DB44-T 2734-2025 液氢储能系统的液氢储存装置技术要求

ICS23.020.10DB44/T2734—2025液氢储能系统的液氢储存装置技术要求2025-12-08实施2025-12-08实施广东省市场监督管理局发布I 1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 25储存装置 26管道与阀门 37安装 38检测与试验 49场所 5 511安全要求 612风险评估与控制 7附录A(资料性)氢气与液氢的物性数据 8附录B(资料性)液氢储存装置的风险分析与评估 9附录C(资料性)液氢的危险性 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。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专利的责任。本文件由广东省市场监督管理局(广东省人民政府特种设备安全监督管理部门)提出并组织实施。本文件由广东省氢能标准化技术委员会(GD/TC138)归口。本文件起草单位：中山先进低温技术研究院、广东省特种设备检测研究院。本文件主要起草人：王倩、李岸然、龚领会、罗光华、林丽彬、张启礼、王少刚、王金萍、田洪海、张耕、徐瑶、屈莎莎、刘心远、张嘉毅、赵鹏飞、王志平、阚苏玉、黄桂朝、刘金良。1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GB/T150.4—2024压力容器第4部分：制造、检验和验收GB4962氢气使用安全技术规程GB/T18442.5固定式真空绝热深冷压GB/T31480深冷容器用高真空多层绝热材料GB/T34542.2氢气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法GB/T34542.3氢气储存输送系统第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法GB/T40045氢能汽车用燃料液氢GB/T40060液氢贮存和运输技术要求GB50058爆炸和火灾危险环境电力装置设计标准GB50140建筑灭火器配置设计规范GB50177氢气站设计规范GB50516加氢站设计技术规范GB50974消防给水及消火栓系统技术规范NB/T47015压力容器焊接规程GB/T24499、GB/T40060、GB/T40061、GB/T18442以液态氢作为能量储存载体，通过“氢气制备-氢气液化-液氢存储-液氢利用”技术路径，将电能某一温度、压力下，液氢全部汽化为标准状况(101.325kPa,0℃)氢气的体积。液氢储存装置正常运行压力应高于液氢温度对应液氢的饱和蒸汽压力，通常在0.1MPa(A)~液氢储存装置的储存容量应依据储能系统的储能时长要求确定，其有效储液容积不高于装置最大4.4日蒸发率4.4.1液氢储存装置应具有良好的保温性能，能够长时间保持液氢的4.4.2在保证结构安全的条件下，日蒸发率35.2真空绝热储存装置的内壁应采用低发射率的材料制作或夹层壁面涂有低发射率的材料，并进行表5.3堆积绝热储存装置结构形式与尺寸满足液氢储存的气密性、保温性和结构强度要求。5.4保温材料应选用低导热系数，且与氢气不相容的材料，材料性能应满足GB/T31480要求。料的厚度根据材料绝热性能、储存装置日蒸发率设计值进行计算，通常在300mm～800mm范围。5.5堆积绝热储存装置的保温材料的外侧应设置有防潮层。防潮层材料应选择具有稳定化学性能、良好抗水渗透性的材料(如防水毛毡、防水涂料等),吸水率应满足≤1%要求5.6对于非承压式密封层应设置平衡低温收缩应力的结构，如褶皱等，液氢温度下该结构应力应低于5.7液氢储存装置中与氢直接接触的零部件材料，应综合考虑系统的低温、氢脆影响，优先选用低膨胀系数、抗氢脆性能优良的奥氏体不锈钢材料。材料相容性和氢脆敏感度按GB/T34542.2和GB/T34542.3要求检测。5.8采用增压排液方式的储存装置，应有压力连锁阀门保护逻辑、多级压力泄放阀等压力控制措施。5.9采用浸没式液氢输送泵排液方式的储存装置，泵吸入口距离储存装置底部应保持适当距离，或浸5.10液氢注入管道管口应设置在5.13不同设计压力的储氢装置相互连通时，应设置减压装置，确保较低设计压力的储氢装置不超压。6管道与阀门a)液氢管道的设计应考虑液氢的低温特性、管道的走向、连接方式、阀门设置等因素。d)非真空绝热套管外壁温度应高于环境e)液氢、氢气管道应设置气体吹扫和置换接口。f)液氢管道弯头的设置应考虑低温冷缩g)液氢、氢气管道应采用无缝金属管道，材质选择应考虑氢脆的影响，管道内部清洁、无油。i)液氢、氢气管道按长度应设置有可靠接地点。a)液氢储存装置与上下游储能系统装置之间应设置紧急切断装置和隔断b)阀门所有材料与氢具有良好相容性，阀体及其它接触氢介质的承压件，采用奥氏体不锈钢。c)液氢调节阀的阀体与阀座应采用金属波纹管密封结7.1液氢储存装置安装前应对材料、附件进行质量检查，确认无损伤缺陷。47.3混凝土浇筑过程应连续进行，并控制砼的均匀性和密实性，并采取措施控制浇筑后的温度和湿度7.4密封层金属板、保温板吊装应采用专用的吊具。7.5密封层金属板片按设计次序进行拼接，拼接焊缝尺寸及平整度在设计要求范围7.6对于堆积绝热储存装置，绝热板储存与安装过程应控制环境湿度在材料允许范围。7.7储存装置金属部位的焊接应使用满足NB/T47.8储存装置焊接完毕后，应进行形状尺寸核查合格后，应当采用射线或超声检测方法对所有密封相7.9储存装置安装过程采取防潮措施，安装完成后应对夹层进行氮气置换或抽真空处理。8.2.1试验压力按公式(1)计算：P——设计压力，MPa;8.2.3压力应按10%为一个阶段缓慢上升，每次升压结束保持5min,然后对所有焊接接头和连接部计压力，保压2h进行检查。8.2.4试验以内容器无可见的变形、无异常响声，经肥皂液8.3.1耐压试验合格，将所有安全附件、仪表、装卸附件装配齐全后方可进行气密性试验。8.3.2气密性试验步骤按GB/T150.4—2024中11.5.3条执行。8.3.3试验时，压力应缓慢上升达到最大运行压力后，保压30mi8.4.2试验时，将进液管和排气管以外的其余管路管口封堵，储存装置缓慢注入液氮，温度逐渐降低58.4.3检查储存装置罐体及管路无明显变形，罐体表面无局部结霜及夹层泄露，冷检合格。9.1液氢储存装置可采用地上、半地上、地下布置方式，场所应通风良好。9.2液氢储存装置与周围建筑物、构筑物的安全距离应根据储存装置中满载液氢折算的当量氢气总容…9.3对于带防护棚的储存装置，顶部应设置通风口，必要时应设置通风风机进行强制空气对流，控制10操作10.1.1液氢储存装置使用应定期对装置操作人员进行液氢的特性(见附录A)、氢的危险性(见附录10.1.2操作人员应按照GB/T40060规定的安全防护措施进行液氢相关操管道及储存装置通氢气之前，应用干燥的纯度高于99.56范围内。待检测储存装置内部温度降至85K以下且排出氮气中氧的体积含量≤1%时，预冷结束，并排出10.5.2置换后，用小流量液氢充注，将储存装置内部部件降温到25K以下。10.5.4充注过程中应对压力、温度及液位进行监控。10.6.1储存装置可设置远程监控系统，操作员10.7.2排空完毕后采用氮气对储存装置和管道进行氢气置换10.7.3在氧气浓度≥19.5%时方可打开和进入11.2液氢储存场所配置的氢气浓度监测报警系统、紫外以及红外火焰探测器和消防通道等其他装置设施应满足GB/T40060的规定。11.3液氢储存装置与上下游设备应设置紧急切断装11.4液氢储存装置应至少设置两级安全泄放装置和爆破片，爆破片压力低于最大允许工作压力的11.5安全泄放管的设置应符合GB50177、GB50516要求，且尽量减少折弯，自泄压点至排放口管道11.6安全泄放管道排出口设置按GB50156—2021的11.3.4-2要求位于下风口居高布置，管口高出液氢储存装置及以管口为中心半径12m范围内的建筑物顶或设备平台2m以上，且距地面不应小于5m;通过火炬系统进行燃烧处理时，火炬系统应距离储存装置水平距离20m以上，且配置防止回火设11.7放空管应设置防止空气倒流和异物堵塞的装置。11.8液氢储存装置应采用防爆型热控测量仪表及电气设备，设计与安装满足GB50058之规定。11.9储氢设施应设置接地点及防雷装置，防雷、防静电与接地应符合GB50516的规定。711.11对于地下、半地下液氢储存装置，应在靠近装置的不同位置、不同深度定期检测土壤中含氢量，或者设置氢气在线检测仪器，通过抽气检测方式连续测量土壤中渗漏氢气含量。11.12液氢储存区域应配置在线氢气检测仪与报警装置，且相邻检漏仪水平距离不宜超过15m。当氢气体积浓度达到0.4%时触发一级报警，提醒操作人员注意及采取应对措施；浓度达到1%时触发二级报警，连锁启动排风系统；当浓度达到1.6%时触发三级报警，自动切断供氢总阀，系统紧急停运。11.13液氢储存区域应设置火焰报警探测器，且符合GB50116的相关规定。11.14液氢储存区域应设置围栏，并配备消除静电装置，作业人员应进行静电消除后方可进入，具体使用应满足GB4962要求。12风险评估与控制12.1液氢储存装置使用单位可参考附录B方法针对不同场景进行风险辨识与分析，制定管控措施，降低储存过程风险。12.2液氢储存装置使用单位应建立完善的安全管理制度和操作规程，制定事故应急预案并定期演练。液氢储存装置中包括选材、设备及附件等风险控制参照GB/T29729。8(资料性)氢气与液氢的物性数据氢气与液氢的物性数据见表A.1。表A.1氢气与液氢的物性数据//危险性类别//极易燃，蒸气能与空气形成爆炸性混合物，低爆炸能0.2×10-4J。高浓度时则有窒息作用。临界参数临界压力临界温度K临界体积临界压缩因子//%/1标准大气压下饱和液氢参数沸点K凝固点K/9DB44/T2734—2025(资料性)液氢储存装置的风险分析与评估液氢储存装置的风险分析与评估见表B.1。表B.1液氢储存装置的风险分析与评估类型“员D一般(15)监控内部温度、压力变化，泄漏会冻伤周围人员，过多会引P48较大(32)基本不可能出现(≤1.0分)、非常少出现(1.1~4.0分)、偶尔出现(4.1~7.0分)、经常性出现(7.1~9.0分)、不可避免(9.1~10.0分);°轻微(≤1.0分)、一般(1.1～4.0分)、较严重(4.1～7.0分)、严重(7.1～9分)、非常严重(9.1～10.0分);风险=可能性×严重性；较小(≤5分)、一般(5.1~30分)、较大(30.1~50分)、重大(50.1～80分)、特大(>80分)。(资料性)液氢的危险性C.1液氢具有低温危险性。它是无色无味、透明