《镁基氢化物固态储运氢系统技术要求》团体标准

ICS27.010

CCSF19

团体标准

T/SHJNXH0008—2021

T/CECA-G0148—2021

镁基氢化物固态储运氢系统技术要求

Technicalspecificationsforhydrogenstorageandtransportationsystemsusing

Mg-basedsolid-statehydrides

2021-10-29发布2021-11-01实施

上海市节能协会

中国节能协会发布

T/SHJNXH0008—2021

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前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由上海市节能协会和中国节能协会提出并归口。

本文件起草单位：氢储（上海）能源科技有限公司、上海氢枫能源技术有限公司、上海交通大学、

有研工程技术研究院有限公司、华南理工大学、复旦大学、浙江大学、中国石油化工股份有限公司石油

化工科学研究院、宝武清洁能源有限公司、中国标准化研究院、上海市节能协会、中国节能协会、上海

浦江特种气体有限公司。

本文件主要起草人：邹建新、方沛军、张雷、宣锋、林羲、丁文江、李志念、王辉、余学斌、刘永

锋、杨雪、饶文涛、林翎、徐君、柴博、杨光、刘炜炜。

本文件承诺执行单位：氢储（上海）能源科技有限公司、上海氢枫能源技术有限公司、宝武清洁能

源有限公司、中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院、上海浦江特种气体有限公司、中国标准

化研究院。

本文件属于首次发布。

II

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镁基氢化物固态储运氢系统技术要求

1范围

本文件规定了镁基氢化物固态储运氢系统（以下简称：系统）的一般要求、充/放氢技术要求、维

护与检查要求、运输基本要求。

本文件适用于最高运输压力不超过0.1MPa，储运环境温度不低于-40℃且不高于65℃，可逆充/

放氢且充/放氢压力不高于储运容器公称工作压力的镁基氢化物固态储运氢系统。

注：本文件采用的压力均为表压。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T567.1爆破片安全装置.第1部分:基本要求

GB1589道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T3634.1氢气第1部分：工业氢

GB4962氢气使用安全技术规程

GB/T13306标牌

GB13392道路运输危险货物车辆标志

GB21668危险货物运输车辆结构要求

GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语

GB/T26774车辆运输车通用技术条件

GB/T29729氢系统安全的基本要求

GB/T33292燃料电池备用电源用金属氢化物储运氢系统

GB/T34583加氢站用储氢装置安全技术要求

GB/T36176真空技术氦质谱真空检漏方法

GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气

GB50177氢气站设计规范

TSGR0005移动式压力容器安全技术监察规程

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

ISO11114-1气瓶.气瓶和瓶阀材料与气体的相容性第一部分：金属材料（Gascylinders—

Compatibilityofcylinderandvalvematerialswithgascontents—Part1:Metallicmaterials）

ISO16111移动式储氢装置金属氢化物可逆储氢（Transportablegasstoragedevices—Hydrogen

absorbedinreversiblemetalhydride）

ISO19880氢气加氢站（Gaseoushydrogen—Fuellingstations）

3术语和定义

GB/T24499、TSGR0005及TSG21界定的术语和定义适用于本文件。

3.1

镁基氢化物Mg-basedhydride

镁、镁合金或镁复合物与氢气结合形成的能够可逆吸收和释放氢的固态材料。

3.2

镁基氢化物储运容器Mg-basedhydridestorageandtransportationtank

存储和运输镁基氢化物的容器。

1

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3.3

镁基氢化物固态储运氢系统Mg-basedhydridesolid-statehydrogenstorageandtransportationsystem

由单个或多个镁基氢化物储运容器与氢气管路、阀门、仪表、安全泄压装置、热管理辅助装置和其

他附属装置组成，用于氢储运的系统。

3.4

额定充氢压力ratedhydrogenchargingpressure

制造商规定的镁基氢化物固态储运氢系统的充氢压力。

3.5

额定储氢容量ratedhydrogenstoragecapacity

制造商规定的镁基氢化物固态储运氢系统所能提供的储氢质量。

3.6

额定充氢速率ratedhydrogenchargingrate

制造商规定的镁基氢化物固态储运氢系统充氢到额定储氢容量对应的平均充氢速率。

3.7

额定放氢速率ratedhydrogendischargingrate

制造商规定的镁基氢化物固态储运氢系统释放出额定储氢容量对应的平均放氢速率。

3.8

最高运输压力maximumtransportationpressure

镁基氢化物固态储运氢系统充氢到储氢容量后，在运输过程中最大环境温度下达到平衡时的储运容

器内氢气压力。

3.9

质量储氢密度masshydrogenstoragedensity

镁基氢化物中吸收的氢气质量与镁基氢化物脱氢态质量和氢气质量之和的比值。

4一般要求

4.1通用要求

4.1.1基本要求

4.1.1.1系统宜采用便于装配、检测和维护的模块化结构，应保证热交换的均匀和充分，宜合理利用

其他设备工作产生的热量。

4.1.1.2系统应设置安全附件，并应符合GB/T29729、GB/T33292和GB/T34583的要求。

4.1.1.3系统应合理设置温度监测装置和压力监测装置。

4.1.1.4每套系统出厂前均应按附录A的规定进行出厂检验，应根据附录B的要求提供随机文件并设

置标志。

4.1.1.5在正常运输过程中，系统的最高运输压力应不超过0.1MPa，环境温度范围为-40℃~65℃，

储运容器的最高表面温度应不超过65℃。

4.1.1.6在正常充/放氢过程中，额定充氢压力和放氢压力应不超过储运容器的公称工作压力，充氢时

的最高温度应不超过350℃，放氢时的最高温度应不超过380℃。

4.1.1.7储运容器的加热可采用换热介质加热、电加热、电磁加热等方式，见图1。

2

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a)换热介质加热方式b)电加热方式

c)电磁加热方式

图1镁基氢化物固态储运氢系统结构示意图

4.1.2氢气品质要求

4.1.2.1系统充氢的氢气纯度应不低于99.95%，并应符合GB/T3634.1中优等品的要求，也可在满足

安全及质量前提下依据供需方要求调整。

4.1.2.2系统放氢的氢气纯度应不低于充氢的氢气纯度。

4.1.3储运容器

储运容器应符合GB/T29729、TSGR0005和TSG21规定的要求，公称工作压力应不低于1.4MPa，

并应根据系统的规模、氢气理化性质、镁基氢化物的充/放氢特性进行合理配置。

4.1.4材料

4.1.4.1镁基氢化物以多孔块状、圆盘状或柱状等形式装填于储运容器中，质量储氢密度应不低于5%，

吸放氢循环1000次后的质量储氢密度应不低于4%。

4.1.4.2储运容器内、连接部位、氢气直接或间接接触的内表面、零部件或密封件所选用的材料应符

合下列要求：

a)在规定的使用条件下，应选用具有氢相容性并符合ISO11114-1和GB/T29729要求的材料，

具有必要的化学稳定性，不应发生氢脆、氢腐蚀和应力腐蚀；

b)在使用中不会发生兼容性要求之外的其他化学反应，避免对氢气和镁基氢化物的污染；

c)应在使用条件下保持稳定的力学性能。

4.1.5充装系数

储运容器装填的镁基氢化物应均匀一致，充装系数应不低于45gH2/L。

4.2管路及附件

4.2.1管路材质

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4.2.1.1管路材质应符合GB50177的规定，最大使用温度应不低于450℃，最大使用压力不低于3

MPa。

4.2.1.2用于连接的密封件应根据工况选择金属、石墨、聚四氟乙烯或氟橡胶等材料。

4.2.2连接方式

储运容器内的氢气和换热介质的管路应采用焊接方式，储运容器与其他装置的连接，可采用法兰、

卡套或螺纹等方式。

4.2.3过滤器

氢气管路应合理设置过滤器，有效过滤尺寸宜不大于5μm，可在安全前提下依据供需方要求调整。

4.3热管理辅助设备

4.3.1热管理要求

4.3.1.1换热介质的最高工作温度不应低于380℃，应具有高比热容、低粘度、低毒、无强腐蚀性的

特点，并应符合与氢气、镁基氢化物、管路的兼容性要求。

4.3.1.2电加热装置和电磁加热装置应具有温度控制和过温保护的功能，并在安全前提下进行排布。

4.3.2换热介质辅助设备

4.3.2.1热管理辅助设备应具有加热、冷却、循环、排放等功能；加热功能可将换热介质加热到380℃，

冷却功能可将换热介质冷却到室温，循环功能可控制换热介质在系统中循环，排放功能可实现系统管路

中换热介质的排出。

4.3.2.2完成充氢或放氢操作后，应将换热介质排出，系统的管路中残余换热介质体积应少于管路体

积的20%。

4.4安全附件

4.4.1通用要求

系统安全附件的设置应符合GB/T29729的要求，并采取以下安全措施：

a)应提供适当的、与残存危险有关的安全标记；

b)应设置安全泄压装置、分组控制阀门、温度监测装置、压力监测装置、过滤器等。

4.4.2氢气排放

系统应设置氢气排放管、吹扫口和阻火器。

4.4.3泄漏

系统在设计和制造时，应防止氢气或镁基氢化物在正常储存和运输过程产生泄漏。

4.4.4安全泄压装置

安全泄压装置的设置应符合下列要求：

a)应采用压力触发式泄压装置，应按照储运容器的相关规定设定触发压力，并应符合GB/T567.1

的要求；

b)安全泄压装置、阀门及其他保护结构应符合GB4962的要求。

5充/放氢技术要求

5.1通用要求

5.1.1镁基氢化物单位质量的额定充氢速率应不高于0.015kg/(h·kg)。

5.1.2镁基氢化物单位质量的额定放氢速率应不高于0.015kg/(h·kg)。

5.1.3充/放氢过程中，实际充/放氢速率应不高于额定充/放氢速率。

5.1.4系统充/放氢应符合4.1.1和4.1.2的要求。

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5.1.5应定期对放氢后的系统升温至材料再生温度，执行材料再生过程。

5.2充装设备与要求

5.2.1充装设备

充装现场应设置氢源、管路系统、氢气计量装置、氢气安全放散装置、氢气浓度报警器、火焰探测

器、真空泵等设备。

5.2.2充装要求

5.2.2.1充装现场的工艺布置、建筑结构、电气及仪表控制、防雷和接地、给排水和消防、采暖和通

风设置应符合GB50177的要求。

5.2.2.2充装场地应是敞开式场地或具有良好的通风条件。

5.2.2.3应根据氢气、镁基氢化物、传热介质的特性，应在充装现场醒目位置处设置须知牌和安全标

志。

5.2.2.4应根据国家有关法规制度，制定合理的规章制度，并在充装现场醒目位置处放置。

5.2.2.5充装现场的仪器和仪表均应在有效认证期内使用。

5.3充/放氢后检测

完成充/放氢操作后，操作人员应检查系统外观有无变形、鼓包、破裂等情况，查看记录系统的充

氢容量、充/放氢压力、充/放氢速率和温度，并检查是否在规定范围内。

6维护与检查

6.1日常检查及异常状况处理

6.1.1日常检查及异常情况报告

6.1.1.1在充/放氢和运输前，应对系统的容器、阀门、仪器、仪表和安全附件等组件进行相应目视检

查，确保系统处于正常工作状态后，方可执行后续操作。

6.1.1.2发生下列异常现象之一时，操作人员或随车人员应当立即采取紧急措施，并应按照规定的程

序，及时向使用单位有关部门报告：

a)系统工作压力、工作温度超过规定值，采取措施仍然不能得到有效控制；

b)系统发生裂缝、鼓包、变形、泄漏等危及安全的现象；

c)安全附件失灵、损坏等不能起到安全保护作用；

d)阀门、仪表、管路及管道连接部位损坏；

e)发生火灾等直接威胁到系统安全运行的情况；

f)其他异常情况。

6.1.2隐患处理

6.1.2.1使用单位应对出现故障或者发生异常情况的系统及时进行检查处理，消除事故隐患。

6.1.2.2对存在严重事故隐患，无改造、维修价值的系统，应及时予以报废。

6.2维修技术要求

6.2.1不得改变原系统的整体设计结构（如罐体与框架的连接结构、罐体的设计容积等）。

6.2.2经过维修后，应保证系统的结构、强度及运行性能等符合安全使用的要求，并应按附录A的规

定进行气密性试验和热循环试验。

7运输基本要求

7.1储运要求

7.1.1运输前，储运容器的最高表面温度应不超过65℃，最大压力应不超过0.1MPa。

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7.1.2运输时，系统的压力应保持在0.1MPa以下，储运容器最高表面温度应不超过65℃。

7.1.3运输时应确保安全附件、阀门阀件等工作正常。

7.2储运系统要求

7.2.1装载的系统应符合本文件第4章的要求。

7.2.2系统应能承受正常运输条件下产生的内外压力和冲击力，保证运输中不因温度、湿度或环境压

力变化发生任何泄漏。

7.3运输前检查项目要求

运输前应按照以下要求进行检查并进行记录：

a)系统的阀门是否处于规定状态；

b)系统的标志是否完整，所有容器、阀门、仪器、仪表、安全附件、连接部位是否完好；

c)系统温度和压力是否正常；

d)系统管路中的换热介质是否按照本文件4.3.2的要求排出。

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附录A

（规范性）

镁基氢化物固态储运氢系统的试验与检验方法

A.1气密性试验

气密性试验应按照TSGR0005中压力容器的气密性试验要求进行。

A.2热循环试验

A.2.1试验要求

A.2.1.1热循环试验后，系统应达到A.1规定的气密性要求。

A.2.1.2镁基氢化物储运容器表面应无鼓包、凹痕、破裂和变形等现象，管路和阀门应无变形、鼓包、

破裂和明显位移。

A.2.1.3热循环试验过程中，同一工况下系统管路中的换热介质总体积变化幅度不应超过1%，且无泄

漏现象。

A.2.2试验方法

将待测系统充氢至额定储氢容量，并冷却至50℃（±10℃），按以下顺序进行热循环试验：

a)将系统在10h内升温到350℃（±10℃），并维持至少1h；

b)将系统在8h内冷却至50℃（±10℃），并维持至少1h。

A.3出厂检验

A.3.1每套系统出厂前应检验系统外观与结构、系统充/放氢性能、系统气密性、系统热循环安全性。

A.3.2检测用仪器、仪表和所有相关材料均应符合有关标准的规定。检测用仪器和仪表均应在有效认

证期内使用。

A.3.3制造商出厂检验的记录应保存时间不少于7年。

A.3.4系统外观与结构检验时，应检查系统外观、标识、接口和结构，并应符合以下要求：

a)外表面应清洁，无机械损伤，接口触点无锈蚀；接触氢气的表面应去除毛刺、焊渣、铁锈和污

垢等；

b)产品铭牌应清晰可辨；

c)充/放氢接口、换热介质接口等应有明确的标识。

表A.1出厂检验项目单

序号检验项目出厂检验备注

1系统外观和结构√依据A.3.4

2系统充/放氢性能√依据5

3系统气密性√依据A.1

4系统热循环安全性√依据A.2

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附录B

（规范性）

镁基氢化物固态储运氢系统的随机文件及标志

B.1运输、安装要求

制造商应提供镁基氢化物固态系统各类单体设备、组件的安全运输和安装说明，必要时以图示说明。

B.2产品质量及使用说明

B.2.1制造商应提供系统的出厂检验报告。

B.2.2制造商应提供启动、使用、放置、充/放氢技术要求的指导性说明文件。

B.2.3制造商应提供安全使用须知，应包括但不限于下列内容：

a)氢气环境有关防爆、防泄漏和安全运行的提示；

b)氢气、镁基氢化物、换热介质的可燃性，以及其燃烧时的处理措施。

B.3安装维护手册

B.3.1制造商应提供安装、维护的要求和指导原则，氢气的使用应遵循GB4962的规定。

B.3.2安装维护手册主要包括下列内容：

a)安装要求提示；

b)有爆炸危险的氢气生产/使用场所，安装防爆电器及其配线的要求，系统的运行维护要求，包

括通风、易燃材料和明火管制的要求；

c)各种需定期更换或清洁的零部件的说明。

B.4标志要求

B.4.1系统及其单体设备的标志制作、安装位置，应符合GB/T13306的规定。

B.4.2标志的内容应简洁、明确，显示主要性能参数、指标和要求。标志应固定在易于观察的明显位

置。

B.4.3每套系统应设铭牌，主要单体设备应根据需要分别设铭牌。铭牌主要包括产品型号和商标、生

产日期和编号、主要技术参数（产品外形尺寸和重量、额定储氢容量、额定充氢压力、工作温度范围、

氢气品质要求等）、警示标识或要求。

B.4.4在某些情况下，由于尺寸或面积的限制，无法在一个标志上包含上述全部信息，则可以使用溯

源码。

B.4.5对于采用换热介质加热的系统，还可注明换热介质的流速和温度。

B.4.6氢气管路、换热介质管路、可拆卸阀门应具有标签。

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参考文献

[1]IMDGCode国际海运危险货物规则

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目次

前言...........................................................................................................................................................II

1范围.....................................................................................................................................................................1

2规范性引用文件.................................................................................................................................................1

3术语和定义.........................................................................................................................................................1

4一般要求.............................................................................................................................................................2

4.1通用要求.....................................................................................................................................................2

4.2管路及附件.................................................................................................................................................3

4.3热管理辅助设备.........................................................................................................................................4

4.4安全附件.....................................................................................................................................................4

5充/放氢技术要求................................................................................................................................................4

5.1通用要求.....................................................................................................................................................4

5.2充装设备与要求.........................................................................................................................................5

5.3充/放氢后检测............................................................................................................................................5

6维护与检查.........................................................................................................................................................5

6.1日常检查及异常状况处理.........................................................................................................................5

6.2维修技术要求.............................................................................................................................................5

7运输基本要求.....................................................................................................................................................5

7.1储运要求.....................................................................................................................................................5

7.2储运系统要求.............................................................................................................................................6

7.3运输前检查项目要求.................................................................................................................................6

附录A（规范性）镁基氢化物固态储运氢系统的试验与检验方法.............................................7

A.1气密性试验.................................................................................................................................................7

A.2热循环试验.................................................................................................................................................7

A.3出厂检验.....................................................................................................................................................7

附录B（规范性）镁基氢化物固态储运氢系统的随机文件及标志.............................................8

B.1运输、安装要求.........................................................................................................................................8

B.2产品质量及使用说明.................................................................................................................................8

B.3安装维护手册.............................................................................................................................................8

B.4标志要求.....................................................................................................................................................8

参考文献.....................................................................................................................................................9

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镁基氢化物固态储运氢系统技术要求

1范围

本文件规定了镁基氢化物固态储运氢系统（以下简称：系统）的一般要求、充/放氢技术要求、维

护与检查要求、运输基本要求。

本文件适用于最高运输压力不超过0.1MPa，储运环境温度不低于-40℃且不高于65℃，可逆充/

放氢且充/放氢压力不高于储运容器公称工作压力的镁基氢化物固态储运氢系统。

注：本文件采用的压力均为表压。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本

文件。

GB/T567.1爆破片安全装置.第1部分:基本要求

GB1589道路车辆外轮廓尺寸、轴荷及质量限值

GB/T3634.1氢气第1部分：工业氢

GB4962氢气使用安全技术规程

GB/T13306标牌

GB13392道路运输危险货物车辆标志

GB21668危险货物运输车辆结构要求

GB/T24499氢气、氢能与氢能系统术语

GB/T26774车辆运输车通用技术条件

GB/T29729氢系统安全的基本要求

GB/T33292燃料电池备用电源用金属氢化物储运氢系统

GB/T34583加氢站用储氢装置安全技术要求

GB/T36176真空技术氦质谱真空检漏方法

GB/T37244质子交换膜燃料电池汽车用燃料氢气

GB50177氢气站设计规范

TSGR0005移动式压力容器安全技术监察规程

TSG21固定式压力容器安全技术监察规程

ISO11114-1气瓶.气瓶和瓶阀材料与气体的相容性第一部分：金属材料（Gascylinders—

Compatibilityofcylinderandvalvematerialswithgascontents