一种钒电池用管路系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种管路系统，尤其涉及一种钒电池用管路系统。该管路系统包括电堆、正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管、负极电解液回液主路管、正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管，各个支路管的一端分别与设置在电堆一侧的各个主路管垂直连通，另一端与电堆另一侧垂直连通。本实用新型专利技术的钒电池用管路系统通过调整管路的分布位置、进出液的方式和主路管与支路管的管径比，减小了电池系统的旁路电流，改善了电堆进液流量的均一性，提高了钒电池系统的能量效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及一种管路系统，尤其涉及一种钒电池用管路系统。该管路系统包括电堆、正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管、负极电解液回液主路管、正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管，各个支路管的一端分别与设置在电堆一侧的各个主路管垂直连通，另一端与电堆另一侧垂直连通。本技术的钒电池用管路系统通过调整管路的分布位置、进出液的方式和主路管与支路管的管径比，减小了电池系统的旁路电流，改善了电堆进液流量的均一性，提高了钒电池系统的能量效率。【专利说明】—种钒电池用管路系统
本技术涉及一种管路系统，尤其涉及一种钒电池用管路系统。
技术介绍
I凡电池全称为全I凡氧化还原液流电池(英文全称为:Vanadium Redox Battery,缩写为VRB)，是一种活性物质呈循环流动液态的氧化还原电池，具有特殊的电池结构，可深度大电流密度放电；充电迅速；比能量高；价格低廉；应用领域十分广阔:如可作为大厦、机场、程控交换站备用电源、太阳能等清洁发电系统的配套储能装置、为潜艇、远洋轮船提供电力以及用于电网调峰等。钒电池与其它化学电源相比，具有功率大、效率高、寿命长、高容量、响应速度快和可瞬间充电等诸多优点，所以应用范围越来越广泛，具有广阔的前景。 目前，全钒电池在实际应用是，多是采用多个单电池(又称电堆)串联方式组成以提高系统的电压等级，每个单电池通常采用双极性结构，在运行过程中，正负极电解液在电堆中循环流动，即电解液由循环泵驱动从电解液进口总管流入电堆，经电堆中隔膜两侧的电极发生化学反应，再由出口总管流出进入储液罐，这是一种统一供应电解液给各单电池的方法，具有诸多优点。但是，共用电解液进出口总管会使各个单电池之间产生离子通道和电子通道，使电池内部产生旁路电流，旁路电流不经过负载，对电池性能有很大的影响，降低电池系统效率和使用寿命，所以减少甚至消除钒电池中的旁路电流对钒电池的使用有重要的意义。 研究发现，减少旁路电流的方法主要有三种，一是增加管路电阻，包括缩小管径、加长管道长度等，二是减少单电池数量，三是通保护电流。在钒电池管路系统设计方面，通过管道管径、长度以及布局的合理优化，能够一定程度上减少旁路电流，各个领域也都进行了各种尝试。中国专利文献(专利申请号:201210002983.3)公开了专利技术《一种全钒液流电池用管路系统》，提出了一种全钒液流电池管路系统，该管路系统具有在线取液、防倒流、泄压、清洗排液和保温等功能，但是不具备电堆进液流量的均一控制和减小旁路电流等功能。 中国专利文献(专利申请号:201110186836.1)公开了专利技术《一种减小甚至消除全钒液流储能电池系统漏电电流的方法》，其中介绍的方法适用于减小甚至消除各并联的子系统之间的漏电电流及各子系统中并联电堆之间的漏电电流，而不能消除各子系统中电堆串联连接时所产生的漏电电流。在实际的大规模钒电池储能系统的设计中，均采用电堆串联的方式成组以提高系统的电压等级。因此，该专利技术介绍的方法具有一定局限性。 中国专利文献(专利申请号:201310300685.7)公开了专利技术《一种液流电池系统管道结构》，其通过对电堆正负极管路进行重新设计，采用分配部和延长部相结合的方式，分配部主要起到将液体分配均匀的目的，延长部主要用于提高支路的电阻用以减小电堆与电堆之间的漏电电流，其主要是通过延长支管管路的长度，提高支路电阻的方法，减小电堆与电堆之间产生的漏电电流。这种管路设计结构对于减小液流电池系统的旁路电流具有一定作用，但同时也增加了配管的复杂性，管路密封可靠性降低，系统的泵耗随之增大，降低了系统的能量效率。 因此，针对以上不足，需要提供一种既可以减少钒电池系统的旁路电流，改善电堆进液流量均一性，又可以提高系统效率和管路密封可靠性的结构简单的钒电池用管路系统。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题 本技术的目的是提供一种结构简单，既能减少旁路电流，又能改善电堆进液流量均一性的钒电池用管路系统。 (二)技术方案 为了解决上述技术问题，本技术提供了一种钒电池用管路系统，包括电堆、正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管、负极电解液回液主路管、正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管、负极电解液回液支路管，所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管、负极电解液回液主路管均位于电堆的同一侧，所述正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管的一端分别与设置在电堆一侧的所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管连通，另一端与电堆另一侧连通，且电堆至少与两个正极电解液进液支路管、两个正极电解液回液支路管、两个负极电解液进液支路管和两个负极电解液回液支路管连通。 其中，所述正极电解液进液支路管和所述正极电解液进液主路管、所述正极电解液回液支路管和所述正极电解液回液主路管、所述负极电解液进液支路管和所述负极电解液进液主路管及所述负极电解液回液支路管和所述负极电解液回液主路管各自之间至少设有一个变径管。 其中，所述正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管的管径相对于所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管的管径减小。 其中，所述正极电解液进液支路管和所述正极电解液进液主路管、所述正极电解液回液支路管和所述正极电解液回液主路管、所述负极电解液进液支路管和所述负极电解液进液主路管及所述负极电解液回液支路管和所述负极电解液回液主路管各自之间的管径比为1:4-1:8。 其中，所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管上，通过多个所述正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管连接有多个电堆。 其中，所述的各个电堆上的正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管分别并联在所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管上。 其中，所述正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管的一端分别与所述正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管垂直连通，另一端与电堆垂直连通。 (三)有益效果 本技术的上述技术方案具有如下优点:本技术提供的钒电池用管路系统将正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管、负极电解液回液主路管设置在电堆的同一侧，正极电解液进液支路管、正极电解液回液支路管、负极电解液进液支路管和负极电解液回液支路管的一端分别与设置在电堆一侧的正极电解液进液主路管、正极电解液回液主路管、负极电解液进液主路管和负极电解液回液主路管连通，另一端与电堆另一侧连通，通过调整管路的分布位置使整个管路系统在结构简本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钒电池用管路系统，其特征在于：包括电堆(1)、正极电解液进液主路管(3)、正极电解液回液主路管(5)、负极电解液进液主路管(2)、负极电解液回液主路管(4)、正极电解液进液支路管(301)、正极电解液回液支路管(501)、负极电解液进液支路管(201)、负极电解液回液支路管(401)，所述正极电解液进液主路管(3)、正极电解液回液主路管(5)、负极电解液进液主路管(2)、负极电解液回液主路管(4)均位于电堆(1)的同一侧，所述正极电解液进液支路管(301)、正极电解液回液支路管(501)、负极电解液进液支路管(201)和负极电解液回液支路管(401)的一端分别与设置在电堆(1)一侧的所述正极电解液进液主路管(3)、正极电解液回液主路管(5)、负极电解液进液主路管(2)和负极电解液回液主路管(4)连通，另一端与电堆(1)另一侧连通，且电堆(1)至少与两个正极电解液进液支路管(301)、两个正极电解液回液支路管(501)、两个负极电解液进液支路管(201)和两个负极电解液回液支路管(401)连通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李爱魁，杨祥军，马军，郭锦龙，冀国龙，马啸飞，
申请(专利权)人：国网山西省电力公司电力科学研究院，国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山西;14