DB13-T 5752-2023 氫燃料電池動力船舶儲供氫系統(tǒng)設(shè)計要求

27.070CCS

F

1913 DB

13/T

5752—2023氫燃料電池動力船舶儲供氫系統(tǒng)設(shè)計要求河北省市場監(jiān)督管理局 發(fā)

布DB

13/T

5752—2023 本文件按照GB/T

1.1—《標準化工作導(dǎo)則 第1定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構(gòu)不承擔識別專利的責任。本文件由河北省工業(yè)和信息化廳提出。本文件由河北省燃料電池標準化技術(shù)委員會（

29）歸口。本文件起草單位：中船（邯鄲）派瑞氫能科技有限公司、北京派瑞華氫能源科技有限公司、中船動力研究院有限公司、特嗨氫能檢測（保定）有限公司。王大威、張英、胡乃武。DB

13/T

5752—20231 范圍本文件規(guī)定了燃料電池動力船舶儲供氫系統(tǒng)的設(shè)計依據(jù)、設(shè)計準則、設(shè)計內(nèi)容和設(shè)計驗證等。本文件適用于燃料電池動力船舶高壓氣態(tài)（儲氫壓力≤70MPa）儲供氫系統(tǒng)的設(shè)計。2 規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用適用于本文件。GB/T

17926車用壓縮天然氣瓶閥GB/T

燃料電池電動汽車加氫口GB/T

26990 燃料電池電動汽車

GB/T

氫氣儲存輸送系統(tǒng)

第1部分：通用要求GB/T

加氫站用儲氫裝置安全技術(shù)要求GB

50516 加氫站技術(shù)規(guī)范TSG

23 氣瓶安全技術(shù)規(guī)程《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》

中國船級社3 術(shù)語和定義GB/T

26990、GB/T

17926、《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。氫氣瓶 hydrogen

bottle緊急切斷裝置(ESD) emergency

shutdown

device當出現(xiàn)了重大事故時需要立即執(zhí)行且無延遲的關(guān)閉燃料電池運行、切斷氫燃料供應(yīng)和非防爆電氣設(shè)備的電控安全操作設(shè)備。儲供氫系統(tǒng) hydrogen

and

supply

燃料電池動力船舶上氫燃料從加注口至燃料電池進口，與氫燃料加注、儲存、輸送、供給、惰化、排空和控制等相關(guān)裝置組成的系統(tǒng)。供氫管路 hydrogen

pipeline氫氣瓶瓶閥到減壓閥之間以及減壓閥到燃料電池之間輸送氫燃料的本文件。加注管路 filling

pipeline加氫口到瓶閥之間輸送氫燃料的管路。排空管路 drain

供氫管路中安全閥或瓶口、瓶尾閥連接大氣的管路。安全泄放裝置 pressure

relief

device緊急或異常狀況時，能自動開啟以防止因內(nèi)部介質(zhì)超壓而導(dǎo)致承壓設(shè)備失效的裝置。DB

13/T

5752—2023加注站

燃料電池動力船舶加注氫燃料，設(shè)有氫氣加注接頭、回氣接頭（如設(shè)有）、相關(guān)閥件和控制系統(tǒng)等的專門位置或場所。4 設(shè)計依據(jù)儲氫容量由船舶的需求功率和續(xù)航里程確定，氫氣瓶數(shù)量由儲氫容量和單瓶容積確定。供氫系統(tǒng)壓力和流量由燃料電池最大使用功率時的氫氣需求確定。儲供氫系統(tǒng)的冗余設(shè)置應(yīng)保證在任意管路故障情況下，不會導(dǎo)致全船失電。5 設(shè)計準則能采用全焊透型式，如無法避免使用其他連接方式，應(yīng)按照《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》中4.3.5.2

要求或采用其他經(jīng)試驗驗證的防止燃料泄漏擴散的安全措施進行防護。封良好、易于檢查和維修。氫氣瓶、管路和閥件應(yīng)耐高溫、耐高壓和抗腐蝕，材質(zhì)上與氫有良好的相容性。對電磁閥和減壓閥等部件進行冗余設(shè)計，增加可靠性，防止由于部件失效導(dǎo)致氫氣的泄漏。大的結(jié)構(gòu)位移，或者管路變形、斷裂，造成氫氣泄漏?？展苈放趴?；當管路、閥件或控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，管路流量或壓力異常增大時，自動切斷氫源并打開安全閥泄壓。6 設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)組成

1圖

1 典型儲供氫系統(tǒng)功能組成示意圖各系統(tǒng)組成和功能如下：a)

加注系統(tǒng)由加氫口到瓶閥之間的管閥件組成，用于氫氣加注；b)

c)

供氫系統(tǒng)由瓶閥到燃料電池接口之間的管閥件組成，用于給燃料電池供給氫燃料；d)

惰化處理涉氫管路；e)

DB

13/T

5752—2023向大氣排出儲供氫系統(tǒng)中無用且涉及安全的氫氣；f) 監(jiān)測與控制系統(tǒng)由氫氣濃度傳感器、壓力傳感器、主控制器、監(jiān)控屏、報警器和緊急切斷等安全參數(shù)，并進行報警及處理動作，實現(xiàn)氫氣泄漏實時監(jiān)測、事故預(yù)防及減小事故危害的功能。加注系統(tǒng)6.2.1 監(jiān)測，且能進行高溫及高壓報警、自動及手動切斷。6.2.2 燃料加注總管應(yīng)設(shè)計成能承受加注作業(yè)期間的外部載荷。6.2.3 流量加氫時引起的溫升確定，設(shè)計壓力選取主要與加氫站的加注壓力和加注策略相關(guān)。6.2.4 封式快速釋放裝置由加注方配備，應(yīng)在加注總管附近顯見位置張貼指示牌予以提醒。6.2.5 加注作業(yè)時氫氣瓶的瓶內(nèi)溫度應(yīng)不超過

6.2.6 動操作和遙控組合閥。應(yīng)能在加注操作控制位置或其他安全位置操作遙控閥。6.2.7

4

要求。6.2.8 加注管路的布置應(yīng)利于對其進行惰化和除氣。6.2.9 （ESD）通信。6.2.10 加氫口應(yīng)滿足

GB/T

26779-2021

中

5.1.3、5.1.5

的要求。6.2.11 加氫口應(yīng)有接地連接裝置。6.2.12 加注管道上應(yīng)設(shè)置自動切斷閥。6.2.13 應(yīng)有在加注完成后排空加注管內(nèi)氫氣的設(shè)計。儲氫系統(tǒng)6.3.1 光下的氫氣瓶應(yīng)有覆蓋物或遮陽棚。6.3.2 氫氣瓶瓶體及瓶閥的結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)滿足

有關(guān)規(guī)定。6.3.3 每一氫氣瓶組的燃料供應(yīng)出口應(yīng)設(shè)置一個手動截止閥和一個氫氣瓶組主閥，兩閥串聯(lián)連接，或設(shè)置一個手動和自動控制組合閥，且應(yīng)盡可能靠近氫氣瓶組。6.3.4 氫氣瓶連接至船舶用氫設(shè)備的連接管應(yīng)具有足夠的柔性補償。6.3.5 應(yīng)提供在氫氣瓶連接意外斷開或破裂時可限制燃料泄漏量的裝置。6.3.6 氫氣瓶和燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)確保燃料泄漏后所采取的安全動作不會導(dǎo)致不可接受的動力損失。6.3.7 過閥件斷開管路，任一氣瓶的管路斷開都應(yīng)不影響其他氣瓶的可用性。6.3.8主關(guān)斷閥、氫氣瓶單向閥和安全泄放裝置應(yīng)集成在一起。主關(guān)斷閥的操作應(yīng)采用電動方式，并應(yīng)安裝在操作員易于操作的部位，當斷電時應(yīng)處于自動關(guān)閉狀態(tài)。6.3.9 獨地隔斷各個氫氣瓶。6.3.10

的規(guī)定。6.3.11 應(yīng)對氣瓶安全泄放裝置的泄放量及泄放面積進行設(shè)計計算，其額定排量和實際排量均應(yīng)不小于氣瓶的安全泄放量。6.3.12 氫氣瓶的金屬內(nèi)膽應(yīng)采用無縫結(jié)構(gòu)。DB

13/T

5752—2023供氫系統(tǒng)6.4.1 涉氫管路的材料應(yīng)滿足《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》中

3.1.1

和

的要求。6.4.2 氫氣管路厚度和強度應(yīng)按照《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》中

4.2.2

要求計算。6.4.3 通往燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的燃料供應(yīng)總管上應(yīng)串聯(lián)安裝一個手動截止閥和一個燃料供應(yīng)管路總閥，或設(shè)置一個手動和自動控制組合閥。燃料供應(yīng)管路總閥應(yīng)能按照《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》中表

所規(guī)定的情形自動切斷燃料的供應(yīng)。6.4.4道、含燃料電池處所外部、燃料準備間外部和駕駛室等處設(shè)置手動緊急切斷裝置。手動緊急切斷裝置應(yīng)設(shè)為物理按鈕，并設(shè)有標記和保護，以防止意外操作，并可在應(yīng)急照明下進行操作。6.4.5 氫氣瓶與燃料電池之間的管路應(yīng)根據(jù)燃料電池裝置的特點和系統(tǒng)設(shè)計考慮安裝必要閥件和設(shè)備，如限流閥、高壓減壓閥、阻火閥和穩(wěn)壓減壓閥等。且該燃料供應(yīng)管路應(yīng)按照《船舶應(yīng)用燃料電池發(fā)電裝置指南》中

～10.2.5

的要求進行監(jiān)測和控制。6.4.6 增大時，能自動關(guān)斷來自氫氣瓶內(nèi)的氫氣供應(yīng)；如果采用過流保護閥，應(yīng)安裝在主關(guān)斷閥上緊靠主關(guān)斷閥處。6.4.7 氫氣管路應(yīng)能吸收氫氣因極端溫度引起的熱膨脹或收縮，而不會產(chǎn)生過大應(yīng)力。6.4.8 大應(yīng)力的影響。6.4.9 曲變形等選用適當?shù)闹行木€曲率半徑，并滿足安全使用要求。6.4.10 對可能受排氣管、消聲器等熱源影響的管路應(yīng)有適當?shù)臒峤^緣保護。6.4.11 氫氣管路所有部件應(yīng)由適用且具有耐腐蝕性能的材料制造，所有管路均應(yīng)使用無縫鋼管。6.4.12當船舶發(fā)生碰撞、火災(zāi)或其他危險時，僅能通過手動關(guān)閉的氫氣供應(yīng)閥應(yīng)能確保閥件便于操作且安裝位置易達，否則應(yīng)具備遙控或自動關(guān)閉功能，以便及時切斷管路的氫氣供應(yīng)。吹掃系統(tǒng)6.5.1

應(yīng)設(shè)有對燃料電池加注和供應(yīng)管路進行惰性氣體吹掃的裝置或措施。6.5.2

吹掃系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)能將氮氣吹掃至整個涉氫管路，且能順暢排空。6.5.3

氮氣吹掃口前應(yīng)配置切斷閥、止回閥。6.5.4

吹掃氮氣中的含氧量應(yīng)不大于

0.5%。排空系統(tǒng)6.6.1 排空系統(tǒng)構(gòu)造應(yīng)能使氣體排放不受阻礙且垂直向上排出。6.6.2 排空系統(tǒng)布置成能使水或雪進入透氣系統(tǒng)的可能性減少至最低限度。6.6.3 排空管路的設(shè)計和布置應(yīng)考慮溫度變化、氣流產(chǎn)生的力和船體運動等因素。6.6.4 氫氣排空系統(tǒng)應(yīng)與起居處所、服務(wù)處所、控制站或其他非危險區(qū)域的透氣系統(tǒng)相獨立。6.6.5 排空系統(tǒng)設(shè)置應(yīng)符合

GB/T

34583-2017

中

4.3.4.3～4.3.4.7

和

GB

50516

的要求。6.6.6 設(shè)置應(yīng)滿足

GB/T

34542.1-2017

中

4.3.5

的要求。監(jiān)測與控制系統(tǒng)6.7.1