一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统的制作方法

1.本实用新型涉及磷酸铁锂储能电站消防设备领域，具体涉及一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统。

背景技术：

2.近年来，以锂离子电池作为代表的电化学储能因其储能密度和功率密度高、效率高、技术进步快、发展潜力大等优势发展十分迅速。目前国内外均建立了多个锂离子电池储能电站，其中预制舱式储能系统因其具有便于安装、占地面积小、移动灵活、建设周期短等优点而应用广泛。预制舱式储能系统通常采用集装箱作为外围护结构，将储能电池、支架、空调通风等辅助设置在工厂中预制成一体，其中储能电池模块密集堆积于预制舱内。
3.随着预制舱式磷酸铁锂电池储能电站的广泛应用，许多问题也接踵而至。近年来，国内外储能电站火灾事故频发，储能电站的消防安全问题成为亟待解决的焦点问题之一。据了解，预制舱式磷酸铁锂电池储能电站因其内部储能电池模块的布置方式和燃烧特性，表明其火灾类型为固体深位火灾、气体火灾、液体火灾和电气火灾，较为复杂的火灾类型使得如何在预制舱中选用合适的灭火方式成为难题。
4.据调查发现，目前市场上的磷酸铁锂储能舱多采用气体灭火系统，其中全淹没柜式七氟丙烷灭火装置应用最为广泛。但频发的磷酸铁锂储能舱火灾案例表明，全淹没柜式七氟丙烷灭火装置能够有效扑灭磷酸铁锂储能舱火灾，但无法抑制其复燃，也无法持续给储能舱内的电池持续降温冷却。针对气体灭火系统无法完全有效解决磷酸铁锂储能舱火灾的问题，近年来已多次开展过相关的自动喷水灭火实验。但试验结果表明，对于并排布置的储能柜，自动喷水灭火系统仅能起到延缓火焰蔓延的效果，但无法完全扑灭火灾。此外，一旦磷酸铁锂储能舱发生火灾，随意打开舱门会使大量空气涌入舱内，使火势发展更为迅速，还可能会导致二次爆炸的发生；而在不能随意打开舱门的情况下，无法解决消防水进入舱内进行控火降温冷却的问题。因此，如何快速有效地扑灭磷酸铁锂储能舱火灾的问题仍亟待解决。

技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，用以解决现有技术中磷酸铁锂储能舱仅采用气体灭火系统时无法持续给储能舱内的电池持续降温冷却且无法抑制电池模组发生热失控复燃的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下方案：
7.设置于储能舱内的灭火冷却系统、及设置于所述储能舱外且与所述灭火冷却系统连通的供水系统；
8.所述储能舱内堆叠有磷酸铁锂电池模组，所述储能舱其上至少一端设置有所述灭火冷却系统；
9.所述灭火冷却系统包括贯通所述储能舱的消防管网和设置于所述储能舱端面并
与所述消防管网一侧管端连通的消防喷头，所述消防管网其一管端穿过所述储能舱端面舱体并使与该侧管端连通的所述消防喷头设置于所述储能舱内，所述消防管网另一管端延伸至所述储能舱外；
10.所述供水系统包括相互连通的供水管网和水泵接合器，所述供水管网设置于所述储能舱外部，所述供水管网出水管端与所述消防管网延伸至所述储能舱外一侧管端连通，所述供水管网进水管端与所述水泵接合器连接。
11.进一步的，所述消防管网紧贴所述储能舱内部舱面，所述消防喷头设置于所述储能舱端面，且所述消防喷头的喷洒区域覆盖所述储能舱内部。
12.进一步的，所述消防管网为在伺服状态下无水的干式消防管网。
13.进一步的，所述消防管网从所述储能舱底部进管。
14.进一步的，所述消防管网从所述储能舱侧部或顶部进管。
15.进一步的，所述供水管包括若干个第一支管，所述第一支管与所述储能舱一一对应，所述第一支管其一管端与所述消防管网连通，所述第一支管另一管端与所述水泵接合器连接。
16.进一步的，所述供水管网包括主管及若干个与所述主管连通的第二支管，所述主管管端与所述水泵接合器连接，所述第二支管与所述储能舱一一对应，所述第二支管远离所述主管一侧管端与所述消防管网连通。
17.进一步的，所述供水管网采用暗敷方式布管，其管道敷设于所述储能舱外部电缆沟下。
18.进一步的，所述供水管网采用明敷方式布管。
19.进一步的，所述水泵接合器采用口径为dn65或dn80的进水接口。
20.有益效果：
21.由以上技术方案可知，本实用新型的技术方案提供了一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其中该系统包含的供水系统和灭火冷却系统均提供了多种布置方案，可按需选择应用于设置有气体灭火系统的磷酸铁锂储能舱。储能舱内发生火灾时，无需打开储能舱即可直接对相互连通的供水系统和灭火冷却系统进行供水，并经由灭火冷却系统中的消防喷头对储能舱内喷洒水雾进行持续降温，达到有效控火冷却降温的同时有效抑制电池模组复燃的效果，弥补了磷酸铁锂储能舱仅设置有气体灭火系统时灭火效果不佳的缺陷。
22.应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的实用新型主题的一部分。
23.结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本实用新型教导的前述和其他方面、实施例和特征。本实用新型的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本实用新型教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
24.附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本实用新型的各个方面的实施例，其中：
25.图1是本技术实施例中磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统的结构示意图；
26.图2是本技术实施例一中储能舱舱底进管方案的主视剖面图；
27.图3是本技术实施例一中储能舱舱底进管方案与管道暗敷方案结合的侧视图；
28.图4是本技术实施例一中储能舱内消防管网和消防喷头位置关系的俯视图；
29.图5是本技术实施例二中储能舱舱侧进管方案的主视剖面图；
30.图6是本技术实施例二中储能舱舱侧进管方案与管道明敷方案结合的侧视图；
31.图7是本技术实施例二中储能舱内消防管网和消防喷头位置关系的俯视图；
32.图8是本技术实施例三中储能舱舱顶进管方案的主视剖面图；
33.图9是本技术实施例三中储能舱舱顶进管方案与管道明敷方案结合的侧视图；
34.图10是本技术实施例三中储能舱内消防管网和消防喷头位置关系的俯视图。
35.图中，各附图标记的含义如下：
36.1-储能舱；2-灭火冷却系统；21-消防管网；22消防喷头；3-供水系统；31-供水管网；311-第一支管；32-水泵接合器；4-电池模组。
具体实施方式
37.为使本实用新型实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
39.本实施例提供一种仅设置有气体灭火系统的磷酸铁锂储能舱发生火灾时，在不能随意打开舱门的情况下可持续对储能舱内喷洒水雾进行持续降温以达到彻底扑灭火灾效果的灭火冷却系统。
40.基于上述基本构思，本实用新型的实施例一所涉及到的部件如包括如图1～图4所示的舱内堆叠有电池模组4的储能舱1和可直接作用于电池模组4的灭火冷却系统2，以及与灭火冷却系统连通的供水系统3。
41.其中，所述储能舱1其上至少一端设置有所述灭火冷却系统2，所述灭火冷却系统2包括贯通所述储能舱1的消防管网21和设置于所述储能舱1端面并与所述消防管网21一侧管端连通的消防喷头22，所述消防管网21其一管端穿过所述储能舱1端面舱体并使与该侧管端连通的所述消防喷头22设置于所述储能舱1内，所述消防管网21另一管端延伸至所述储能舱1外。
42.所述供水系统3包括相互连通的供水管网31和水泵接合器32，所述供水管网31设置于所述储能舱1外部，所述供水管网31出水管端与所述消防管网21延伸至所述储能舱1外一侧管端连通，所述供水管网31进水管端与所述水泵接合器32连接，其中所述水泵接合器32设置于便于消防车到达的路边，其进水接口可采用口径为dn65或dn80的接口。
43.通过上述方案，本实施例中的增补水雾灭火冷却系统通过人工启动以配合所述储能舱1内的气体灭火系统共同对舱内火灾进行彻底扑灭。具体操作为，磷酸铁锂储能舱1内发生火灾时，所述储能舱1内设置的气体灭火系统自动启动扑灭舱内明火并及时上报火警。火警响应并派遣消防车到达现场后，通过所述水泵接合器32接入所述供水管网31中，并通过消防车上的临时增压系统使消防用水经由所述消防管网21和所述消防喷头22向所述储能舱1内持续喷淋水雾，对所述储能舱1内堆叠的电池模组4进行冷却降温以抑制其发生热失控而造成火灾复燃。
44.上述增补水雾灭火冷却系统与气体灭火系统组合进行磷酸铁锂储能舱1火灾扑灭的过程中，气体灭火系统在监测到所述储能舱1内火情后可自动启动，而增补水雾灭火冷却系统依靠人工启动，二者对火情的响应存在时间差，因此增补水雾灭火冷却系统启动时，所述储能舱1内火情可大致分为下列两种情况：其一，增补水雾灭火冷却系统响应时间较短，此时所述储能舱1内明火尚未被气体灭火系统完全扑灭，增补水雾灭火冷却系统持续对舱内喷淋水雾，水雾一方面保护所述储能舱1内未被火灾波及的电池模组4，另一方面配合气体灭火系统释放的气体灭火剂对舱内明火进行扑灭，并通过持续喷淋失火的电池模组4以达到降温冷却并抑制其发生热失控复燃的效果；其二，增补水雾灭火冷却系统响应时间较长，此时所述储能舱1内明火已大致气体灭火系统被扑灭，所述消防喷头22向所述储能舱1内喷淋的水雾除在未被火势波及的电池模组4外形成保护屏障外，还作用于已被气体灭火系统扑灭明火的电池模组4进行持续降温，以避免其发生热失控复燃。在上述方案中，增补水雾灭火冷却系统的启动为纯机械操作，不受电气故障或停电的影响，也不会因电气设备误动作而误喷水，有效防范次生风险。
45.在实际施工过程中，考虑到所述储能舱1的实际尺寸及灭火效果等，所述储能舱1可在其一端面或两侧端面进行所述灭火冷却系统2的进管安装，本领域技术人员可根据实际条件自行确定所述灭火冷却系统2的数量，本技术在此不做限制。此外，所述灭火冷却系统2中的设置于所述储能舱1内部的所述消防喷头22的数量同样不受限制，所述消防喷头22的有效喷洒范围能够覆盖所述储能舱1内堆叠的电池模组4即可。
46.如图3和图4所示，所述消防管网21紧贴所述储能舱1内部舱面，其中所述消防管网21由若干条用于输送灭火剂的消防管道组成，其在伺服状态下为消防管道内无水的干式消防管网，便于日常对系统管道进行检测和维护。为提高所述储能舱1内外空间利用率、为舱内电池模组4预留更多堆叠空间，在进行所述消防管网21的管道敷设时管道应尽量紧贴所述储能舱1舱体。同理，如图2和图4所示，所述消防喷头22设置于所述储能舱1端面，即所述消防喷头22紧贴所述储能舱1内部舱体，所述消防喷头22的喷洒区域覆盖所述储能舱1内部，同时还可调整所述消防喷头22的喷洒方向偏向于舱内电池模组4堆叠更为密集之处，使其在使用时降温冷却效果更佳。
47.在本实施例中，如图2所示，所述消防管网21从所述储能舱1底部进管，且其延伸至所述储能舱1舱体外部的管道端口与采用暗敷方式布管的所述供水管网31连接。如图1所示，在现场施工条件较为理想的条件下，所述供水管网31与所述储能舱1采用一舱一管方案，具体为所述供水管网31包括主管313及若干个与所述主管313连通的第一支管311，所述主管313管端与所述水泵接合器32连接，所述第一支管311与所述储能舱1一一对应，所述第一支管311远离所述主管313一侧管端与所述消防管网21连通。在施工条件较为有限的情况
下，所述供水管网31与所述储能舱1采用多舱一管方案，具体为所述供水管网31包括主管313及若干个与所述主管313连通的第二支管312，所述主管313管端与所述水泵接合器32连接，所述第二支管312与所述储能舱1一一对应，所述第二支管312远离所述主管313一侧管端与所述消防管网21连通。上述两个舱管方案中，在进行整体施工时，所述供水管网31与电路电缆敷设作业先后进行，其中所述供水管网31管道从电缆沟下方通过，为保障水路及电路安全，所述供水管道与电缆沟沟底间距不小于0.15米。
48.本技术的实施例二如图5～图10所示，在原本已安装有气体灭火系统的磷酸铁锂储能舱中增设增补水雾灭火冷却系统时，考虑到施工及检修的便利快捷性，如图6和图9所示，所述供水管网31采用无需进行路面开挖施工的明敷方式布管，如图5和图8所示，与其连接的所述消防管网21可从所述储能舱1侧部或顶部进管，本领域技术人员可根据现场施工条件自行选择所述供水管网31在所述储能舱1上的进管位置。
49.虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本实用新型。本实用新型所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本实用新型的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

技术特征：

1.一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于，包括：设置于储能舱(1)内的灭火冷却系统(2)、及设置于所述储能舱(1)外且与所述灭火冷却系统(2)连通的供水系统(3)；所述储能舱(1)内堆叠有磷酸铁锂电池模组(4)，所述储能舱(1)其上至少一端设置有所述灭火冷却系统(2)；所述灭火冷却系统(2)包括贯通所述储能舱(1)的消防管网(21)和设置于所述储能舱(1)端面并与所述消防管网(21)一侧管端连通的消防喷头(22)，所述消防管网(21)其一管端穿过所述储能舱(1)端面舱体并使与该侧管端连通的所述消防喷头(22)设置于所述储能舱(1)内，所述消防管网(21)另一管端延伸至所述储能舱(1)外；所述供水系统(3)包括相互连通的供水管网(31)和水泵接合器(32)，所述供水管网(31)设置于所述储能舱(1)外部，所述供水管网(31)出水管端与所述消防管网(21)延伸至所述储能舱(1)外一侧管端连通，所述供水管网(31)进水管端与所述水泵接合器(32)连接。2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述消防管网(21)紧贴所述储能舱(1)内部舱面，所述消防喷头(22)设置于所述储能舱(1)端面，且所述消防喷头(22)的喷洒区域覆盖所述储能舱(1)内部。3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述消防管网(21)为在伺服状态下无水的干式消防管网。4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述消防管网(21)从所述储能舱(1)底部进管。5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述消防管网(21)从所述储能舱(1)侧部或顶部进管。6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述供水管包括若干个第一支管(311)，所述第一支管(311)与所述储能舱(1)一一对应，所述第一支管(311)其一管端与所述消防管网(21)连通，所述第一支管(311)另一管端与所述水泵接合器(32)连接。7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述供水管网(31)包括主管(313)及若干个与所述主管(313)连通的第二支管(312)，所述主管(313)管端与所述水泵接合器(32)连接，所述第二支管(312)与所述储能舱(1)一一对应，所述第二支管(312)远离所述主管(313)一侧管端与所述消防管网(21)连通。8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述供水管网(31)采用暗敷方式布管，其管道敷设于所述储能舱(1)外部电缆沟下。9.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述供水管网(31)采用明敷方式布管。10.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，其特征在于：所述水泵接合器(32)采用口径为dn65或dn80的进水接口。

技术总结

本实用新型涉及一种磷酸铁锂储能舱增补水雾灭火冷却系统，包括：分别设置于储能舱内、外且相互连通的灭火冷却系统和供水系统；其中所述灭火冷却系统包括贯通所述储能舱的消防管网和设置于所述储能舱端面并与所述消防管网一侧管端连通的消防喷头，所述消防喷头设置于所述储能舱内，所述消防管网另一管端延伸至所述储能舱外；所述供水系统包括相互连通的供水管网和水泵接合器，所述供水管网一侧管端与所述消防管网连通。本实用新型经由灭火冷却系统对储能舱内喷洒水雾进行持续降温，达到有效控火冷却降温的同时有效抑制电池模组发生热失控复燃的效果，最终配合气体灭火系统完全扑灭火灾，弥补了仅设置气体灭火系统时灭火效果不佳的缺陷。不佳的缺陷。不佳的缺陷。