CN113713297A - 一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法 - Google Patents

一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂电池储能预制舱技术领域，尤其为一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法，包括CAFS灭火方舱，所述CAFS灭火方舱内集成安装有压缩泡沫供给装置；采用全浸没式将锂电池储能预制舱内用压缩空气泡沫全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，将已发生热失控的电池模组或单体的爆燃束缚在泡沫的包裹中，减少其***当量，并有效阻止燃烧的形成，通过持续的降温，逐渐降低产生新的爆燃的可能性直至消除，当泡沫层被电池爆燃的气体压力冲破或泡沫自身析液导致泡沫层降低时，补充泡沫对泡沫层进行修复并保持全浸没状态，从而达到持续有效的灭火效果，能够在短时间内快速抑制火情。

Description

一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法
技术领域
本发明属于锂电池储能预制舱技术领域，具体涉及一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法。
背景技术
近年来，国内外智能电网建设以及电池储能技术的迅速发展，电池储能的需求不断增大。储能技术成为发展和建设智能电网的关键技术之一，其具有改善电网的低能质量、削峰填谷、应急备用以及加大可再生能源的利用率等优点。预制舱式电池储能***具有技术成熟，大容量、可移动、便于安装等优点，在电网***具有广泛的应用前景。随着新一代锂电池材料的迅速发展以及电池技术的进一步提高，使得锂电池在电池储能***中成为应用最广泛的电池。然而，锂电池虽然拥有优良的性能，但其在过热、过充放、短路等滥用条件下会发生热失控，释放大量的热量和有毒烟气，进而可能引发火灾***事故。
从而导致锂电池储能预制舱中极易发生锂电池的火灾及***，当前的灭火方法，参照了电气火灾的灭火方式，采用细水雾或气体灭火，而锂电池火灾完全不同于电气火灾是由于电池热失控导致爆燃，蔓延速度快，极易复燃，而细水雾或气灭火这两种方式均存在降温效果差，不能有效隔绝氧气，不能抑制锂电池的复燃复爆。
因此，本技术领域人员提出了一种锂电池预制舱浸没式灭火装置，采用主动加入空气的压缩空气泡沫***对预制舱进行全浸没式灭火，以解决上述背景中提出的问题。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置及其方法，具有结构简单合理，能有效隔绝氧气，可持续喷放而抑制锂电池的复燃复爆的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置：
包括CAFS灭火方舱，所述CAFS灭火方舱内集成安装有压缩泡沫供给装置；
所述压缩泡沫供给装置包括与市政供水管道连通的过渡水箱，用于存储水源；
所述过渡水箱的输出端连通有水泵，所述水泵的输入端与所述过渡水箱的输出端连通，所述水泵的输出端连通有泡沫发生装置，以使所述过渡水箱内存储的水源可以输入所述泡沫发生装置内，所述泡沫发生装置的输入端还连通有空压机，用于向所述泡沫发生装置提供压缩空气，与所述泡沫发生装置内的泡沫液混合生成压缩泡沫。
优选的，所述泡沫发生装置的输出端连通有输送管道，所述输送管道内固设有若干个对应外部锂电池储能预制舱内不同区域的区域选择阀。
优选的，外部锂电池储能方舱内设置有与所述区域选择阀的输出端相连通的压缩空气泡沫喷放装置，所述压缩空气泡沫喷放装置包括喷头、释放管。
优选的，包括设置在外部控制室内与FAS联动的控制***，用于控制灭火***的启动和各级阀门的开启所述水泵、所述泡沫发生装置与所述控制***信号连接。
优选的，所述泡沫发生装置的出口处设有用于测量泡沫的流量和压力的传感器。
优选的，所述过渡水箱的输出端还与外部消防栓相连通。
优选的，外部锂电池储能预制舱的顶部设置有爆碟装置，所述爆碟装置的输入端与所述控制***的输出端信号连接。
优选的，所述爆碟装置为防爆蝶阀，所述爆碟装置的输入端与所述锂电池储能预制舱内部连通，所述爆碟装置的输出端贯穿所述锂电池储能预制舱延伸至所述锂电池储能预制舱的外部。
优选的，包括如下步骤：
S1、所述水泵将所述过渡水箱内的水源传输至泡沫发生装置内，与所述泡沫发生装置内的泡沫液混合后，所述空压机向所述泡沫发生装置提供压缩空气，与泡沫液混合生成压缩泡沫；
S2、通过输送管道传输给压缩空气泡沫喷放装置，喷覆在锂电池储能方舱内；
S3、FAS***检测到爆燃区域，与FAS联动的控制***控制压缩泡沫供给装置的开启和关闭，控制所述区域选择阀开启，将泡沫输送到发生火灾的锂电池储能预制舱内，再通过所述压缩空气泡沫喷放装置喷放，将锂电池储能预制舱内全部充满，使电池全部浸没在泡沫中；
S4、FAS***检测只要舱内气压过高即开启爆碟装置，定向释放锂电池储能预制舱内的压力，同时将爆燃产生的易燃、易爆、有毒气体排出锂电池储能预制舱。
优选的，设置与锂电池储能预制舱相连通的所述CAFS灭火方舱，采用全浸没式将锂电池储能预制舱内用压缩空气泡沫全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，当泡沫层被电池爆燃的气体压力冲破或泡沫自身析液导致泡沫层降低时，补充泡沫对泡沫层进行修复并保持全浸没状态。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
采用全浸没式将锂电池储能预制舱(舱内电池模块舱)内用压缩空气泡沫全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，将已发生热失控的电池模组或单体的爆燃束缚在泡沫的包裹中，减少其***当量，并有效阻止燃烧的形成，通过持续的降温，逐渐降低产生新的爆燃的可能性直至消除，当泡沫层被电池爆燃的气体压力冲破或泡沫自身析液导致泡沫层降低时，补充泡沫对泡沫层进行修复并保持全浸没状态，从而达到持续有效的灭火效果，能够在短时间内快速抑制火情，减少损失。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明中浸没式灭火及定向泄压防爆装置的集成式安装结构示意图。
图中：1、CAFS灭火方舱；2、过渡水箱；3、水泵；4、空压机；5、泡沫发生装置；6、输送管道；61、区域选择阀；7、压缩空气泡沫喷放装置。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
请参阅图1，本发明提供以下技术方案：一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置：
包括CAFS灭火方舱1，CAFS灭火方舱1内集成安装有压缩泡沫供给装置；
压缩泡沫供给装置包括与市政供水管道连通的过渡水箱2，用于存储水源；
过渡水箱2的输出端连通有水泵3，水泵3的输入端与过渡水箱2的输出端连通，水泵3的输出端连通有泡沫发生装置5，以使过渡水箱2内存储的水源可以输入泡沫发生装置5内，泡沫发生装置5的输入端还连通有空压机4，用于向泡沫发生装置5提供压缩空气，与泡沫发生装置5内的泡沫液混合生成压缩泡沫；过渡水箱2的输出端还与外部消防栓相连通，可以在火灾蔓延到锂电池储能预制舱外时，通过外接的消防栓及时进行灭火，抑制火灾的蔓延，增强整体安全性，且使过渡水箱2的安装起到一物多用的功能，实用性强；
还包括设置在外部控制室内与FAS联动的控制***，用于控制灭火***的启动和各级阀门的开启水泵3、泡沫发生装置5与控制***信号连接。
具体的，压缩泡沫供给装置通过调整气液比，可提供含水量约14.3％的湿式压缩空气泡沫灭火剂，含水量约4.8％的干式压缩空气泡沫灭火剂，湿式泡沫流淌性好，可以快速扑灭明火，干式泡沫具有很好的粘附性及堆积性，通过合适的比例混合干湿泡沫，使喷出的压缩泡沫即具备湿式泡沫的流淌性，又兼具干式泡沫的粘附性及堆积性，可以快速充满预制舱，用来对燃烧物覆盖降温、防止复燃，以及对表面进行隔热保护，防止热辐射引燃等。
进一步的，泡沫发生装置5的出口处设有用于测量泡沫的流量和压力的传感器。
在可选的实施例中，泡沫发生装置5的输出端连通有输送管道6，输送管道6内固设有若干个对应外部锂电池储能预制舱内不同区域的区域选择阀61，外部锂电池储能方舱内设置有与区域选择阀61的输出端相连通的压缩空气泡沫喷放装置7，压缩空气泡沫喷放装置7包括喷头、释放管，在FAS***检测到爆燃区域，与FAS联动的控制***控制压缩泡沫供给装置的开启和关闭，控制区域选择阀61开启，将泡沫输送到发生火灾的锂电池储能预制舱内，再通过压缩空气泡沫喷放装置7喷放，将锂电池储能预制舱内全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，对该区域进行全浸式泡沫填充；
在可选的实施例中，外部锂电池储能预制舱的顶部设置有爆碟装置，爆碟装置的输入端与控制***的输出端信号连接。
具体的，爆碟装置为防爆蝶阀，爆碟装置的输入端与锂电池储能预制舱内部连通，爆碟装置的输出端贯穿锂电池储能预制舱延伸至锂电池储能预制舱的外部，如此，FAS***检测只要舱内气压过高即开启爆碟装置，定向释放锂电池储能预制舱内的压力，同时将爆燃产生的易燃、易爆、有毒气体排出锂电池储能预制舱，从而及时泄掉电池储能预制舱内爆燃产生的易燃易爆有毒气体。
一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆的方法，包括如下步骤：
S1、水泵3将过渡水箱2内的水源传输至泡沫发生装置5内，与泡沫发生装置5内的泡沫液混合后，空压机4向泡沫发生装置5提供压缩空气，与泡沫液混合生成压缩泡沫；
S2、通过输送管道6传输给压缩空气泡沫喷放装置7，喷覆在锂电池储能方舱内；
S3、FAS***检测到外部锂电池储能预制舱内的爆燃区域，将信号传输给与FAS联动的控制***，并通过控制***控制压缩泡沫供给装置的开启和关闭，控制区域选择阀61开启，将泡沫输送到发生火灾的锂电池储能预制舱内，再通过压缩空气泡沫喷放装置7喷放，将锂电池储能预制舱内全部充满，使电池全部浸没在泡沫中；
S4、FAS***检测只要舱内气压过高即开启爆碟装置，定向释放锂电池储能预制舱内的压力，同时将爆燃产生的易燃、易爆、有毒气体排出锂电池储能预制舱。
具体的，设置与锂电池储能预制舱相连通的CAFS灭火方舱1，采用全浸没式将锂电池储能预制舱内用压缩空气泡沫全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，当泡沫层被电池爆燃的气体压力冲破或泡沫自身析液导致泡沫层降低时，补充泡沫对泡沫层进行修复并保持全浸没状态。
本发明的工作原理及使用流程：利用水泵3将过渡水箱2内的水源传输至泡沫发生装置5内，与泡沫发生装置5内的泡沫液混合后，空压机4向泡沫发生装置5提供压缩空气，与泡沫液混合生成压缩泡沫，FAS***检测到外部锂电池储能预制舱内的爆燃区域，将信号传输给与FAS联动的控制***，并通过控制***控制压缩泡沫供给装置的开启和关闭，控制区域选择阀61开启，将泡沫输送到发生火灾的锂电池储能预制舱内，再通过压缩空气泡沫喷放装置7喷放，将锂电池储能预制舱内全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，将已发生热失控的电池模组或单体的爆燃束缚在泡沫的包裹中，减少其***当量，并有效阻止燃烧的形成，通过持续的降温，逐渐降低产生新的爆燃的可能性直至消除，FAS***检测只要舱内气压过高即开启爆碟装置，定向释放锂电池储能预制舱内的压力，同时将爆燃产生的易燃、易爆、有毒气体排出锂电池储能预制舱，并自动持续的间歇性提供压缩空气泡沫，从而达到持续有效的灭火效果，能够在短时间内快速抑制火情，减少损失。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：包括CAFS灭火方舱(1)，所述CAFS灭火方舱(1)内集成安装有压缩泡沫供给装置；
所述压缩泡沫供给装置包括与市政供水管道连通的过渡水箱(2)，用于存储水源；
所述过渡水箱(2)的输出端连通有水泵(3)，所述水泵(3)的输入端与所述过渡水箱(2)的输出端连通，所述水泵(3)的输出端连通有泡沫发生装置(5)，以使所述过渡水箱(2)内存储的水源可以输入所述泡沫发生装置(5)内，所述泡沫发生装置(5)的输入端还连通有空压机(4)，用于向所述泡沫发生装置(5)提供压缩空气，与所述泡沫发生装置(5)内的泡沫液混合生成压缩泡沫。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：所述泡沫发生装置(5)的输出端连通有输送管道(6)，所述输送管道(6)内固设有若干个对应外部锂电池储能预制舱内不同区域的区域选择阀(61)。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：外部锂电池储能方舱内设置有与所述区域选择阀(61)的输出端相连通的压缩空气泡沫喷放装置(7)，所述压缩空气泡沫喷放装置(7)包括喷头、释放管。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：包括设置在外部控制室内与FAS联动的控制***，用于控制灭火***的启动和各级阀门的开启所述水泵(3)、所述泡沫发生装置(5)与所述控制***信号连接。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：所述泡沫发生装置(5)的出口处设有用于测量泡沫的流量和压力的传感器。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：所述过渡水箱(2)的输出端还与外部消防栓相连通。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：外部锂电池储能预制舱的顶部设置有爆碟装置，所述爆碟装置的输入端与所述控制***的输出端信号连接。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆装置，其特征在于：所述爆碟装置为防爆蝶阀，所述爆碟装置的输入端与所述锂电池储能预制舱内部连通，所述爆碟装置的输出端贯穿所述锂电池储能预制舱延伸至所述锂电池储能预制舱的外部。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、所述水泵(3)将所述过渡水箱(2)内的水源传输至泡沫发生装置(5)内，与所述泡沫发生装置(5)内的泡沫液混合后，所述空压机(4)向所述泡沫发生装置(5)提供压缩空气，与泡沫液混合生成压缩泡沫；
S2、通过输送管道传输给压缩空气泡沫喷放装置，喷覆在锂电池储能方舱内；
S3、FAS***检测到爆燃区域，与FAS联动的控制***控制压缩泡沫供给装置的开启和关闭，控制所述区域选择阀(61)开启，将泡沫输送到发生火灾的锂电池储能预制舱内，再通过所述压缩空气泡沫喷放装置(7)喷放，将锂电池储能预制舱内全部充满，使电池全部浸没在泡沫中；
S4、FAS***检测只要舱内气压过高即开启爆碟装置，定向释放锂电池储能预制舱内的压力，同时将爆燃产生的易燃、易爆、有毒气体排出锂电池储能预制舱。
10.根据权利要求9所述的一种锂电池预制舱浸没式灭火及定向泄压防爆的方法，其特征在于：设置与锂电池储能预制舱相连通的所述CAFS灭火方舱(1)，采用全浸没式将锂电池储能预制舱内用压缩空气泡沫全部充满，使电池全部浸没在泡沫中，隔绝氧气迅速灭火，当泡沫层被电池爆燃的气体压力冲破或泡沫自身析液导致泡沫层降低时，补充泡沫对泡沫层进行修复并保持全浸没状态。
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