电解液储罐及具有该电解液储罐的液流电池系统的制作方法

本实用新型属于液流电池领域，涉及一种电解液储罐及液流电池系统。

背景技术：

电解液在经电堆反应后从回液口返回电解液储罐，与储罐内原有的电解液进行混合。目前，回液口多是处于电解液桶的上方的简单通孔，当电解液较多的时候，由于回液经回液口进入电解液储罐后的速度较低，因而使回液常存在于电解液储罐内的原有电解液的上方，导致混合存在不均匀性，致使监控电解液的充放电状态时产生误差。

技术实现要素：

为了解决储罐内原有电解液与回液混合不均匀的问题，本实用新型提出如下技术方案：一种电解液储罐，包括导管、罐体，导管设置在罐体顶部，还包括变径柱形盘管，所述变径柱形盘管设置在罐体内部，变径柱形盘管连接于导管且由若干圈盘管螺旋连接而成，各圈盘管的直径由首圈向末圈方向上呈减小趋势，且各圈盘管的侧壁具有若干开孔。

进一步的，所述若干圈盘管螺旋连接至末端呈锥形状，变径柱形盘管为变径圆柱形盘管。

进一步的，由弯管使变径柱形盘管与导管相连接。

进一步的，任意两圈的盘管的侧壁的壁面开孔，其孔径不同。

进一步的，变径柱形盘管是由五圈盘管螺旋连接而成，且前三圈盘管的回转直径为罐体直径的1/2，后两圈为锥形状的盘管的回转直径减小为罐体直径的1/3-1/4。

进一步的，各盘管间的螺距为100mm。

进一步的，每圈盘管具有四个所述开孔，且间隔90度设置一个。

进一步的，第一圈盘管的开孔半径为5-7mm，第二圈盘管的开孔半径为7-9mm，第三圈盘管的开孔半径为8-10mm，锥形状的第四圈盘管的开孔半径为6-8mm，锥形状的第五圈盘管的开孔半径为6-8mm。

进一步的，电解液储罐的桶高为800-1000mm，半径为200-395mm。

一种液流电池系统，包括电堆、磁力泵、管路、电解液储罐，电解液储罐出口设置在罐体下端，出口通过管路与磁力泵相连，磁力泵通过管路与电堆相连，电堆通过管路与电解液储罐罐体上方通孔处的导管相连，所述电解液储罐为上述各方案中的电解液储罐。

有益效果：本实用新型的变径柱形盘管设置在罐体内部，变径柱形盘管连接于导管且由若干圈盘管螺旋连接而成，各圈盘管的直径由首圈向末圈方向上呈减小趋势，且各圈盘管的侧壁具有若干开孔，上述形状或结构使得的变径柱形盘管能更为深入罐体内部，且侧壁开孔喷出电解液能与储罐中原有的电解液能不断碰撞和速度交换，克服了现有只具有通孔对反液引流时，反液往往存在原液表明的缺陷，该种形状和结构的变径圆柱形盘管带动了原电解液运动以及流体粘性作用，进行了能量传递交换，最终到达均一比例浓度混合液，解决了现有的液体混合不均匀的问题。

加入变径柱形盘管后，电解液分层的问题得到显著改善，虽经变径柱形盘管侧壁开孔喷出的第二相液体速度较小，但可带动周围液体形成螺旋流，从而产生一定的漩涡强度，加强混合。并弥补了加入柱形盘管后桶中心轴线处周围液体的混合效果存在的欠缺，由于加强了反应前与反应后的电解液的混合效果，因而增加了监控电解液充放电状态的准确性。

附图说明

图1为液流电池系统的结构示意图；

图2为变径柱形盘管的主视图；

图3为变径柱形盘管的后视图；

图4为变径柱形盘管的俯视图；

图1：1、管路；2、导管；3、电解液储罐；4、变径柱形盘管；5、盘管开孔；6、电解液出口；7、磁力泵；8、电堆；9、弹簧入口。

具体实施方式

实施例：该例涉及一种液流电池系统，主要应用于钒电池领域中原电解液与返回的电解液的混合，并且也可以适用于其他低速液体的混合，主要构思在于，将变径柱形盘管设置于钒电池的电解液储罐内，经过电堆反应后电解液从变径柱形盘管的入口以低速进入盘管内，再由盘管上的小孔喷出与原有未经过电堆且未反应的电解液进行混合。

该方案具体如下：一种液流电池系统，包括电堆、磁力泵、管路、电解液储罐，电解液储罐通过管路与磁力泵相连，泵通过管路与电堆相连，电堆通过管路与储罐上方通孔处的导管相连。其电解液储罐结构包括导管、罐体、变径圆柱形盘管和电解液出口，导管设置在罐体顶部，与电堆的管路相连，电解液出口设置在罐体下端，通过管路与电堆的磁力泵相连，入口导管与电解液储罐固定，电解液储罐的桶高为800-1000mm，半径为200-395mm，入口与出口半径径均为20mm,入口压力为0Pa，入口速度为0.2-0.4m/s。其中变径圆柱形盘管设置在罐体内部，共5圈，通过一个直径等同的弯管与导管相连接。变径柱形盘管的前三圈的回转直径为罐体直径的1/2，后两圈回转直径变小呈锥形盘状(锥形段第一圈、锥形段第二圈)，各圈的螺距是100mm,。变径柱形盘管的侧壁开有小孔，每圈四个孔，设置间隔角度为90度，第一圈开孔半径为5-7mm，第二圈开孔半径为7-9mm，第三圈开孔半径为8-10mm，锥形段第一圈开孔半径为6-8mm，第二圈开孔半径为6-8mm。

所述的变径柱形盘管，每一圈的壁面开孔孔径均不同于其他圈的开孔孔径，孔径大小根据需要的混合浓度效果来适应性设计划分。所述的变径圆柱形盘管，利用与导管相连的弯管来改变入口流速方向，从而使减小弹簧入口冲击压力，以便保护器材。

上述方案中的液流电池系统的工作方法如下：电解液储罐内未反应的电解液通过泵的高压驱送至电堆进行化学反应，反应后的电解液沿管路到储罐内置的变径柱形盘管中，再由变径柱形盘管侧壁的开孔喷出，根据压强与射流速度关系，可以通过改变盘管开孔孔径从而提高圆柱形电解液储罐内原电解液的混合浓度，由于实际工况需要，还可基于本实用新型的构思，通过改变盘管内径大小来满足设计电解液的混合浓度，从而更加准确的监控电解液的充放电状态，节约资源。从变径柱形盘管侧壁开孔喷出的电解液通过不断与圆柱型电解液储罐中原有的电解液碰撞和速度交换，从而带动原电解液运动，以及流体粘性作用，进行能量传递交换，最终到达均一比例浓度混合液。

具有结构设计简凑,操作简便,可控性较强,以及重复性利用有效资源使其不断均匀混合,从而混合达到高效,低成本,高产出,无污染等优点,适用于全钒液流储能电池、液流电池，具有广泛应用价值和潜在价值。

加入变径圆柱盘管后，电解液分层的问题得到显著改善，虽经变径柱形侧壁开孔喷出的第二相液体速度较小，但可带动周围液体形成螺旋流，从而产生一定的漩涡强度，加强混合。并弥补了加入圆柱形盘管后桶中心轴线处周围液体的混合效果存在的欠缺，由于加强了反应前与反应后的电解液的混合效果，因而增加了监控电解液充放电状态的准确性。

以上所述，仅为本发明创造较佳的具体实施方式，但本发明创造的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明创造披露的技术范围内，根据本发明创造的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明创造的保护范围之内。