一种储能集装箱火灾防控系统的制作方法

本实用新型涉及储能集装箱消防系统技术领域，具体为一种储能集装箱火灾防控系统。

背景技术：

随着传统能源煤炭石油等不可再生资源短缺，成本居高不下的环境下。国家正在坚定的、大力的进行能源结构调整。新能源集装性储能站成为未来发展的重要方向。现时，世界各国都依据自身条件发展新能源，发展较成熟的主要有光能、水能、风能，还有近年的地热能源也是发展势头良好。首先全球光伏20强中有16家是中国企业，国家对光伏发电行业发展也是十分支持，可以看出光能在我国新能源建设中处于一个比较重要的地位。其次是风能，过去10年，全球风电装机容量从2005年不到60gw发展至2015年的430gw。中国的风电装机容量出现了前所未有的增长，从2005年的1.25gw发展至2013年的91.4gw。

光伏能和风能发电系统其特点是可靠性高、使用寿命长、不污染环境、能独立发电又能并网运行。这些发出的电需要被存储起来，然后源源不断的输给用电设备。集装箱储能站的作用就是将依靠日照和自然风等不持续稳定产生的电能存储起来，等需要用的时候为用电设备提供稳定的电能。集装箱储能站是整个系统中负责储备电能的重要部件，一般分为铅酸电池和胶体电池，小微型系统中，也可用镍氢电池、镍镉电池或锂电池。

随着光伏发电和风力发电应用发展，加快了集装箱储能站建设的需求。集装箱储能站由于其建设简单、灵活性高、建设周期短等优点，使得储能项目在遍地开花。伴随着集装箱储能站的发展，单体集装箱储能站的容量越来越大，能量密度越来越高。

在越来越多的集装箱储能站的建设投产中，我们也会迎来储能系统带来的技术风险，安全事故的不断攀升，成为了储能技术进一步发展的最大阻碍。国内外集装箱储能站因锂离子电池热失控导致火灾安全事故呈高发态势，从而严重制约集装箱储能技术的应用甚至储能产业的发展。

2018年，韩国发生了23起储能电站起火事件，频繁的事故迫使其储能项目停运整顿，韩国1490个储能项目，有522个已经被关闭，其余的需待检修确认后，才可重新启用。2018年，我国、美国、日本等也均有集装箱储能电站起火事故发生。

因此，安全可靠的集装箱储能站火灾防控方案及灭火系统，主动为储能站增加火抑制技术手段，最大限度的保证储能站财产及人员人身安全就显得非常必要。

由于国家的大力推进和电网的改造，集装箱储能站的装机容量和投产数量都有巨大的增长。集装箱储能行业迅速的发展，集装箱储能站的火灾安全问题才突显出来。现在的集装箱储能站火灾防控技术基本上处于空白，许多集装箱储能站未配备有消防系统。

也有些集装箱储能站配备了消防系统，但是其消防系统采用传统气体灭火系统配置，很简单的采用柜式气体灭火灭火装置单放置在集装箱内，不仅不适合集装箱储能站的使用环境，而且其灭火效果不理想，对集装箱储能站这种电化学火和电气火并存，能量密度大的工况保护并不到位，依然存在很大的安全隐患。

集装箱储能火灾安全主要有两个方面，一是电气安全，二是电池安全。电气火灾可以采用传统的气体灭火装置喷放灭火剂全淹没进行保护，但是电池火灾是电化学火灾，同时又因为其设置摆放能量密度高，电池模组密度大等因素，单一传统气体灭火装置在电池发生热失控是灭火效果收效甚微。一旦集装箱储能站火灾从电池模组开始蔓延至整个储能站，一个储能站火灾甚至可能影响或者引燃周围多个储能站，造成的损失不可估量。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种储能集装箱火灾防控系统，采用模块化设计，预制安装在集装箱储能站内部，可自动探测火灾，主动启动灭火，同时设有报警功能和紧急停止功能，采用集装箱储能站专用气体灭火剂和水做为灭火介质，采用同一套灭火管网进行喷淋，节省材料和安装成本和周期，设计有外部水源接口，可最大程度提高储能站的火灾安全，同时方便消防队的救援工作，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种储能集装箱火灾防控系统，包括消防抑制单元和集装箱储能站；

集装箱储能站：所述集装箱储能站的箱体两侧进出口设有箱门，所述集装箱储能站的箱体内部通过电池架安装有储能电池箱，所述集装箱储能站的箱体内侧分别安装有声光报警器和放气指示灯，所述集装箱储能站的箱体内侧安装有火灾报警控制器，所述集装箱储能站的箱体内侧顶部分别安装有感温探测器和感烟探测器，所述感温探测器和感烟探测器的输出端通过导线电连接火灾报警控制器的输入端，所述火灾报警控制器的输出端通过导线电连接声光报警器和放气指示灯的输入端，所述集装箱储能站的箱体内侧顶部还安装有灭火剂输送管道，所述灭火剂输送管道的侧面等距安装有集装箱储能站专用喷嘴，所述集装箱储能站的箱体的侧面贯穿设置有外部水源接口，所述外部水源接口的出水口位于集装箱储能站的箱体内侧且连接灭火剂输送管道的端部；

消防抑制单元：所述消防抑制单元包含有电磁驱动装置、灭火剂瓶组容器阀、容器阀电接头、灭火剂储存容器和灭火剂瓶组安装柜，所述灭火剂瓶组安装柜设置在集装箱储能站的箱体内部，所述灭火剂瓶组安装柜内设置有灭火剂储存容器，灭火剂储存容器的顶部安装有灭火剂瓶组容器阀，所述灭火剂瓶组容器阀的顶部连接有电磁驱动装置，所述灭火剂瓶组容器阀的顶部出口通过导管连接灭火剂输送管道的侧面，所述电磁驱动装置的输入端连接容器阀电接头，所述容器阀电接头通过导线电连接火灾报警控制器的输出端，所述火灾报警控制器的输入端通过导线电连接外部电源：

进一步的，所述消防抑制单元还包含有固定卡箍和压力显示表，所述固定卡箍设有不少于两个，且灭火剂储存容器通过固定卡箍固定在灭火剂瓶组安装柜的内部，所述灭火剂储存容器的顶部安装有压力显示表，固定卡箍用来固定灭火剂储存容器，固定牢度，方便拆装，压力显示表可以实时显示灭火剂储存容器内部压力。

进一步的，所述声光报警器和放气指示灯位于箱门的正上方，声光报警器和放气指示灯的位置方便工作人员看见和听见，效果明显。

进一步的，还包括紧急启停按钮，所述紧急启停按钮固定在集装箱储能站的箱体内侧且位于箱门的旁边，所述紧急启停按钮的输出端通过导线电连接火灾报警控制器的输入端，工作人员通过紧急启停按钮可以根据实际情况紧急启停。

进一步的，所述外部水源接口为三通接头，所述外部水源接口的两个进水口位于位于集装箱储能站的箱体外侧，所述外部水源接口的两个进水口分别连接固定消防水源和应急水源，固定消防水源为储能站消防水箱、市政消防水管网中的一种，应急水源为消防车、室外消防火栓中的一种，可最大程度提高储能站的火灾安全，同时方便消防队的救援工作，避免消防员身处危险环境，本系统通过外部水源接口，采用常规传统的一分多接头，每个接口设置有球阀，可快速与消防水带接通，同时也可与市政等固定消防水源连接。

进一步的，还包括有过滤器，所述过滤器串连在灭火剂输送管道上，且所述过滤器靠近外部水源接口，可以对通过的水进行过滤，防止堵塞灭火剂输送管道以及集装箱储能站专用喷嘴。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本储能集装箱火灾防控系统，具有以下好处：

1、采用模块化设计，预制安装在集装箱储能站内部，与集装箱储能站配套一体，管道可预制在集装箱内，减少后期的工程施工，本系统阐述的灭火系统可自动探测火灾，主动启动灭火，同时设有报警功能和紧急停止功能，延迟喷放功能等，同时设有报警功能和紧急停止功能，采用集装箱储能站专用气体灭火剂和水做为灭火介质，采用同一套灭火管网进行喷淋，节省材料和安装成本和周期。

2、本系统阐述装置设计有外部水源接口，可最大程度提高储能站的火灾安全，同时方便消防队的救援工作，避免消防员身处危险环境，本系统通过外部水源接口，采用常规传统的一分多接头，每个接口设置有球阀，可快速与消防水带接通，同时也可与市政等固定消防水源连接，球阀根据需要开启关闭，方便检测维护。

3、本系统对集装性储能站来说，增加的火灾防控成本低，便于安装维护，同时极大的提高了集装箱储能站的防火安全性，利于市场推广。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型后侧外部水源接口结构示意图；

图3为本实用新型消防抑制单元结构示意图；

图4为本实用新型系统动作逻辑示意图。

图中：1紧急启停按钮、2放气指示灯、3声光报警器、4感温探测器、5感烟探测器、6火灾报警控制器、7过滤器、8外部水源接口、9消防抑制单元、91电磁驱动装置、92灭火剂瓶组容器阀、93容器阀电接头、94固定卡箍、95灭火剂储存容器、96压力显示表、97灭火剂瓶组安装柜、10灭火剂输送管道、11集装箱储能站专用喷嘴、12集装箱储能站、13电池架、14储能电池箱。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-4，本实用新型提供一种技术方案：一种储能集装箱火灾防控系统，包括消防抑制单元9和集装箱储能站12；

集装箱储能站12：集装箱储能站12的箱体两侧进出口设有箱门，集装箱储能站12的箱体内部通过电池架13安装有储能电池箱14，集装箱储能站12的箱体内侧分别安装有声光报警器3和放气指示灯2，声光报警器3和放气指示灯2位于箱门的正上方，声光报警器3和放气指示灯2的位置方便工作人员看见和听见，效果明显，集装箱储能站12的箱体内侧安装有火灾报警控制器6，集装箱储能站12的箱体内侧顶部分别安装有感温探测器4和感烟探测器5，感温探测器4和感烟探测器5的输出端通过导线电连接火灾报警控制器6的输入端，火灾报警控制器6的输出端通过导线电连接声光报警器3和放气指示灯2的输入端，集装箱储能站12的箱体内侧顶部还安装有灭火剂输送管道10，灭火剂输送管道10的侧面等距安装有集装箱储能站专用喷嘴11，集装箱储能站12的箱体的侧面贯穿设置有外部水源接口8，外部水源接口8的出水口位于集装箱储能站12的箱体内侧且连接灭火剂输送管道10的端部，外部水源接口8为三通接头，外部水源接口8的两个进水口位于位于集装箱储能站12的箱体外侧，外部水源接口8的两个进水口分别连接固定消防水源和应急水源，固定消防水源为储能站消防水箱、市政消防水管网中的一种，应急水源为消防车、室外消防火栓中的一种，可最大程度提高储能站的火灾安全，同时方便消防队的救援工作，避免消防员身处危险环境，本系统通过外部水源接口，采用常规传统的一分多接头，每个接口设置有球阀，可快速与消防水带接通，同时也可与市政等固定消防水源连接；

消防抑制单元9：消防抑制单元9包含有电磁驱动装置91、灭火剂瓶组容器阀92、容器阀电接头93、灭火剂储存容器95和灭火剂瓶组安装柜97，灭火剂瓶组安装柜97设置在集装箱储能站12的箱体内部，灭火剂瓶组安装柜97内设置有灭火剂储存容器95，灭火剂储存容器95的顶部安装有灭火剂瓶组容器阀92，灭火剂瓶组容器阀92的顶部连接有电磁驱动装置91，灭火剂瓶组容器阀92的顶部出口通过导管连接灭火剂输送管道10的侧面，电磁驱动装置91的输入端连接容器阀电接头93，容器阀电接头93通过导线电连接火灾报警控制器6的输出端，火灾报警控制器6的输入端通过导线电连接外部电源：消防抑制单元9还包含有固定卡箍94和压力显示表96，固定卡箍94设有不少于两个，且灭火剂储存容器95通过固定卡箍94固定在灭火剂瓶组安装柜97的内部，灭火剂储存容器95的顶部安装有压力显示表96，固定卡箍94用来固定灭火剂储存容器95，固定牢度，方便拆装，压力显示表96可以实时显示灭火剂储存容器95内部压力。

其中，还包括紧急启停按钮1，紧急启停按钮1固定在集装箱储能站12的箱体内侧且位于箱门的旁边，紧急启停按钮1的输出端通过导线电连接火灾报警控制器6的输入端，工作人员通过紧急启停按钮1可以根据实际情况紧急启停。还包括有过滤器7，过滤器7串连在灭火剂输送管道10上，且过滤器7靠近外部水源接口8，可以对通过的水进行过滤，防止堵塞灭火剂输送管道10以及集装箱储能站专用喷嘴11。

在使用时：其中紧急启停按钮1、放气指示灯2、声光报警器3、感温探测器4、感烟探测器5、火灾报警控制器6这些部件为消防系统的报警控制系统组成部件，主要作用是探测火灾和控制系统运行；其中外部水源接口8、消防抑制单元9、灭火剂输送管道10、集装箱储能站专用喷嘴11这些部件为消防抑制系统组成部件，主要的作用是安全可靠的储存和释放灭火剂进行有效的灭火；

集装箱储能站火灾防控系统对集装箱储能站12进行二十四小时不间断火灾保护。当有火情发生时，感烟探测器5检测到火灾散发出的烟雾后，将报警信号传送给火灾报警控制器6，火灾报警控制器6控制声光报警器3发出火灾预警，提示探测到火情发生，当火灾持续蔓延，感温探测器4探测到火灾后，将火灾信号同时传送到6火灾报警控制器，火灾报警控制器6同时收到感烟探测器5和感温探测器4发出的火灾信号后，一方面将火灾信号发送给声光报警器3，外部人员禁止入内，另一方面火灾报警控制器6启动信号进入30秒延迟，延时时间结束，启动信号启动消防抑制单元9中的电磁驱动装置91，从而打开灭火剂瓶组容器阀92，消防抑制单元9里将灭火剂通过灭火剂输送管道10和集装箱储能站专用喷嘴11释放到集装箱储能站12中进行火灾抑制灭火。同时安装在集装箱外部的放气指示灯2收到灭火抑制单元发出释放信号开始闪烁，放气指示灯2可以设置“放气勿入”字样,提示灭火抑制单元动作，正在喷放灭火。对于一般电气火灾来说，灭火剂喷放完后，使灭火剂在集装箱内持续浸渍5分钟，达到完全灭火的目的。但是对于集装箱储能站中的锂电池火灾，由于锂电池种类的不同，部分锂离子电池发生火灾后，其自身属于电化学火灾，起火因素复杂，火情难以得到有效控制，可能会释放可燃气体自身继续反应发生复燃现象。此时，集装箱储能站火灾防控系统设置有外部水源接口8，外部水源接口8可以快速和消防水带相连接，极大节省了消防员救援时间；同时避免了由于集装箱储能站12内部着火，外部洒水喷淋效果差，消防员需要打开集装箱门进行灭火的危险操作。可以将外部消防水源直接接入管道后进行喷淋灭火。

消防抑制单元9与报警控制单元一同组成完整地系统。其作用主要是可靠存储灭火剂和接到启动信号后稳定可靠的释放灭火剂到防护区。91电磁驱动装置接收到由火灾报警控制器发出的启动信号，电磁驱动装置将灭火剂瓶组容器阀92打开，从而，储存在95灭火剂储存容器中的灭火剂从92灭火剂瓶组容器阀出口喷出，经过灭火剂输送管道10，从集装箱储能站专用喷嘴11喷洒均匀布置在集装箱储能站12内部。若火情未得到有效控制发生复燃，可将外部水源，其中包括消防车、消防水池、市政水源等通过外部水源接口8迅速注入，消防用水经过过滤器7过滤杂质后通过集装箱储能站专用喷嘴11喷淋在储能站内，可以有效长时间对储能站火灾进行抑制扑灭。达到控火抑制火灾的目的，防止火势的蔓延及发展，避免危害整个整个储能电站的情况。

集装箱储能站12由电池模组、bms、变流器、智能切换柜、ems等核心部件组成。其电池模组占集装箱容积的百分之七八十，针对集装箱储能站内数量庞大的锂离子电池箱、电缆线束以及电控柜等装置的火灾危险，本方灭火系统领先的提出多级预警，多重防护，多种介质、外部应急的火灾防控解决方案：

针对集装箱储能站空间进行火灾防控抑制时：在采用感烟火灾探测器、感温火灾探测器，配置火灾声光报警器、气体释放灯、紧急启停按钮等进行探测预警。

消防抑制单元9可以采用七氟丙烷装置，在灭火进行火灾防控的同时，增加外部消防水接口，保证储能站的绝对安全，极大方便消防队的紧急救援；

以上多级防护方案全部通过火灾报警控制器集中控制、统一管理、协调动作，实现集装箱储能站内的全方位防护，本实用新型其他未详尽之处均采用本领域技术人员所公知的常规技术；

本方案专门针对集装箱储能站进行火灾抑制；其结构可靠，可自动探测，主动灭火，同时管路上设置有外部水源接口，可有效的增加集装箱储能站的安全系数，结构简单，成本低，便于市场推广。

本系统通过新的设计思路，增加了外部水源接口，有效的改善了提高了整个集装箱储能站的防火安全性。其比现在为设置消防系统的储能站和仅设置气体灭火装置的储能站，增加了水源接入方案，有效的针对电池火灾的复燃情况和集装箱储能站内部着火消防员难以持续灭火的困境提出成本低，易操作，易推广的消防产品及解决方案。为现阶段国家储能行业的发展保驾护航。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。