CN220513310U - 一种储能集装箱的水消防*** - Google Patents

一种储能集装箱的水消防*** Download PDF

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张慧娟
邓卫卫
沈侃敏
孙长江
张耀中
李华
张文龙
杨宏毅
杨鑫
杨翔宇
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Abstract

本实用新型提供了一种储能集装箱的水消防***,在储能集装箱下方独立配备设置蓄水式基础,所述水消防***包括火灾报警控制***、以及给水消防控制***;所述储能集装箱内分舱布置辅助设备柜舱和储能电池簇舱;所述火灾报警控制***包括设置在所述储能集装箱舱内的火灾报警控制分机和火灾探测器,且所述储能集装箱内设置排风部件。本实用新型解决了目前气体消防不能彻底灭火的隐患,通过布置在储能分舱的火灾报警探测器,对起火的储能分舱进行探测和定位。蓄水式基础可进行循环用水,并且对每座集装箱均配置有一个蓄水式基础,保证储能电站内单个集装箱或多个集装箱着火都有充足的水源对火情进行扑灭和控制。

Description

一种储能集装箱的水消防***
技术领域
本实用新型涉及电化学储能集装箱的消防和火灾报警技术领域,具体涉及一种储能集装箱的水消防***。
背景技术
随着国内各地新能源电站的并网条件,对储能电站的配置比例的不断提高。共享储能等储能电站的商业运行模式越来越成熟,储能电站的装机容量有了爆发式增长。其中集装箱式电化学储能,因其储能单位能量价格低,单位能量密度高,应用最为广泛。但是锂电芯的运行过程中的电化学反应不稳定,抗撞击、抗刺穿和抗高温能力弱,极易发生电芯热失控的现象,因此产生的储能安全问题也日益突出。其主要原因在于电化学储能电芯的热失控特征特殊,存在二次复燃,产生大量有毒有害、易燃易爆气体的特点,传统的灭火方法不彻底。
目前广泛应用于电化学储能集装箱的消防方案,以气体消防和水消防为主,气体消防多为七氟丙烷或全氟己酮气体,且都只能喷灭集装箱内第一次明火火灾,但不能阻断电池内部的化学反应,热失控继续,并会导致集装箱复燃。复燃又会与电芯热失控过程中释放的易燃易爆气体混合反应,造成更严重的***事故和人员伤亡。
虽然水消防灭火具有持续性高,效果好的特点,但是存在水源不稳定,不可持续的特点。根据计算,一个20尺储能集装箱从发生热失控起火开始水喷淋灭火,到扑灭明火,并对电池簇进行水喷淋冷却需要经历持续3小时的喷水,约86立方米的储水。而一座升压站布置有大量的储能集装箱,所需消防储水量不可计量。往往没有充足的水源对储能集装箱进行持续的灭火和降温作业,导致电池热失控和集装箱复燃,火灾进一步扩大。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,提供一种利用充足水量的水消防对储能集装箱彻底性灭火、并相应报警控制的水消防***。为此,本实用新型采用以下技术方案:
一种储能集装箱的水消防***,在储能集装箱下方独立配备设置蓄水式基础,所述水消防***包括火灾报警控制***、以及给水消防控制***;所述储能集装箱内分舱布置辅助设备柜舱和储能电池簇舱;所述火灾报警控制***包括设置在所述储能集装箱舱内的火灾报警控制分机和火灾探测器,且所述储能集装箱内设置排风部件,并在消控室内设置与所述火灾报警控制分机光纤互联的火灾报警控制主机;所述给水消防控制***包括水喷淋喷头和消防给水管道,所述水喷淋喷头设置于所述储能电池簇舱的舱顶部分,所述消防给水管道将所述蓄水式基础内蓄水池与所述水喷淋喷头连通设置,并在所述消防给水管道上设置消防水泵,同时在所述储能电池簇舱底部设置与所述蓄水池连通的余水回流管,以形成可持续性的给水消防状态;所述储能集装箱舱内设置对所述消防水泵启闭控制的控制装置,同时所述火灾报警控制分机与所述消防水泵之间电信号连接。
进一步地:所述储能集装箱内设置将所述辅助设备柜舱、所述储能电池簇舱分隔的分隔板,所述分隔板顶部与所述储能集装箱舱顶之间具有间隔,从而以此在所述储能集装箱舱顶形成气体流动通道。
进一步地:所述储能电池簇舱顶部设置所述火灾探测器,所述火灾探测器与所述火灾报警控制分机电信号连接,形成对所述储能电池簇舱的火灾定位和火警状态提示。
进一步地:所述储能集装箱的外部设置声光报警器。
进一步地:每个所述储能电池簇舱内部配备若干个所述水喷淋喷头,所述消防给水管道在所述储能集装箱内设置分流管,所述分流管与每个所述储能电池簇舱内的单个所述水喷淋喷头连接并连通。
进一步地:所述分流管与所述水喷淋喷头之间设置对接管道,所述对接管道的管径沿所述分流管所布置的水流流向逐渐减小,以满足水消防的水压条件。
进一步地:所述蓄水式基础的所述蓄水池内设置液位指示传感器,所述液位指示传感器与所述火灾报警控制分机之间通过控制电缆连接。
进一步地:所述蓄水式基础侧面设置补水阀门,并配备可直观了解液位情况的连通观察孔。
与现有技术相比,本实用新型具有以下有益效果:
本实用新型解决了目前气体消防不能彻底灭火的隐患,通过布置在储能分舱的火灾报警探测器,对起火的储能分舱进行探测和定位。蓄水式基础可进行循环用水,并且对每座集装箱均配置有一个蓄水式基础,保证储能电站内单个集装箱或多个集装箱着火都有充足的水源对火情进行扑灭和控制。利用水循环***设计,针对电化学储能电池热失控灭火的特征,满足其灭火过程对水喷淋需求时间长,需求水量大的特点。
附图说明
图1为本实用新型的水消防***联动控制结构示意图;
图2为本实用新型的俯视结构示意图;
图3为本实用新型的消防给水管道的分布结构示意图;
图4为本实用新型的控制流程图。
附图中的标记为:储能集装箱1、蓄水式基础2、火灾探测器3、控制装置4、火灾报警控制分机5、火灾报警控制主机6、水喷淋喷头7、消防给水管道8、消防水泵9、补水阀门10、连通观察孔11、余水回流管12、液位指示传感器13、取水孔14、声光报警器15、电池簇16、分流管17、辅助设备18。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明,但并不作为对本实用新型限制的依据。
如图1-4所示,一种储能集装箱的水消防***,在储能集装箱1下方独立配备设置蓄水式基础2,水消防***包括火灾报警控制***、以及给水消防控制***;储能集装箱1内分舱布置辅助设备柜舱和储能电池簇舱;火灾报警控制***包括设置在储能集装箱1舱内的火灾报警控制分机5和火灾探测器3,且储能集装箱1内设置排风部件,并在消控室内设置与火灾报警控制分机5光纤互联的火灾报警控制主机6;给水消防控制***包括水喷淋喷头7和消防给水管道8,水喷淋喷头7设置于储能电池簇舱的舱顶部分,消防给水管道8将蓄水式基础2内蓄水池与水喷淋喷头7连通设置,并在消防给水管道8上设置消防水泵9,同时在储能电池簇舱底部设置与蓄水池连通的余水回流管12,以形成可持续性的给水消防状态;储能集装箱1舱内设置对消防水泵9启闭控制的控制装置4,同时火灾报警控制分机5与消防水泵9之间电信号连接。
如图1所示,本实施例中,储能集装箱1内各类设备按功能分舱布置,并通过分隔板,分隔为辅助设备柜舱、储能电池簇舱;分隔板顶部与储能集装箱1舱顶之间具有间隔,从而以此在储能集装箱1舱顶形成气体流动通道,通过分隔板可由此将每个储能电池簇舱内的水喷淋喷头7进行防水分隔,确保在单个储能电池簇舱内电池簇16灭火时,不会对其他储能电池簇舱内电池簇16影响造成损坏。
同时,通过储能集装箱1箱内底部的余水回流管12,可由此将水喷淋释放的水汇集引流回蓄水式基础2的蓄水池内,达到重复利用水资源的目的。
具体的,储能电池簇舱顶部设置火灾探测器3,火灾探测器3与火灾报警控制分机5电信号连接,形成对储能电池簇舱的火灾定位和火警状态提示。以此来控制单个和/或多个火灾探测器3报警时的对应操作。
其中,火灾报警控制分机5优先布置于辅助设备柜舱顶部;火灾探测器3与水喷淋喷头7均匀布置在储能集装箱1内各舱室。
本实施例中,每个储能电池簇舱内的火灾探测器3皆可采用可燃气体探测器、感温火灾探测器、感烟火灾探测器等多个组合进行探测火灾。
需说明的是,并且,消控室内的火灾报警控制主机6与储能集装箱1内的火灾报警控制分机5通过光缆连接,使信号同步显示和反馈。其中包括火灾报警控制分机5将所收集到的任何火灾探测器3报警信号、电池簇16停机反馈信号、声光报警信号等一切信号发送至消控室内的火灾报警控制主机6,以此同步报警信息。
其中,储能集装箱1的外部设置声光报警器15。由此可使运维人员更快找到发出报警信号的储能集装箱1。
如图1-3所示,具体的,每个储能电池簇舱内部配备若干个水喷淋喷头7,消防给水管道8在储能集装箱1内设置分流管17,分流管17与每个储能电池簇舱内的单个水喷淋喷头7连接并连通。
其中,分流管17与水喷淋喷头7之间设置对接管道,对接管道的管径沿分流管17所布置的水流流向逐渐减小,以满足水消防的水压条件。
本实施例中,消防给水管道8采用DN40的管道;分流管17在沿水流流向的路径上,对经过储能电池簇舱后的管径进行减小,由此每个储能电池簇舱内的分流管17通过管径不一的管道相互连接成型,可根据实际储能电池簇舱的数量需求以此依次布置DN40的管道、DN32的管道和DN25的管道,来满足每个储能电池簇舱内水消防时的水压条件。
如图1所示,具体的,蓄水式基础2的蓄水池内设置液位指示传感器13,液位指示传感器13与火灾报警控制分机5之间通过控制电缆连接。从而可将液位指示传感器13的液位信号反馈给后台***,并可经由火灾报警控制主机6进行实时显示。
具体的,蓄水式基础2侧面设置补水阀门10,并配备可直观了解液位情况的连通观察孔11。由此可使消防员通过蓄水式基础2侧面补水阀门10给蓄水池补水,直至连通观察孔11溢出水为止。同时蓄水式基础2在其一侧端面设置可与消防给水管道8连接配合的取水孔14。
本实施例中,蓄水式基础2由抗渗性能较佳的混凝土砌筑成型。蓄水式基础2内设置的液位指示器13用于监测蓄水池内储存的水量,根据储能集装箱1内八个水喷淋蓬头7流量和持续喷水3小时计算得需要的86立方米的储备水源。考虑储能集装箱1底部设置有余水回流管12,回收大部分水喷淋喷射的水流回蓄水式基础2蓄水池内,根据20尺储能集装箱1基础计算,蓄水式基础2高建议设计为1米,拥有10立方米的蓄水能力。当蓄水池内水位低于0.5米时,液位指示传感器13发送报警信号至火灾报警控制分机5,并同步显示在消控室内火灾报警控制主机6上。
请参阅图1-4,当储能集装箱1内电池簇16发生火灾状况时进行相应情况的消防灭火处理,具体方法如下:
火灾报警控制***通过火灾报警控制分机5接收布置在储能集装箱1内的火灾探测器3发出的报警信号,判断火情的情况和火灾探测器3误报的可能性;
当在储能集装箱1内只接受到一个火灾探测器3的报警信号时,火灾报警控制***自动开启储能集装箱1内的排风部件(可采用排风扇)和外部的声光报警器15,通过开启的排风部件可将储能集装箱1内的可燃气体排出,防止***,同时,火灾报警控制分机5将报警信号发送至消控室内火灾报警控制主机6同步显示;并对电池簇16发出充放电停机命令,并由此关闭工作电源以停止运行,待停机信号反馈给火灾报警控制分机5后完成闭环控制;
同时,运维人员需前往事故现场检查,针对有声光报警的储能集装箱1进行红外热成像扫描,若储能集装箱1内的电池簇16在热成像下显示正常,则可打开储能集装箱1箱门进行检修和察验电池簇16以及消防设施,探明误报原因,并复归火灾探测器3报警信号;
如果发现储能集装箱1内电池簇16在停机状态下热成像显示异常,热量持续升高,则确认电池簇16热失控,需通知消控室,通过火灾报警主机6发送启动消防水泵9命令给火灾报警控制分机5,先切断排风部件、液(风)冷装置等其他辅助设备18的电源,然后发信给控制装置4由其执行启动消防水泵9的控制命令,由控制装置4启动消防水泵9抽取蓄水池内储水,对热失控电池簇16实施水喷淋降温,防止储能集装箱1热失控加剧而***起火;
若储能集装箱1内两个及以上火灾探测器3被触发,则说明误报可能性低,火情严重加剧,火灾报警控制分机5接收到多个报警信号后,将自动切断储能集装箱1内排风部件、液(风)冷装置等其他辅助设备18的电源,然后发信给控制装置4由其控制启动消防水泵9抽取蓄水池内的储水,对热失控电池簇16实施水喷淋灭火,且水喷淋持续时间按3小时(可优先采用1小时灭火+2小时降温的消防方式)考虑以此来防止热失控复燃,扼制火灾事故的扩大;
水消防后,通过将储能集装箱1静止12小时以上,再通过热成像仪扫描检修储能集装箱1,在确认储能集装箱1内部无事故风险后运维人员对其内部进行后续处理。
在水喷淋的同时,储能集装箱1通过余水回流管12,将水喷淋喷头7释放的水汇集引流回蓄水式基础2内,进行水资源重复利用和减缓蓄水式基础2内储水被快速消耗目的。
通过蓄水式基础2内的液位指示传感器13监测蓄水式基础2内储存的水位下限。考虑蓄水式基础2内储存的水自然蒸发或水喷淋喷头7灭火过程中水量的蒸发,当蓄水式基础2内水位低于0.5米时,液位指示传感器13发送低液位报警信号至火灾报警控制分机5,并同步显示在消控室内火灾报警控制主机6,从而通知消防灭火人员给蓄水式基础2内补水。
以上实施例仅为本实用新型的一种较优技术方案,本领域的技术人员应当理解,在不脱离本实用新型的原理和本质情况下可以对实施例中的技术方案或参数进行修改或者替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:在储能集装箱(1)下方独立配备设置蓄水式基础(2),所述水消防***包括火灾报警控制***、以及给水消防控制***;所述储能集装箱(1)内分舱布置辅助设备柜舱和储能电池簇舱;
所述火灾报警控制***包括设置在所述储能集装箱(1)舱内的火灾报警控制分机(5)和火灾探测器(3),且所述储能集装箱(1)内设置排风部件,并在消控室内设置与所述火灾报警控制分机(5)光纤互联的火灾报警控制主机(6);
所述给水消防控制***包括水喷淋喷头(7)和消防给水管道(8),所述水喷淋喷头(7)设置于所述储能电池簇舱的舱顶部分,所述消防给水管道(8)将所述蓄水式基础(2)内蓄水池与所述水喷淋喷头(7)连通设置,并在所述消防给水管道(8)上设置消防水泵(9),同时在所述储能电池簇舱底部设置与所述蓄水池连通的余水回流管(12);
所述储能集装箱(1)舱内设置对所述消防水泵(9)启闭控制的控制装置(4),同时所述火灾报警控制分机(5)与所述消防水泵(9)之间电信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述储能集装箱(1)内设置将所述辅助设备柜舱、所述储能电池簇舱分隔的分隔板,所述分隔板顶部与所述储能集装箱(1)舱顶之间具有间隔,从而以此在所述储能集装箱(1)舱顶形成气体流动通道。
3.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述储能电池簇舱顶部设置所述火灾探测器(3),所述火灾探测器(3)与所述火灾报警控制分机(5)电信号连接,形成对所述储能电池簇舱的火灾定位和火警状态提示。
4.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述储能集装箱(1)的外部设置声光报警器(15)。
5.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:每个所述储能电池簇舱内部配备若干个所述水喷淋喷头(7),所述消防给水管道(8)在所述储能集装箱(1)内设置分流管(17),所述分流管(17)与每个所述储能电池簇舱内的单个所述水喷淋喷头(7)连接并连通。
6.根据权利要求5所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述分流管(17)与所述水喷淋喷头(7)之间设置对接管道,所述对接管道的管径沿所述分流管(17)所布置的水流流向逐渐减小,以满足水消防的水压条件。
7.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述蓄水式基础(2)的所述蓄水池内设置液位指示传感器(13),所述液位指示传感器(13)与所述火灾报警控制分机(5)之间通过控制电缆连接。
8.根据权利要求1所述的一种储能集装箱的水消防***,其特征在于:所述蓄水式基础(2)侧面设置补水阀门(10),并配备可直观了解液位情况的连通观察孔(11)。
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