静止状态的升降机构和嵌入式滚轮局部放大图Z3，防爆壳体处于移动状态的升降机构和嵌入式滚轮局部放大图Z4。
具体实施方式
实施例1：
以下结合附图对储能电站的事故隔离***的工作原理和工作过程进行详细描述：
如图4所示，在防爆壳体2的后侧上方设有可以旋转下翻的封闭门201，封闭门201与防爆壳体2之间通过铰链连接；当然，封闭门201也可以采用其他常规的设计方案。
在对发生事故的储能电池预制舱1的完成物理隔离后，由事故处置子***3进行事故处置；事故处置子***3中至少包括用于排出内部烟气的排烟装置302和用于向内部喷洒消防介质的消防装置303；（如图5所示）在防爆壳体2的内侧与事故处置子***3衔接的壁面上设有排烟孔205和消防介质输入孔206；排烟孔205与排烟装置302相连接、消防介质输入孔206与消防装置303相连接。
另外，由于实现了封闭式处理，对外排放废气物的接口可设计为固定接口，因此可以实现对处置过程中产生的废气、废水的统一收集处理，避免对环境造成污染。
如图5所示，在防爆壳体2左右两侧的底部分别设有若干个嵌入式滚轮203、嵌入式滚轮203通过升降机构204与防爆壳体2连接；当防爆壳体2处于非移动状态时，升降机构204收缩、将嵌入式滚轮203收纳在防爆壳体2之内；当防爆壳体2处于移动状态时，升降机构204伸长、将防爆壳体2抬高、使得嵌入式滚轮203与地面接触并形成支撑；然后由平移机构301与嵌入式滚轮203相互配合实现防爆壳体2的平行移动。
另外，在防爆壳体2左右两侧的底部均设有密封条202，当长期放置密封条202老化时，应定期进行更换；通过升降机构204将防爆壳体2抬高时，可以便于更换底部的密封条202。
当储能电站中放置的储能电池预制舱1数量较多时，通常储能电站中放置的储能电池预制舱1采用联排放置。本实施例通过以下的技术方案，实现对封闭隔离过程的优化控制。
如图1、2所示，储能电站中的储能电池预制舱1采用两排联排放置。
移动机构5与移动平台4之间为可旋转的连接，移动机构5至少包括第一移动机构501和第二移动机构502；移动机构5带动移动平台4在储能电站的***移动、总体移动轨迹为“U”型；第一移动机构501沿内圈移动、第二移动机构502沿外圈移动；
当移动平台4处于储能电站的左侧时，处于移动平台4之上的防爆壳体2的开口位于右侧、与储能电站左侧的储能电池预制舱1相对应；当移动平台4从储能电站的左侧移动到右侧时，处于移动平台4之上的防爆壳体2整体完成180度的旋转、即防爆壳体2的开口位置变为左侧、与储能电站右侧的储能电池预制舱1相对应。
具体过程是：当移动平台4处于储能电站的左侧时，处于移动平台4之上的防爆壳体2的开口位于右侧、与储能电站左侧的储能电池预制舱1相对应；当移动平台4从储能电站的左侧向右侧移动时，在第一个转弯位置（即P2位置），第一移动机构501暂停移动、第二移动机构502继续移动并带动移动平台4完成90度的旋转；在第二个转弯位置（即P3位置），第一移动机构501暂停移动、第二移动机构502继续移动并带动移动平台4再次完成90度的旋转；经过两次旋转之后，使得处于移动平台4之上的防爆壳体2的开口位置完成180度的旋转、即防爆壳体2的开口位置变为左侧、与储能电站右侧的储能电池预制舱1相对应。
如图2所示，当储能电站中P11位置的储能电池预制舱1发生事故时，首先将移动平台4移动到P1位置，再进行隔离操作；当储能电站中P41位置的储能电池预制舱1发生事故时，首先将移动平台4移动到P4位置，再进行隔离操作。
如图1所示，移动平台4的平面高度应与储能电站工作区域的地平面高度保持一致，使得防爆壳体2能够顺畅的移动；另外，为使得移动机构5的移动更加顺畅，可以按照移动机构5的运动轨迹L1、L2分别设置具有导向作用的轨道L11、L12。
如图2所示，储能电站的运行区域外侧设置养护室6，平时将防爆壳体2、事故处置子***3、移动平台4、移动机构5均放置于养护室6之内进行养护（即图中的P2位置）。养护室6平时为封闭状态，并维持恒温、恒湿，达到对事故隔离***养护备用的目的；养护室6设置活动门，备用时活动门关闭、发生事故时活动门开启，然后启动事故隔离***。
如图3所示，当储能电站中的储能电池预制舱采用三排或四排联排放置时，在位于外侧的储能电池预制舱之间预留通往内侧的储能电池预制舱的消防通道；使得防爆壳体2可以无阻碍的到达内侧的储能电池预制舱并实现封闭操作。当储能电站中P11位置的储能电池预制舱1发生事故时，首先将移动平台4移动到P1位置，再进行隔离操作；当储能电站中P41位置的储能电池预制舱1发生事故时，首先将移动平台4移动到P4位置，再进行隔离操作。
需要说明的是，上述方案中储能电池预制舱采用两排到四排的联排排列，足以满足大多数储能电站的应用要求。本实施例中，结合了储能电池的实际情况，利用两组移动机构简化了移动平台的移动动作，并以较小的运行空间实现对所有储能电池预制舱的全覆盖。
并且，虽然四排设计的储能电站的工作区域与两排设计的储能电站的工作区域相比排列更松散、利用率降低；但与此同时***的事故隔离***所用空间的利用率却提高了；因此总体的土地利用率是相差较小的。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.用于储能电站的事故隔离***，储能电站中放置若干个储能电池预制舱(1)，其特征在于：包括防爆壳体(2)、事故处置子***(3)、移动平台(4)、移动机构(5)；防爆壳体(2)的前侧与事故处置子***(3)固定连接，后侧为敞开式的开口、并设有能够实现封闭功能的封闭门(201)；防爆壳体(2)和事故处置子***(3)放置在移动平台(4)上，移动机构(5)与移动平台(4)相连接，在储能电站正常运行状态下处于待命状态；当某个储能电池预制舱(1)发生内部失控的事故时，启动移动机构(5)带动移动平台(4)和移动平台(4)上方的防爆壳体(2)和事故处置子***(3)一起移动到发生事故的储能电池预制舱(1)附近，并使得防爆壳体(2)的后侧的开口位置与该储能电池预制舱(1)对齐；事故处置子***(3)中至少包括平移机构(301)，启动平移机构(301)使得防爆壳体(2)逐渐离开移动平台(4)、向发生事故的储能电池预制舱(1)方向移动、并将发生事故的储能电池预制舱(1)包含在防爆壳体(2)的空腔内；然后将封闭门(201)封闭、即实现对发生事故的储能电池预制舱(1)的物理隔离。
2.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：在对发生事故的储能电池预制舱(1)的完成物理隔离后，由事故处置子***(3)进行事故处置；事故处置子***(3)中至少包括用于排出内部烟气的排烟装置(302)和用于向内部喷洒消防介质的消防装置(303)；在防爆壳体(2)的内侧与事故处置子***(3)衔接的壁面上设有排烟孔(205)和消防介质输入孔(206)；排烟孔(205)与排烟装置(302)相连接、消防介质输入孔(206)与消防装置(303)相连接。
3.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：在防爆壳体(2)左右两侧的底部分别设有若干个嵌入式滚轮(203)、嵌入式滚轮(203)通过升降机构(204)与防爆壳体(2)连接；当防爆壳体(2)处于非移动状态时，升降机构(204)收缩、将嵌入式滚轮(203)收纳在防爆壳体(2)之内；当防爆壳体(2)处于移动状态时，升降机构(204)伸长、将防爆壳体(2)抬高、使得嵌入式滚轮(203)与地面接触并形成支撑；然后由平移机构301与嵌入式滚轮(203)相互配合实现防爆壳体(2)的平行移动。
4.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：所述的防爆壳体(2)各个连接部设有密封条(202)，实现对其中的储能电池预制舱(1)进行完全密封。
5.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：所述的储能电站的运行区域外侧设置养护室(6)，平时将防爆壳体(2)、事故处置子***(3)、移动平台(4)、移动机构(5)均放置于养护室(6)之内进行养护。
6.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：当储能电站中放置的储能电池预制舱采用联排放置时，所述的移动机构(5)与移动平台(4)之间为可旋转的连接，移动机构(5)至少包括第一移动机构(501)和第二移动机构(502)；移动机构(5)带动移动平台(4)在储能电站的***移动、总体移动轨迹为“U”型；第一移动机构(501)沿内圈移动、第二移动机构(502)沿外圈移动；
当移动平台(4)处于储能电站的左侧时，处于移动平台(4)之上的防爆壳体(2)的后侧的开口位于右侧、与储能电站左侧的储能电池预制舱(1)相对应；当移动平台(4)从储能电站的左侧移动到右侧时，处于移动平台(4)之上的防爆壳体(2)整体完成180度的旋转、即防爆壳体(2)的后侧的开口位置变为左侧、与储能电站右侧的储能电池预制舱(1)相对应。
7.根据权利要求1所述的用于储能电站的事故隔离***，其特征在于：当储能电站中的储能电池预制舱(1)采用三排或四排联排放置时，在位于外侧的储能电池预制舱(1)之间预留通往内侧的储能电池预制舱(1)的消防通道；使得防爆壳体(2)可以无阻碍的到达内部的储能电池预制舱(1)的位置并实现封闭操作。
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