氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则(2022).pdf
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2.2.1一般要求 2.2.1.1除应符合本节规定外,内河船舶还应满足本局《内河船舶法定检验技术规则(2019)》 第1篇的有关规定。 2.2.1.2除应符合本节规定外,国内航行海船还应满足本局《国内航行海船法定检验技术规则 (2020)》第1篇的有关规定。 2.2.1.3除应符合本节规定外,公务船还应满足本局《公务船检验规则(2020)》各章的有关 规定。 2.2.1.4除应符合本节规定外,特定航线江海直达船舶还应满足本局《特定航线江海直达船舶 法定检验技术规则(2018)》第2章的有关规定。 2.2.1.5除应符合本节规定外,青海湖的载客船舶还应满足本局《青海湖载客船舶检验技术规 则(2017)》第2章的有关规定。
2.3.1建造检验及初次检验
2.3.1.1应将下列图纸资料一式3份提交船舶检验机构批准: (1)船舶布置 ①氢燃料围护系统布置图; ②)氢燃料准备间(如设有)布置图: 3)氢燃料加注站布置图(含加注接头): ④氢燃料罐处所或氢燃料罐接头处所的出入口、透气管和其他开口的布置图; ③氢燃料准备间和其他气体危险区域的通风管、门和开口的布置图; 6氢燃料供应系统布置图; (7)燃料电池处所的布置图,应标示出氢燃料电池发电系统各组成设备的位置: (8)燃料电池处所的几何形状: 9空气闸(如设有)位置和结构图; 10集液盘(如设有)或其他防护措施的说明: 11危险区域划分图。 (2)管系 (1)氢燃料管系的详细图纸或说明,包括压力释放阀和透气管路: ②支管、回管、弯头、伸缩接头和波纹管等类似装置的技术文件; ③气体管路系统中法兰、阀和其他装置的图纸和说明; ④气体管路的材料、焊接、焊后热处理和无损检测试验技术文件: 5)气体管路压力试验(强度和密性试验)技术文件:
①在《吨位丈量规则》发布前,应执行《国内航行海船法定检验技术规则(2020)》和《内河航行船舶法定检 术规则(2019)》有关吨位丈量规定。
6包括阀件、附件以及气体(液体或蒸气)操作相关设备在内的所有管系的功能试验大纲; (?管路电气接地技术文件; 8)在切断加注接头之前从氢燃料加注管中去除氢燃料的措施的技术文件: 9)与氢燃料系统有关的冷却水系统或热水系统(如设有)布置图和说明: 10除气和情性气体吹扫系统布置图和说明: 11氢燃料准备间和氢燃料罐接头处所的舱底和疏排水系统布置图(如设有)。 (3)通风系统 (1)氢燃料罐处所、氢燃料准备间、燃料电池处所及其他危险区域机械通风系统布置图和说 明(排量计算等),包括风扇及其电动机的容量和布置,通风机风扇的转动部分和外罩 的图纸和材料的技术文件: (2)双壁管(通风导管)的布置图: ③氢燃料电池系统空气进、排气系统的布置图,包括过滤器。 (4)气体探测系统 ①气体探测和报警系统图及布置图,包括探头、报警装置和报警点布置图; 2)气体探测器的规格精装修标准规范范本,包括报警装置。 (5)控制、监测和安全系统 ①氢燃料罐监控系统图及布置图,包括传感器、报警点布置等: ②气体压缩机控制和监控系统图及布置图(如设有): ③氢燃料加注和供应系统的电气原理图及监控明细表: (4)与氢燃料相关的控制、监测和安全系统图: 5)紧急切断(ESD)系统的布置图,应包含下述信息: (a)关闭动作的详细信息(包括氢燃料供应系统、氢燃料加注系统等); (b)应急按钮的位置。 (6)消防设备和系统 1)火灾探测和报警系统图及布置图: ②燃料电池处所的消防管系图: ③氢燃料罐处所、氢燃料罐接头处所及其通风管、加注站(如适用)和燃料电池处所结构 防火布置图; (4)手提式或推车式灭火器布置图: ③燃料电池处所具有足够强度以承受最严重情况下爆炸影响的证明文件。 (7)电气系统 (①)氢燃料电池构成的电力系统图: ②)氢燃料电池发电系统作船舶主电源或主电源的一部分时,应提交文件,证明系统满足第 5章第2节5.2.2的要求; ③危险区域电气设备布置图,应包括危险区域内所有电气设备和下述信息: (a)防爆类型、防爆类别和温度组别; (b)防护等级; (c)安装区域的危险类别。 ④本质安全电路的校核资料,包括对电压、电流、电容和电感的校核。本质安全电路的 安装应使电路内设备(包括电缆)的电容和电感不超过关联设备标示值,每个本质安全 设备允许的输入电压和输入电流应大于或等于各自关联设备的标示值: 5合格防爆型设备清单。 (8)试验大纲及试验程序
与氢燃料电池发电装置、一次燃料和重整燃料有关的系泊与航行试验程序,如氢燃料 发电装置、所有氢燃料管系及其阀件、 附件和相关设备的功能性试验等。
2.3.1.2应将下列图纸强
(1)氢燃料电池发电装置
(①)氢燃料电池发电装置的原理说明和系统框图; ②)氢燃料电池发电装置的额定参数和运行条件,包括:输入功率、输出功率、燃料需求(燃 料类型,压力,流量,温度等)、进水需求和进空气需求等: 3)氢燃料电池发电系统全寿命性能说明。 2.3.1.3船上应至少保存下列资料: (1)氢燃料电池发电装置操作手册; (2)氢燃料电池发电装置维护手册及维护或检查记录: (3)潜在危害安全性说明及减轻风险的安全预防措施。 2.3.1.4建造检验及初次检验项目如下: (1)氢燃料电池发电装置的安装和试验,应对整个装置和系统不同负荷状态(例如启动、正常运 行、满负荷、受控关闭和紧急关闭)进行试验,并至少应验证在发生如下情况时,系统能自动进入 到安全状态: (1)火灾探测报警; 2气体探测报警; 3电源故障: (4可编程控制器故障: 5保护装置触发; 6保护装置故障: 保护系统故障。 (2)氢燃料围护系统的安装和试验: (3)氢燃料加注系统的安装和试验: (4)氢燃料供应系统的安装和试验; (5)管系的安装和试验,应使用合适的试验气体验证氢燃料的管路、阀和连接件没有泄漏; (6)燃料电池处所、氢燃料罐处所、双壁管(如设有)、氢燃料罐接头处所(如设有)等通风系 充的安装和试验: (7))可燃气体探测系统的安装和试验; (8)防火、探火、灭火装置的安装与试验; (9)监测、控制和安全系统的功能性试验: (10)防爆设备或防点燃设备的确认和安全检查: (11)氢燃料电池发电装置与船舶主电网连接的断路器的联锁装置(若设有)有效性检查; (12)氢燃料电池发电装置作为主电源时,与船舶的其他系统的相互影响应试验: ①氢燃料电池发电装置与发电机组(如有时)共同供电: ②氢燃料电池发电装置与电池组(如有时)共同供电; (3)备用电源的转换: (4)氢燃料电池发电装置的井网与解列转换: ?负荷突变和切断负荷; 6应证明在任何操作工况下,船舶有足够的推进功率。 (13)检查本节2.3.1.3要求的技术文件资料是否在船舶上保存齐全
2.3.2.1年度检验项目如下
((1)氢燃科围护系统 ①检查氢燃料罐外壁及重点部位是否存在缺陷和异常; ②检查氢燃料罐指示仪表及监测报警装置是否处于正常状态; (3)检查压力释放系统是否标定正确并处于正常状态; ④检查氢燃料罐安全操作程序是否保存在船上: ?氢气瓶应进行下列检查和试验?: (a)外观检查; (b)螺纹检查; (c)气瓶附件检查; d)内部检查; (e)耐压试验; (f)气密性试验: (g)无损检测(适用于钢质焊接氢气瓶和钢质无缝氢气瓶): (h)焊缝检查(适用于钢质焊接氢气瓶); (i)壁厚测定(适用于钢质焊接氢气瓶); G)重量(容积)测定(适用于钢质无缝氢气瓶)。 (2)检查氢燃料罐接头处所(如有时)、气体阀件单元处所的密封设施是否处于正常状态: (3)检查面向气体危险区域的上层建筑和甲板室端壁上的门、航窗和窗等是否处于良好状态; (4)检查在遇到氢燃料出现泄漏时供保护船员用的任何特殊围蔽处所的关闭装置和其他装置(如 没有时)是否处于止常状态: (5)检查不经常进入的处所所用的便携式通风设备(如设有)是否处于正常状态; (6)检查工作处所的通风系统和空气闸(如设有)以及居住处所的通风关闭装置是否处于正常状 态; (7)检查自动及手动遥控紧急切断装置是否处于正常状态; (8)检查氢燃料透气管路系统,包括透气管榄和防护网。对氢燃料管路上的膨胀接头、支架等应 特别予以注意; (9)检查气体危险区域的电气设备是否处于良好状态,并检查维护及维修记录: (10)检查氢燃料探测系统,并对其进行试验,以确认其处于正常工作状态; (11)检查氢燃料罐处所、氢燃料加注站、燃料电池处所等相关处所的防火结构和布置是否发生实 质性的变动: (12)检查探火和灭火装置,并试验起动一台主消防泵: (13)检查灭火系统是否处于正常状态; (14)确认氢燃料电池发电系统状态良好,并进行运行检查; (15)确认管路和氢燃料罐与船体电气接地: (16)检查氢燃料系统使用维修记录(轮机日志等); (17)氢燃料电池发电系统应由专业人员(一般是制造商或其授权人员)对系统和部件进行维护和 检查,留有记录并保持更新。验船师核查氢燃料电池发电系统的维护或检查记录,确认氢燃料电池 发电系统已按照本节2.3.1.3(2)维护手册规定的期限进行了维护和检查并处于正常状态。
2.3.3.1除本节2.3.2的检验项目外,中间检验还应检查下列项目: (1)确认用于危险处所通风的机械通风风扇已备有备件; (2)燃气系统关于压力、温度和液位的仪表应进行目视检查,并应通过改变压力、温度和液位来 进行对比试验。可接受无法接近的传感器进行模拟试验。此试验还应包括对报警和安全功能的试验: (3)电气设备:气体危险区域的电气设备应尽实际可能地进行接地保护(接地点检查)、隔爆外 壳完整性、电缆外护套损坏情况、正压型设备和相关报警设备的功能试验、空气闸保护处所(如设 有)内的非合格防爆型电气设备电源切断系统试验和绝缘电阻测量等方面的检验:
2.3.4.1除本节2.3.3的检验项目外,换证检验还应检查下列项
①采用合适的试验介质对氢燃料罐连同其接管进行气密性试验。应采用氮气作为试验介 质; ②氢燃料罐连同其接管进行液压试验或压力试验。如果氢燃料罐支撑处的板、塔结构、支 座和管子连接件以及甲板贯通处的密封装置完好,且气体泄漏监测系统的工作情况良 好,航行记录表明无任何运行不止常情况,则可不作液压试验: ③对所有直接与氢燃料罐连通的阀和旋塞应打开检查,对连接管应作内部检查(如实际可 行); ④对氢燃料罐的压力释放阀和真空释放阀应打开检查,对释放阀的调定值应作校核(如适 用时; ③如氢燃料罐包有绝缘物时,应拆去足够的绝缘物(特别是位于连接处和支撑处的绝缘 物),以确定氢燃料罐的状况。 (2)对氢燃料管路上的压力释放阀的压力调定值应作校核: (3)对氢燃料管系上的阀进行校核,调整时,可将阀拆下,且可用空气或其他适用气体进行调整 (4)对惰性气体发生器进行检查,以确认其所产生的惰性气体是在技术规格范围内且该设备运行 正常; (5)对惰性气体的分配阀和管路等作总体检查,对贮存惰性气体的压力容器应作内外部检查,对 系固装置应作特别检查,应查明压力释放阀是否处于良好工作状态; (6)将气密舱壁上的轴封拆开,检查其密封装置; (7)将氢气供应系统中的每台压缩机(不包括燃料电池发电系统中的压缩机)打开检查,检查运 动部件、固定部件以及阀、阀座、密封压盖、释放设施、吸入滤器和滑油装置等。如校中和磨损情 兄处于良好状态,则对下轴瓦和曲轴箱轴封压盖可不拆开检查: (8)对于包有绝缘物的管子,应拆去足够数量的绝缘物,使能确定管子的情况。对密封状况应作 寺别检查; (9)核查氢燃料电池发电系统的维护记录,确认按照制造商的要求进行了所有定期和常规的维护 保养。
2.4.1证书的签发及签署
3.1.1.1氢燃料电池动力船舶氢燃料罐、燃料电池处所、氢燃料准备间的布置及其出入口和 道应符合本章规定。
3.2.1一般要求 3.2.1.1氢燃料罐应布置成使其在碰撞或搁浅后的受损概率降至最低,并尽可能靠近船舶中纵 线布置。 3.2.1.2 氢燃料罐应予以保护,以防止机损伤,
3.2.2.1氢燃料罐在船上的布置,应使得氢燃料罐最外层结构及其必需附件(含瓶头阀、安全 泄放装置)满足以下要求: (1)对于海船: ①距离侧不少于B/5或11.5m,取小者(在夏季载重水线平面上,从侧向航内沿垂直于 船体中心线方向量取); ②距离船底不少于B/15或2m,取小者(自船底外板中心线量起); ③在任何位置,与船体外板或舰端点的距离不应小于如下规定: (a)对于客船:B/10,但无论如何不应小于0.8m; (b)对于货船:不小于0.8m。 (2)对于内河船舶: ①距离侧不少于B/10或1.0m,取小者(在满载水线平面上,从眩侧向内沿垂直于船体 中心线方向量取); ②距离船底不少于B/15或2m,取小者(自船底外板中心线量起); ③在任何位置,距离船体外板或舰端点不少于0.8m。 (3)对于客船,氢燃料罐应位于距首垂线0.08L的横截面后方;对于货船,氢燃料罐应位于防撞舱 壁后方。 注:对多体船,B取片体宽度。 3.2.2.2位于开散甲板上的氢燃料罐、缓冲罐或类似设备的布置应确保有足够的自然通风或机 械通风,以防止逸出的气体积聚。 3.2.2.3如氢燃料罐布置在船体尾部开敞甲板上,应采取适当的保护措施,以防止船舶追尾对 氢燃料罐造成损坏。 3.2.2.4氢燃料罐处所不应位于燃料电池处所、A类机器处所(海船)或重要机器处所(内河船 或其他较大失火危险处所之内,也不应与这些处所相邻。氢燃料罐处所与相邻处所之间的防火分隔 应满足本规则第7章7.2.3.1的要求
3.2.2.5按照本规则第8章第3节要求设置的氢气瓶,其布置除满足本节的所有要求外,还应满 足下述要求: (1)氢气瓶间仅允许储存氢气瓶,且不应布置除灭火器之外的其他气瓶: (2)氢气瓶间应为钢质及等效金属材料建造,且有直接通向开散甲板的出入口; (3)氢气瓶间应设置满足第4章第3节4.3.3.3要求的且独立于其它通风系统的负压机械通风系统, 通风出口应从氢气瓶间最高处垂直向上引出并应远离着火源和热源: (4)如氢气瓶存放在开散甲板,则应采取下列措施: (①)保护气瓶及其管路免受损坏: ②设置防撞和防护围栏,并设置明显的禁火标志: 3)设置适当的排水措施; ④设置遮阳措施,避免阳光直射。
3.3.1燃料电池处所的安全原则
3.3.1.1为了最大程度地减少燃料电池处所发生气体爆炸的可能性,燃料电池处所的设计应满 足本节的有关规定,或使用与其具有同等安全水平的设计原则。 3.3.1.2燃料电池处所的设计原则应能使得其在正常状态下的危险程度降低到非危险的水平, 但在特定的非正常状态下存在变为危险区域的可能性,可采用下列三种设计之一: (1)设备保护型燃料电池处所:燃料电池处所被视为1区,所有电气设备应为适用于1区的合格防 暴型设备。若氢燃料电池堆表面温度在所有工作条件下均低于300℃,且氢燃料电池发电系统能够在 所有负载和工作条件下均能迅速停止氢燃料电池堆运行并与电路断开,则氢燃料电池可不视作点火 源; (2)如果认为不适宜对燃料电池处所采用规定性的危险区域划分时,经船舶检验机构同意,可机 据第5章第3节5.3.1.3按照公认标准“进行危险区域划分,则可考虑如下做法:所有电气设备按照危 区域划分的结果进行选取: (3)如考虑使用第4章第3节4.3.2.3情化的方案,经船舶检验机构同意,可采用如下做法:由于情 化减少了点燃的风险,无需在探测到氢燃料供应泄漏时实施紧急切断(ESD),在这种情况下,切 换到其他发电系统供电并对氢燃料电池及受影响的氢燃料供应系统进行受控关闭(CSD),以避免 氢燃料电池发电系统出现故障。 3.3.1.3氢燃料电池发电系统的设计应符合公认标准,或至少具有同等安全水平的工业标准。 3.3.1.4氢燃料电池发电装置应设计为能够自动运行,并根据安全操作的需要配备监测和安全 系统。 3.3.1.5应设置相应措施能安全的排出氢燃料电池发电系统中的一次燃料和重整燃料。 3.3.1.6应设置相应措施能在氢燃料电池发电装置需要维护和关闭时,使得氢燃料电池发电装 置处于安全状态。 3.3.1.7有可能导致危险的超压故障,例如氢燃料管路或垫片破裂,应通过合适的防爆泄压措 拖和ESD系统进行处理。 3.3.1.8应采用以下一种或多种措施使得燃料电池处所内的气体积聚和爆炸的可能性降至最 氏: (1)在氢燃料电池发电系统启动之前进行吹扫
(2)在氢燃料电池发电系统关闭之后,根据需要进行吹扫: (3)如氢燃料电池发电系统中设有缓冲罐,应对其设置故障监测; (4)在氢燃料电池内部设置监控措施,当空气进入到氢燃料管路,或氢燃料进入空气管路能发出 报警; (5)监测氢燃料电池的压力和温度; (6)当故障发生时,能通过自动控制的方式防止氢燃料电池内部的反应向其他部件和位置蔓延。
3.3.2.1燃料电池处所内不应安装与燃料电池无关的动力源和热源设备。 3.3.2.2应能从燃料电池处所外部易于到达的位置关闭氢燃料电池发电系统。 3.3.2.3如果安装了重整装置,其可以作为氢燃料电池的一个部分集成安装,也可以作为一个 独立单元单独安装并通过一套重整燃料供应管路连接到氢燃料电池。 3.3.2.4燃料电池处所与船上其他围蔽处所的限界面应保持气密。 3.3.2.5燃料电池处所应布置在起居处所、服务处所、A类机器处所(海船)或重要机器处所(内 河船)和控制站之外。 3.3.2.6燃料电池处所应能容纳可能出现的氢燃料泄漏,并配备适当的泄漏监测系统。燃料电 地处所形状应尽可能的简单,以避免可燃气体积聚。其上部不应有任何阻碍结构,且应以平滑天花 板向上倾斜至通风口。 3.3.2.7燃料电池处所中如含有重整装置,则处所的设计也应符合对应一次燃料有关的安全原 则和法规的要求。 3.3.2.8如设置从开散甲板通向燃料电池处所的独立通道不可行时,则应设置空气闸进入燃料 电池处所。 3.3.2.9若通过合适的技术措施,能够使得在安全关闭内部设备、切断氢燃料供应、排出泄漏 并确认处所内部空气安全之前,无法进入燃料电池处所,则无需设置本节3.3.2.8所要求的空气闸, 这些技术措施包括但不限于: (1)可以在燃料电池处所之外合适的位置,控制实现设备和燃料电池处所所需的安全操作以及除 气操作; (2)安全操作和除气操作所有状态参数均能远程监控,并具有报警功能; (3)燃料电池处所的出口处应设置联锁装置(与氢燃料电池发电装置运行信号联锁),防止运行 的过程中出口处的门意外开启; (4)燃料电池处所内应设置适当的泄漏氢燃料收集和排出设施,并能从燃料电池处所外部进行遥 控操作; (5)燃料电池处所内部含有氢燃料的设备应能与氢燃料供应系统隔离,排出氢燃料并进行安全吹 扫,以便进行相应的维护和维修
(3)氢燃料准备间应设有从开散甲板进入的独立通道,该通道不应用于任何其他处所。 3.4.1.2如压缩机或泵由穿过舱壁或甲板的轴驱动,则舱壁贯穿件应为气密型,以防止可燃气 体泄入轴动力所在舱室。
3.5.1一般要求 3.5.1.1氢燃料罐处所应尽实际可能设有直接从开散甲板通往该舱室的独立通道。如设置从甲 板通向该舱室的独立通道不可行时,则应设置空气闸保护。 3.5.1.2对于惰化处所,其通道应布置成能防止人员意外进入。如此类处所的通道不通往开散 甲板,则其密封装置应确保惰性气体不会泄漏至邻近处所。 3.5.1.3氢燃料罐处所、惰化处所应在出入口附近设置防止人员意外进入的安全标识
4.2.1一般要求 4.2.1.1氢燃料供应系统应布置成能将任何氢燃料泄漏的后果降至最低,并提供安全通道进行 噪作和检查。 4.2.1.2向氢燃料电池发电系统供应氢燃料的管系应使得某一道屏障发生的故障不会导致氢燃 料从管系泄漏到周边区域而对船上人员、环境或船舶造成危害。 4.2.1.3燃料电池处所外的氢燃料管路的安装和防护,应使得在发生气体泄漏时能将造成人员 伤害和船舶受损的风险降至最低。 4.2.1.4当在氢燃料罐或氢燃料管路与船体结构之间采用热隔离时,则对氢燃料罐和氢燃料管 路应与船舶结构采取可靠的电气接地措施。所有具有密封垫片的管接头和软管接头也均需使用搭接 片作由气踏接
4.2.2管系设计与布置
4.2.2.1氢燃料管路距离侧外板应不少于800mm。 4.2.2.2应设有对氢燃料加注管路和供应管路进行惰性气体置换吹扫的装置或措施。 4.2.2.3氢燃料管系的安装应有足够的挠性。 4.2.2.4氢燃料管路的连接应尽可能采用全焊透型式,如无法避免使用其他连接方式,应有防 上氢燃料泄漏扩散的安全措施(如设置双壁管、气体阀件单元处所)。 4.2.2.5一次燃料或重整燃料有可能泄漏至系统介质(如冷却水)的氢燃料电池辅助系统,应 在介质出口处或膨胀水箱内设置合适的气体监测装置,以防止气体扩散。从辅助系统介质出口引出
的取样口应位于开散甲板安全区域,且有适当的保护以防止装卸货物时受到碰撞或损坏。 4.2.2.6氢燃料管路应采用无缝金属管道,不应采用铸铁管道。 4.2.2.7应按照公认标准对氢燃料管路和所有其他管路进行颜色标识。
4.2.3氢燃料供应管系
4.3.1 ±一般要求
4.3.1.1围蔽气体危险处所的空气进口所在的区域,在没有设置该空气进口时,应为非危险区 域。气体安全处所的空气进口应设置在安全区域,距离任一气体危险区域的边界应至少1.5m。进气 管通过一个更危险的处所时,除其机械完整性和气密性可确保气体不会渗入其内者外,该管道应具 有高于所通过处所的压力。 4.3.1.2除非满足用于含氢环境的合格防爆型电气设备的要求,否则风机的电机不应位于燃料 电池处所的通风管道内。 4.3.1.3通风系统应能在通风处所以外的位置进行控制。处所的布置应能允许在人员进入和设 备运行之前对处所进行通风。处所外应设置警示标志,提醒人员进入前应开启通风系统,并能监
①参见GB3033.1《船舶和海洋技术管路系统内含物的识别颜色第1部分:主颜色和介质》和GB3033.2《船舶 详技术管路系统内含物的识别颜色第2部分:不同介质和(或)功能的附加颜色》
该处所是否含有可燃气体, 4.3.1.4用于含有气体源处所的风机应满足下列要求: (1)风机在通风处所或与该处所相连的通风系统内不应产生着火源。风机的风扇和通风管道(仅 指风扇处)应为满足下述要求的非火花结构: ①非金属材料的叶轮或机壳,对消除静电应予以适当注意; ②有色金属材料的叶轮和机壳; 3)奥氏体不锈钢的叶轮和机壳; 4)铝合金或镁合金叶轮,铁质(包括奥氏体不锈钢)机壳,机壳上位于叶轮处装有一个厚 度适当的非铁材料环,对环和机壳之间的静电和腐蚀应予以适当注意; ③铁质(包括奥氏体不锈钢)叶轮和机壳,其叶梢设计间隙不小于13mm。 (2)叶轮和机壳之间的径向空隙不应小于轴承处叶轮轴直径的0.1倍,且不应小于2mm,但不必大 于13mm; (3)对于铝合金或镁合金的固定或旋转部件与铁质的固定或旋转部件的任何组合,无论其叶梢间 隙多大,均认为有产生火花的危险,故不应用于气体危险处所。 4.3.1.5气体安全处所的空气出口应位于气体危险区域外。 4.3.1.6气体危险处所的空气出口应位于露天区域,此区域在没有设置该空气出口时,其危险 性应等同于或小于被通风的处所。 4.3.1.7通风装置的通风能力应根据其服务处所的容积确定。具有较为复杂形状的处所的通风 量应适当增加。 4.3.1.8通风管道如使用非金属材质,应充分考虑可能发生沿管道外表面的静电电荷积聚问题 并应采取消除静电电荷的措施,如采用具有足够导电性的管道材料或限制气流速度等。使用依靠防 护系统(如接地导线)的方式消除静电电荷的措施时,应考虑如接地导线与外接导体断开时可能存 在的放电风险。
4.3.2燃料电池处所
4.3.2.1燃料电池处所的保护,可采用情化或通风的方式实现。 4.3.2.2燃料电池处所的通风 (1)燃料电池处所应配备有效的机械通风系统以保持整个处所的负压状态,同时可能泄漏的燃气 的密度应纳入考虑: (2)对于开敬甲板上的燃料电池处所,可考虑采用正压通风; (3)燃料电池处所的通风率,应足以在因技术故障而导致的所有最大可能泄露情况下,将平均气 体或蒸气浓度稀释到爆炸下限的25%以下,且至少保证每小时30次换气的通风能力: (4)任何用于燃料电池处所通风的管道不应用于任何其他处所: (5)包含氢燃料管路或释放源的处所的通风管道的设计和布置应避免出现任何气体积聚的可能 性; (6)应安装两组或多组风机用于燃料电池处所的通风,以在一组风机失效时提供100%的通风能力 几余,100%的通风能力还应由应急电源供电。对于内河船,如无应急电源,从主配电板由公用线路 供电的一组风机失效时,仍能保持100%的通风能力; (7)当一台风机发生故障时,应自动切换至另一台风机并发出报警; (8)当燃料电池处所通风失效或失去负压时,安全系统应自动、受控地关闭氢燃料电池并隔离氢 然料供应。 4.3.2.3燃料电池处所的情化 (1)燃料电池处所在情化过程中应保证人员无法进入,并且密封装置应确保能防止情性气体泄漏 至相邻处所:
3.3氢燃料罐接头处所
4.3.4氢燃料准备间
4.3.4.1氢燃料准备间应设置有效的抽吸式机械通风系统,通风能力应为每小时至少换气30次 4.3.4.2风机的数量和功率应满足从主配电板或应急配电板由独立线路供电的一个风机失效, 或者从主配电板或应急配电板由公用线路供电的一组风机失效时,仍能保持100%的通风能力。 4.3.4.3当泵或其他氢燃料处理设备工作时,氢燃料准备间及其他氢燃料处理处所的通风系统 应保持运转。 4.3.5氢燃料加注站 4.3.5.1加注站的通风要求应满足第9章9.2.1.1(3)的要求。 4.3.6包 包含有氢燃料单壁管路的双壁管环形空间 4.3.6.1双壁管环形空间应设置有效的抽吸式机械通风系统,通风能力应为每小时至少换气30 次。 4.3.6.2 双壁管的通风系统应独立于所有其他通风系统。 4.3.6.3双壁管的通风进口应始终位于远离着火源的露天非危险区域内。通风进口处应设有合 适的金属丝网保护,并应防止进水。 4.3.6.4风机的数量和功率应满足从主配电板或应急配电板由独立线路供电的一个风机失效 或者从主配电板或应急配电板由公用线路供电的一组风机失效时,仍能保持100%的通风能力
4.3.4.1氢燃料准备间应设置有效的抽吸式机械通风系统,通风能力应为每小时至少换气30 4.3.4.2风机的数量和功率应满足从主配电板或应急配电板由独立线路供电的一个风机失效 或者从主配电板或应急配电板由公用线路供电的一组风机失效时,仍能保持100%的通风能力。 4.3.4.3当泵或其他氢燃料处理设备工作时,氢燃料准备间及其他氢燃料处理处所的通风系 应保持运转。
第2节氢燃料电池的供电与配电系统
安求 5.2.1.1氢燃料电池发电装置符合本节5.2.2的要求时,可作为船舶主电源或主电源的组成部分 5.2.1.2供电与配电系统向负载提供的电能,除满足本规则相关要求之外,电压和频率偏差、 谐波及纹波的要求应符合中国船级社《国内航行海船建造规范(2021)》第4篇第1章1.2.2和中国船 级社《钢质内河船舶建造规范(2016)》第3篇第1章第3节的规定。 5.2.1.3应对氢燃料电池发电装置提供短路和逆功率保护。 5.2.2氢燃料电池发电装置作为船舶主电源(或主电源组成部分)的特殊要求 5.2.2.1氢燃料电池发电装置应具有和柴油发电机组相同的安全性、可靠性和独立性。在任 氢燃料电池发电装置停止工作时,主电源的其余部分仍能继续对保障船舶止常航行、船舶安全及冷 藏货物所必需的设备供电。同时,最低舒适的居住条件也应得到保证,至少应包括适当的炊事、食 品冷冻、机械通风、卫生和淡水等设备的供电。 5.2.2.2氢燃料电池发电系统连同变流器应通过下列等效发电机组特性的附加试验,并在船用 产品证书中注明“已完成等效发电机组特性的附加试验”: (1)燃料电池发电系统连同变流器,应能在选择性保护电器的任何延时脱扣时间或熔断时间内, 耐受短路电流所产生的机械应力和热效应; (2)燃料电池发电系统连同变流器,当负载为额定功率的20%时,其电压偏差应在额定电压的1% 以内;当负载为满载时,其电压偏差应在额定电压的2.5%以内;在20%负载至满载之间,电压负载 等性的上升曲线和下降曲线的平均曲线与额定电压的偏差应不大于3%: (3)燃料电池发电系统连同变流器在空负荷状态下突然加上50%额定负荷,稳定后再加上余下的
5.2.1.1氢燃料电池发电装置符合本节5.2.2的要求时,可作为船舶主电源或主电源的组成部分 5.2.1.2供电与配电系统向负载提供的电能,除满足本规则相关要求之外,电压和频率偏差、 谐波及纹波的要求应符合中国船级社《国内航行海船建造规范(2021)》第4篇第1章1.2.2和中国船 级社《钢质内河船舶建造规范(2016)》第3篇第1章第3节的规定。 5.2.1.3应对氢燃料电池发电装置提供短路和逆功率保护。
50%负荷时,应满足: ①当电压跌落时,其瞬态电压值应不低于额定电压的85%,且不低于变流器工作门限电压 2)当电压上升时,其瞬态电压值应不超过额定电压的120%,且不高于变流器工作门限电 压; ③如为交流系统,其瞬态频率变化应不大于额定频率的10%; ④电压恢复到与稳定值相差3%额定电压以内所需的时间应不超过1.5s。 (4)输出为交流的燃料电池发电系统连同变流器,空载线电压波形正弦性畸变率应不超过5%: (5)如燃料电池发电系统连同变流器达到本节5.2.1.2要求确有困难,可并联一组电池组和变流器 的组合共同进行试验,燃料电池发电装置和增配电池组容量、类型等参数应在产品证书中注明。 5.2.2.3应在驾驶室或氢燃料电池发电系统控制室监测其可用性或寿命。 5.2.2.4对于海船,当任一氢燃料电池发电装置因故障停止供电时,其余主电源应尽快自动起 动并连接至主配电板,宜在失电后30s内完成,最长不超过45s。 5.2.2.5根据本节5.2.2.2(5)的要求配备电池组改善动态响应能力的燃料电池发电装置,应选 择容量不少于氢燃料电池发电系统产品证书中注明的同种类型的电池组。有多组氢燃料电池发电系 统时,应考虑汇流排分段运行时,确保每一段汇流排上蓄电池组具有足够的容量。 5.2.2.6考虑到配电系统保护电器的选择性保护,氢燃料电池发电装置的短路电流应足以使本 支路的断路器脱扣或熔断器熔断。当主汇流排上发生短路时,应设有保护措施以确保氢燃料电池不 会受到危害,并在故障清除后能够再次使用
5.3.1一般要求 5.3.1.1船上一般不应在气体危险区域中敷设电缆和安装电气设备。如无法避免,则应符合本 章的规定。 5.3.1.2在气体危险区域中安装电气设备,应根据安装位置危险等级的不同,选择与之相适应 的型式。本节5.3.2中未作规定的其他区域的危险等级,应采取公认标准予以确定。 5.3.1.3为便于选择适当的电气设备和设计合适的电气装置,根据本节5.3.2将气体危险区域分 为0区、1区和2区。如果认为本节5.3.2的规定在某些情况下并不适用,船舶检验机构可考虑允许使用 公认标准的方法进行危险区域划分
5.3.2气体危险区域
件险达 5.3.2.10类危险区域(0区) 该区域包括但不限于:氢燃料罐、缓冲罐、重整装置内部,内部含有氢燃料的管路和设备,用 于氢燃料罐压力释放或其他透气系统的任何管路。 5.3.2.21类危险区域(1区) 该区域包括但不限于: (1)氢燃料罐接头处所,氢燃料罐处所及屏蔽间处所: (2)按照第3章第3节3.3.1.2(1)要求设计的燃料电池处所
(3)氢燃料准备间: (4)距离任何氢燃料罐出口,气体或蒸气出口,加注总管阀门,其他氢燃料阀、氢燃料管法兰及 其他氢燃料释放源,氢燃料准备间通风出口,其他1区通风出口和为让温度变化产生的少量气体或蒸 气混合物流动而设置的氢燃料罐压力释放口3m以内的开甲板上的区域或甲板上的半围蔽处所; (5)按照第3章第3节3.3.1.2(1)要求设计的燃料电池处所入口及其通风进口,氢燃料准备间入口 及其通风进口,以及通向1类危险区域处所的其他开口1.5m以内的开敲申板上的区域或甲板上的半围 蔽处所; (6)开敲甲板上的包括加注总管阀门的集液盘以内及挡板向外延伸3m、并不高于集液盘底部以上 2.4m的处所: (7)氢燃料管路所在的围蔽和半围蔽处所,例如氢燃料管路周围的双壁管、半围蔽的氢燃料加注 站; 8)按照第3章第3节3.3.1.2(2)要求评估为非危险区域的燃料电池处所,当探测到气体泄漏后仍 需要继续工作的电气设备应为适用于1类危险区域的合格设备: (9)在正常运行情况下被气闸所保护的处所视为非危险区域,但当被保护处所与气体危险区域之 的压差失效时仍需要继续工作的电气设备应为适用于1类危险区域的合格设备: (10)除氢气瓶外,氢燃料围护系统外表面位于露天时,距离其外表面2.4m的区域。 5.3.2.32类危险区域(2区) 该区域包括但不限于: (1)距离1类危险区域的开或半围蔽处所1.5m的区域: (2)含有通向氢燃料罐接头处所的螺栓舱盖的处所; (3)按照第3章第3节3.3.1.2(2)要求评估为2区的燃料电池处所。
6.2.1.1应设置合适的仪表设备,能够就地和远程对重要参数进行读数,以确保对整个氢燃料 设备(包括加注设备)的安全管理。 6.2.1.2控制和监测系统应独立于安全系统,或满足公认标准"中规定的性能要求,或达到同等 的安全水平。 6.2.1.3应设有就地读数的总管压力指示器,以指示船舶加注总管截止阀和软管通岸接头之间 的压力。 6.2.1.4每个氢燃料泵或压缩机排放管路上和每个氢燃料总管上,应至少各安装1个就地显示的 压力表。
6.2.2氢燃料罐的监控
6.2.2.1每一燃料罐应在就地设置压力表,压力表上应清晰标明氢燃料罐允许的最高和最低压 力,在遥控位置(如驾驶室、机舱控制室等)应设置压力显示。此外,应在有人值班处所设置高压 和低压报警,并在达到设计最高或最低压力时发出报警。 6.2.2.2压缩氢气燃料罐应设有采集罐内温度的传感器。 6.2.2.3压缩氢气燃料罐应设有压力传感器,当容器内部压力低于安全所必需的最低压力要求 时,应及时切断氢燃料的输出。如压力传感器的数据可在就地进行压力显示并能清晰标明氢燃料罐 允许的最高和最低压力,则可替代本节6.2.2.1要求的压力表。
6.2.3氢燃料供应系统的监控
6.2.3.1氢燃料供应系统应设不
.2.3.1氢燃料供应系统应设有过压保护装置, 在压力达到设定压力时发出听觉和视觉报警。 .2.3.2氢燃料供应系统相关设备应能监控以下项目,并在超出限定值时发出听觉和视觉报警 )氢燃料热交换器出口高温; 2)氢燃料压缩机出口高温; 3)氢燃料压缩机进口低压; )氢燃料压缩机出口高压或低压; 5)压缩机滑油低压或高温: )氢燃料总阀非正常关闭。
6.2.3.2氢燃料供应系统相关设备 (1)氢燃料热交换器出口高温; (2)氢燃料压缩机出口高温; (3)氢燃料压缩机进口低压: (4)氢燃料压缩机出口高压或低压: (5)压缩机滑油低压或高温: (6)氢燃料总阀非正常关闭
6.2.4氢燃料电池发电系统的监控
6.2.4.1氢燃料电池发电系统应设置相应的监测,监测的项目可根据制造商的建议进行。
6.2.4.1氢燃料电池发电系统应设置相应的监测,监测的项目可根据制造商的
6.2.5.1本规则第4章第3节所要求的的通风能力所要求的通风能力发生任何损失时,应在驾驶 室或连续有人值班的集控室或船舶安全中心发出听觉和视觉报警。 6.2.5.2确认通风系统运行时具备本节6.2.5.1中“所要求的通风能力”的可接受方法,可采用下 列方法之一: (1)监测通风电动机或风扇运行并结合负压指示: (2)监测通风电动机或风扇运行并结合通风流量指示; (3)监测通风流速以表示达到所要求的空气流速。
6.2.6.1氢燃料罐(接头处所)的污水井(如有时)和燃料电池处所的污水井(如有时)应设 置液位传感器。监测到污水井高液位时,安全系统应能发出听觉和视觉报警,
.3.2对气体探测的要求
6.3.2.1在下述处所和位置应安装固定式气体探测器: (1)氢燃料罐接头处所内: (2)双壁管内外层管之间: (3)含有氢燃料管路、气体设备的机器处所或燃料电池处所内; (4)压缩机室和氢燃料准备间内; (5)其他含有氢燃料管路或氢燃料设备,但未设置双壁管的围蔽处所内; (6)其他可能产生气体积聚的围蔽或半围蔽处所内,包含屏壁间处所和除氢气瓶以外独立式氢燃 料罐的氢燃料罐处所; (7)空气闸内: (8)第4章4.2.2.5中氢燃料电池发电系统的辅助系统介质出口处或膨胀水箱内; (9)氢燃料电池冷却液供应装置: (10)与氢燃料系统相关的电动机(如压缩机、燃料泵等设备的电动机)处所内:
(11)围蔽或半围蔽加注站: (12)气体阀件单元处所(气体阀件单元处所与通风导管连通且气体阀件单元处所内部空间不大于 2m时,气体阀件单元处所可视为通风导管的一部分); (13)经风险分析后,可能存在可燃气体的起居处所和机器处所的通风进口。 6.3.2.2气体探测器的布置应考虑舱室大小、设备布置和通风等因素,气体探测器宜安装在氢 气可能积聚的位置和/或通风出口。应采用气体扩散分析或物理烟雾测试来确认最佳的布置位置。 6.3.2.3可燃气体探测应连续进行。 6.3.2.4基于余的考虑,气体探测器应为两个互相靠近且独立的探测器。如探测器具备自检 功能,则允许使用一个探测器,并应备有备件以便及时更换。 6.3.2.5气体探测器应按照公认标准进行设计和试验
第4节监测、控制和安全系统功能
的运行。为了防止冷却液泄漏到燃料电池处所中,应提供能够容纳这些冷却液的附加屏蔽的管路或 设施。可提供相应措施安全排出这些冷却液。 6.4.1.11燃料电池处所中探测到火灾,安全系统应能立即中断氢燃料供应,并切断燃料电池处 所中所有非合格防爆电气设备供电, 6.4.1.12定义为1类危险区域的燃料电池处所,若氢燃料电池堆没有取得在1类危险区域环境中 工作的认可,当表面温度高于300℃时,应立即关闭氢燃料电池发电系统并切断该燃料电池处所的氢 燃料供应。 6.4.1.13报警及限定故障后果的安全动作应根据本章前述内容和本节表6.4.1.13进行设置。对于 非常规和复杂的氢燃料电池发电 的报警及安全动作
表 6.4.1.13
1)如果氢燃料罐向1台以上氢燃料电池供应氢燃料,并且不同的供应管路完全独立并安装在 独立的管道内,同时每条管路上的主阀位于管道外部,则仅关闭通往探测到可燃气体或通风 失效的管道内的供气管路上的主阀。 2)如果管道由情性气体进行保护,则情性气体失压将同样引起本表中规定的动作, 3)该参数不必引起氢燃料供应自动停止,可手动选择。仅当氢燃料泄漏进导管,且导管通风 失效时,才需要停止氢燃料供应。
学士标准规范范本7.2.1一般要求 7.2.1.1燃料电池处所和任何含有泵、压缩机、热交换器、蒸发器或压力容器等氢燃料制备 备的处所应按照A类机器处所(海船)或重要机器处所(内河船)的要求划分防火限界面 7.2.1.2氢燃料电池内使用的可燃材料应尽可能减少。 7.2.1.3灭火系统应与使用的氢燃料和氢燃料电池的火灾特性相适应
7.2.2探火和失火报警系统
7.2.2.1氢燃料罐处所(如布置在甲板下方则包括其通风管道)、燃料电池处所以及其他可能 出现可燃气体的处所,应设置满足《国内航行海船法定检验技术规则(2020)》或《内河船舶法定 检验技术规则(2019)》要求的固定式探火和失火报警系统。 7.2.2.2火灾探测系统类型和布置的选择应适当考虑氢燃料电池发电装置中可能存在的氢燃料 和可燃气体。 7.2.2.3当使用氢燃料时,除应设有烟雾探测器外,还应按照公认标准"设置合适的火灾探测器 7.2.2.4探测到火灾后,应采取第6章表6.4.1.13列出的安全措施,且应自动停止通风。
7.2.3防火与防爆 7.2.3.1氢燃料罐 (1)位于开散甲板的氢燃料罐
①参见ISO/TR15916:2015《氢系统基本安全要求》
7.2.4.1燃料电池处所的通风系统的空气进、出口应设有故障安全自动关闭型挡火闸生产标准,该挡 闸应可从燃料电池处所外部操作。 7.2.4.2氢燃料罐接头处所的通风围阱内应安装故障安全型自动挡火闸。 7.2.4.3挡火闸在灭火系统动作之前应处于关闭状态。
7.3.1.1燃料电池处所、氢燃料罐处所、氢燃料准备间应设置符合《国内航行海船法定检验技 术规则(2020)》或《内河船舶法定检验技术规则(2019)》要求的固定式灭火系统。 7.3.1.2固定式灭火系统应在充分考虑被保护处所可能产生的火灾强度的基础上选择,并应随 时可用。 7.3.1.3本节7.3.1.1所述处所的灭火介质应采用干粉或二氧化碳。 7.3.14氢燃料加注站应设置固定式干粉灭火系统或大型推车式干粉灭火设备,其应覆盖所有
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