一种均相分布器、电解液储液罐及全钒液流电池储能系统技术方案

本发明专利技术提供一种均相分布器、电解液储液罐及全钒液流电池储能系统，该均相分布器包括：引液装置、预混装置和出液装置，依次沿所述均相分布器中电解液的流动方向布置；所述引液装置包括多个引液管，所述多个引液管上布置有多个扰流孔；所述预混装置，包含预混腔，所述预混腔为回转体腔；所述出液装置，包括出液管和折流装置。本发明专利技术通过引液装置一次混合、预混装置二次混合、出液装置三次混合的三级混合设计，使流经均相分布器的电解液更快地进行混合，使得流出电解液储液罐的电解液的荷电态保持较为均匀，有利于全钒液流电池储能系统荷电态采集的稳定性和准确性，保证功率、容量的稳定输出，确保系统稳定工作，提高电池效率。

【技术实现步骤摘要】
一种均相分布器、电解液储液罐及全钒液流电池储能系统
本专利技术涉及电化学储能
，具体涉及到一种均相分布器、电解液储液罐及全钒液流电池储能系统。
技术介绍
全钒液流电池是目前技术最为成熟的液流电池之一，其通过电解质溶液中不同价态钒离子构成的氧化还原电对在电极表面发生氧化还原反应，完成电能和化学能的相互转化，实现电能的储存和释放。其正极采用VO2+/VO2+电对，负极采用V3+/V2+电对，硫酸为支持电解质，水为溶剂。正负极电解液原液均采用V3+/V4+溶液，在电解液激活后，正常充放电过程中，电解液在泵驱动下进入电堆内部发生氧化还原反应，然后返回正负极电解液储罐。此时，位于储罐上部的电解液荷电态较其下部的电解液荷电态高，会造成电解液组分浓度分布不均衡。而电解液储罐内部组分分布不均匀，给电池系统荷电态的精确采集带来难度。此外，当电解液储罐中的组分浓度分布不均匀时，电解液输送至各个电堆中的电解液浓度将会产生偏差，这对于保证电堆性能的一致性产生一定影响。因此，解决电解液储罐中的组分浓度分布不均匀的问题显得尤为重要。专利CN104538662A提供了一种液流电池系统，该专利中，采用在电解液储液罐进口处设置分布器，尽可能保证进入电堆电解液浓度均一。专利CN206022527U公开了一种全钒液流电池的溶液价态平衡装置，该专利中，采用强制动力搅拌的方式对电解液进行均一化。上述现有技术至少存在以下问题：(1)采用在电解液储液罐回液进口或回液出口处设置分布器，但由于罐体为方形及圆柱体结构，导致这种扩散均相无法充分实现；并且电解液储液罐顶部回液进口设置分布器，无法将液体喷淋到罐体的每个角落；另外，液体接触到罐内液体后主要通过原有动能和重力势能进行下沉，很难保证其浓度的均匀扩散；此外，液流电池系统液流量大,无法提供足够的分散时间来保证电解液浓度的均匀扩散。(2)采用电动搅拌混合方式，从安装空间及设备承重方面均无法满足实际应用，同时全钒液流电池在设计时，要尽可能考虑避免外部设备消耗电能，否则很难保证其经济性。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种能有效解决电解液在电解液储液罐中浓度分布不均问题的均相分布器、电解液储液罐及全钒液流电池储能系统。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：本专利技术的第一方面，提供一种均相分布器，包括引液装置、预混装置和出液装置，依次沿所述均相分布器中电解液的流动方向相连通布置，其中：所述引液装置，包括多个引液管，所述多个引液管相连通，所述多个引液管上布置有多个扰流孔，所述电解液经所述多个扰流孔被吸入所述多个引液管，经所述多个引液管汇流后流入所述预混装置，所述引液装置用于一次混合流经所述均相分布器的所述电解液，以实现所述电解液中不同价态离子的初步混合；所述预混装置，包含预混腔，所述预混腔为回转体腔，所述电解液流入所述预混装置后进入所述预混腔，在所述预混腔内进行二次混合，经二次混合后的所述电解液流入所述出液装置，所述预混装置用于消除所述电解液吸入过程中因吸入路径和吸入时间造成的偏差浓度；所述出液装置，包括出液管和折流装置，所述折流装置布置在所述出液管内，形成出液流道，所述电解液流入所述出液装置后进入所述出液流道，在所述出液流道内进行三次混合后流出所述均相分布器，最终达到均相混合的状态。上述均相分布器，其中，所述多个引液管以几何图案进行排布，便于所述引液装置充分吸入所述电解液，所述几何图案包括下述至少一种：放射状；网状；矩形；圆形；十字形。上述均相分布器，其中，所述多个扰流孔沿所述多个引液管的表面分布，所述电解液通过所述扰流孔进入所述均相分布器内，所述扰流孔对所述电解液的流动产生扰动，以实现所述电解液的一次混合。上述均相分布器，其中，所述预混腔内设有混流转子，所述混流转子可旋转地固定在所述预混腔内，用于加强所述电解液的二次混合。上述均相分布器，其中，所述混流转子上设有转子叶片，所述电解液在所述均相分布器内流动，能够驱动所述转子叶片旋转。上述均相分布器，其中，所述出液流道为折流流道，以通过所述折流流道的折流作用加强所述电解液的三次混合。上述均相分布器，其中，所述折流流道的形状包括下述至少一种：螺旋流道；蛇形流道；齿形流道。上述均相分布器，其中，所述均相分布器采用耐腐蚀性材料制成。本专利技术的第二方面，提供一种电解液储液罐，包含本专利技术的第一方面中任一项所述的均相分布器，所述电解液储液罐内储存有所述电解液，所述均相分布器浸没在所述电解液中，所述电解液流经所述均相分布器后流向所述电解液储液罐的回液出口。本专利技术的第三方面，提供一种全钒液流电池储能系统，包含驱动装置、输液管、电堆以及本专利技术的第二方面中任一项所述的电解液储液罐。本专利技术的积极进步效果在于：(1)本专利技术通过一次混合、二次混合、三次混合的三级混合的设计，使流经均相分布器的电解液更快地进行混合，使得流出电解液储液罐的电解液的荷电态保持较为均匀，有利于全钒液流电池系统荷电态采集的稳定性和准确性，保证功率、容量的稳定输出，确保系统稳定工作，提高电池效率。(2)本专利技术提供的均相分布器为静态均相分布器，均相分布器工作的过程中，无需消耗电能，提高全钒液流电池性能的同时，确保了电池系统的经济性。(3)本专利技术提供的均相分布器集成于电解液储罐内，采用耐腐蚀性材料制成，可以实现终生无维护操作，从而节省了操作维护成本。附图说明包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本专利技术的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本专利技术的优点和原理。在附图中：图1为根据本专利技术实施例一提供的一种均相分布器结构示意图；图2为根据本专利技术实施例二提供的一种电解液储液罐结构示意图；图3为根据本专利技术实施例三提供的一种全钒液流电池储能系统图。附图标记说明:1-均相分布器；11-引液装置；12-预混装置；13-出液装置；111-引液管；112-扰流孔；121-预混腔；122-混流转子；123-转子叶片；131-出液管；132-折流装置；133-出液流道；2-电解液；3-电解液储液罐；31-回液出口；32-回液进口；4-全钒液流电池储能系统；5-驱动装置；6-输液管；7-电堆。具体实施方式下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。然而，本专利技术并不局限于以下描述的实施方式。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合，且本专利技术的技术理念可以与其他公知技术或与那些公知技术相同的其他技术组合实施。实施例一图1为根据本专利技术实施例一提供的一种均相分布器结构示意图，如图1所示，本实施例提供的均相分布器1，包括引液装置11、预混装置12和出液装置13，依次沿均相分布器1中电解液2的流动方向相连通布置，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种均相分布器，其特征在于，包括引液装置、预混装置和出液装置，依次沿所述均相分布器中电解液的流动方向相连通布置，其中：/n所述引液装置，包括多个引液管，所述多个引液管相连通，所述多个引液管上布置有多个扰流孔，所述电解液经所述多个扰流孔被吸入所述多个引液管，经所述多个引液管汇流后流入所述预混装置，所述引液装置用于一次混合流经所述均相分布器的所述电解液；/n所述预混装置，包含预混腔，所述预混腔为回转体腔，所述电解液流入所述预混装置后进入所述预混腔，在所述预混腔内进行二次混合，经二次混合后的所述电解液流入所述出液装置，所述预混装置用于消除所述电解液吸入过程中因吸入路径和吸入时间造成的偏差浓度；/n所述出液装置，包括出液管和折流装置，所述折流装置布置在所述出液管内，形成出液流道，所述电解液流入所述出液装置后进入所述出液流道，在所述出液流道内经所述折流装置进行三次混合后流出所述均相分布器，最终达到均相混合的状态。/n

【技术特征摘要】
1.一种均相分布器，其特征在于，包括引液装置、预混装置和出液装置，依次沿所述均相分布器中电解液的流动方向相连通布置，其中：
所述引液装置，包括多个引液管，所述多个引液管相连通，所述多个引液管上布置有多个扰流孔，所述电解液经所述多个扰流孔被吸入所述多个引液管，经所述多个引液管汇流后流入所述预混装置，所述引液装置用于一次混合流经所述均相分布器的所述电解液；
所述预混装置，包含预混腔，所述预混腔为回转体腔，所述电解液流入所述预混装置后进入所述预混腔，在所述预混腔内进行二次混合，经二次混合后的所述电解液流入所述出液装置，所述预混装置用于消除所述电解液吸入过程中因吸入路径和吸入时间造成的偏差浓度；
所述出液装置，包括出液管和折流装置，所述折流装置布置在所述出液管内，形成出液流道，所述电解液流入所述出液装置后进入所述出液流道，在所述出液流道内经所述折流装置进行三次混合后流出所述均相分布器，最终达到均相混合的状态。


2.根据权利要求1所述的均相分布器，其特征在于，所述多个引液管以几何图案进行排布，便于所述引液装置充分吸入所述电解液，所述几何图案包括下述至少一种：
放射状；
网状；
矩形；
圆形；
十字形。


3.根据权利要求1所述的均相分布器，其特征在于，所述多个扰流孔沿所述多个引液管的表面分布，所述电解液通过所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨霖霖，苏秀丽，林友斌，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31