《分布式发电用固态储氢装置》

CPASEXXXX—202X

分布式发电用固态储氢装置

1范围

10MPa150mm-40

65-4085

2规范性引用文件

GB/T150.33

GB/T191

GB/T228.11

GB/T230.11

GB/T231.11

GB/T232

GB/T713.77

GB/T2408

GB/T4334-2008

GB/T4437.11

GB/T5099.44

GB/T11640

GB/T13296

GB/T13320-2007

GB/T14976

GB/T13310

GB/T15385

GB/T24499

GB/T26779

GB/T26990

GB/T33209

GB/T33215

GB/T37244

GB/T42612

GB/T44399

1

CPASEXXXX—202X

GB50156

NB/T47010

NB/T47013.22

NB/T47013.33

3术语和定义、符号

3.1术语和定义

GB/T24499

3.1.1

金属氢化物metalhydride

3.1.2

储氢床体hydrogenstoragebed

3.1.3

固态储氢单元metalhydridehydrogenstorageunit

3.1.4

分布式发电用固态储氢装置metalhydridehydrogenstoragesystem

3.1.5

公称工作压力nominalworkingpressure

3.1.6

最高温升压力maximumdevelopedpressure

3.1.7

额定储氢容量ratedhydrogenstoragecapacity

3.1.8

额定充氢温度ratedchargingtemperature;RCT

3.1.9

额定放氢温度rateddischargingtemperature;RDT

2

CPASEXXXX—202X

3.1.10

额定充氢压力ratedchargingpressure;RCP

3.1.11

额定放氢流量rateddischargingflow

3.2符号

a——mm

b——mm

c——mm

Df——mm

Do——mm

Di——mm

E——mm

e——mm

F——F=0.77

Hi——mm

h——mm

K——

L——mm

p——MPa

Pb——MPa

Py——MPa

Re——MPa

Rg——MPa

Ri——mm

Rma——MPa

Rp0.2——0.2%MPa

r——mm

Sao——mm

Sk——mm

Sn——mm

S1——mm

S2——mm

S1min——mm

S2min——mm

——

Di——mm

3

CPASEXXXX—202X

Hi——Hi+hmm

4组成、型式和型号

4.1组成

4.1.1固态储氢装置

4.1.2固态储氢单元

4.2型式

12

标引序号说明：

1——

2——

图1固态储氢单元示意图

标引序号说明：

1——

2——

3——

4——

5——

6——

7——

图2固态储氢装置示意图

4.3型号

4

CPASEXXXX—202X

0101.325kPa

5技术要求

5.1一般要求

5.1.1额定充氢压力

5.1.2工作温度范围

/85

5.1.3环境温度范围

-4065

5.1.4氢气品质

GB/T37244

5.1.5使用寿命

500020

80%

5.2材料

5.2.1一般要求

5.2.1.1

5.2.1.2

5.2.2储氢床体

5.2.2.1

5.2.2.1

5.2.3列管壳体

5.2.3.1S30408304S31603316L6061

GB/T713.7GB/T13296

GB/T14976NB/T47010GB/T

4437.1

5

CPASEXXXX—202X

5.2.3.2

5.2.3.3

5.2.4管路及连接件

5.2.4.1S30408304S31603316L

5.2.4.2

5.2.4.3

5.2.5换热结构

5.3固态储氢单元设计、制造

5.3.1设计

5.3.1.1设计强度

5.3.1.1.1

5.3.1.1.21.25

P6.2.6

5.3.1.2列管壳体

5.3.1.2.1一般要求

5.3.1.2.1.1

5.3.1.2.1.2GB/T5099.4

GB/T11640

5.3.1.2.2筒体

5.3.1.2.2.1

6MPa

5.3.1.2.2.2Re

Rg75%Rg85%

5.3.1.2.2.3S1（1）

φ0.9φ1

·······························1

5.3.1.2.3封头

5.3.1.2.3.1[3a)][3b)]

h

a[3a)]Hi0.192Dih4S2

b[3b)]RiDir0.1Dih4S2

6

CPASEXXXX—202X

图3封头形状示意图

5.3.1.2.3.2封头设计壁厚S2按公式（2）计算并向上圆整，保留一位小数

S2=S1K·······························2

KHi=0.25DiK=145

图4适用于比值Hi/Di在0.20至0.25之间

7

CPASEXXXX—202X

图5适用于比值Hi/Di在0.25至0.5之间

5.3.1.2.3.3S1S2

aDi100mmS1min=S2min=1.1mm

b100mmDi150mmS1min=S2min=1.1+0.008Di-100mm

cDi150mmS1min=S2min=Di/250+0.7mm2.0mm

5.3.1.2.3.4

5.3.1.3开孔与开孔补强

5.3.1.3.1

80%

5.3.1.3.2GB/T150.3

5.3.1.4储氢床体

6.2.56.2.6

5.3.2制造

5.3.2.1

8

CPASEXXXX—202X

5.3.2.2

5.3.2.3

5.3.2.40.5μm

5.3.2.5

5.3.2.6

5.3.2.716

表1封头形状尺寸公差一览表

图6封头形状尺寸公差示意图

5.3.2.8bE2

300mm

表2列管壳体纵、环向接头错边量和棱角高度要求一览表

5.3.2.9

5.3.2.10GB/T33209

5.3.2.11

9

CPASEXXXX—202X

5.3.2.12

5.3.2.13

5.3.2.14

5.3.2.15

5.4换热结构

5.5超压泄放装置

5.5.11

1.25

5.5.2GB/T33215

5.5.3

5.5.4

5.6氢气加注、供应及接口基本要求

5.6.1氢气加注接口

5.6.1.1

5.6.1.2

5.6.1.3GB/T26779

5.6.1.41Ω

5.6.1.5

5.6.2安全基本要求

5.6.2.1

5.6.2.2

5.6.2.3

5.6.2.41%

2%,2min2%

3%,

5.6.3电安全要求

1Ω

5.6.4外壳防护等级要求

IP53

10

CPASEXXXX—202X

5.6.5防火要求

GB/T2408HBV-0

5.6.6氢气排放要求

GB501566.5.4

5.6.7安装要求

5.6.7.1

5.6.7.2

5.6.7.3,

5.6.7.4

a

b,

c

d

e,

6试验方法和合格指标

6.1固态储氢单元

6.1.1壁厚

6.1.1.1试验方法

6.1.1.2合格指标

6.1.2无损检测

6.1.2.1试验方法

NB/T47013.2NB/T47013.3AB

6.1.2.2合格指标

6.1.3列管壳体力学性能

6.1.3.1取样

180

7

11

CPASEXXXX—202X

标引序号说明：

1——1112

2——12

X——

图7力学性能及晶间腐蚀取样示意图

6.1.3.2试验方法

8GB/T228.1

GB/T228.1

图8拉伸试样图

6.1.3.3合格指标

a

b

6.1.4弯曲试验

6.1.4.1试验方法

38mmGB/T232

93

12

CPASEXXXX—202X

图8拉伸试样图

表3弯曲试验弯心直径要求

6.1.4.2合格指标

180

6.1.5晶间腐蚀试验

6.1.5.1试验方法

7GB/T4334-2008E

6.1.5.2合格指标

GB/T4334-2008E

6.1.6列管壳体液压试验

6.1.6.1试验方法

1.525mg/L

30s

6.1.6.2合格指标

10%

6.1.7列管壳体水压爆破试验

13

CPASEXXXX—202X

6.1.7.1试验方法

30s

GB/T15385

6.1.7.2合格指标

aPb3.375Py

Py1.5P/F

bL2D0

c

6.1.8跌落试验

6.1.8.1一般要求

6.1.8.1.125kg

6.1.8.1.25.3.15.3.1

6.1.8.2试验方法

6.1.8.2.1样品准备

2%

6.1.8.2.2试验步骤

+10

20-5

a

1.8m

b45

1.8m

c101.8m

10

d13

e6.2.26.1.7

14

CPASEXXXX—202X

标引序号说明：

1——

2——

X——

图10固态储氢单元的平行跌落示意图

6.1.8.3合格指标

6.2.2.32.87

6.1.9冲击试验

6.1.9.1一般要求

6.1.9.1.125kg

6.1.9.1.25.3.15.3.1

6.1.9.2试验方法

+10

20-5

a11

21200J

b6.2.2

cGB/T9252

图11固态储氢单元的冲击示意图

15

CPASEXXXX—202X

6.1.9.3合格指标

6.2.2.312505000

6.2固态储氢装置

6.2.1耐压试验

6.2.1.1试验方法

a1.25

b

c10%5min

d50%

e10%10min

f

6.2.1.2合格指标

6.2.2气密性试验

6.2.2.1一般要求

6.2.2.1.1

6.2.2.1.2//1%

6.2.2.2试验方法

6.2.2.2.1

6.2.2.2.2

a/

b

+10

c20-530min

6.2.2.3合格指标

a

b0101.325kPa

6mL/(h·L)/GB/T42612

6.2.3跌落试验

6.2.3.1一般要求

6.2.3.1.1

6.2.3.1.2

6.2.3.2试验方法

16

CPASEXXXX—202X

6.2.3.2.1样品准备

2%

6.2.3.2.2试验步骤

a12100mm

5

b131200mm

图12固态储氢装置的垂直跌落示意图

标引序号说明：

1——

2——

3——

4——

图10固态储氢单元的平行跌落示意图

17

CPASEXXXX—202X

6.2.3.3合格指标

6.2.4热循环试验

6.2.4.1一般要求

6.2.4.1.1

6.2.4.1.2120min

6.2.4.2试验方法

,14

+10

a605min20-5

b60min2

c1205min

d60min2

+10

e605min20-5

fae50

g6.2.2

80

60

40

20

0

温度/℃

-20

-40

-60

060120180240300360

时间/min

注：以最高使用环境温度为65℃，最低使用环境温度为-40℃为例。

图14热循环试验的温度变化过程

6.2.4.3合格指标

6.2.2.3

6.2.5振动试验

6.2.5.1一般要求

6.2.5.1.1GB/T13310

6.2.5.1.2

,

()

18

CPASEXXXX—202X

6.2.5.2试验方法

a5%

b

5Hz25.4mm10min

c

d9010min

e6.2.2

6.2.5.3合格指标

6.2.6氢气循环试验

6.2.6.1一般要求

6.2.6.1.1

6.2.6.1.25

6.2.6.1.3

2,

,

6.2.6.2试验方法

a

b95%

5%

c500

d6.2.2

6.2.6.3合格指标

6.2.6.3.150%

GB/T44399

6.2.6.3.26.2.2.3

6.2.7火烧试验

6.2.7.1一般要求

6.2.7.1.1

6.2.7.1.25.3.1

19

CPASEXXXX—202X

6.2.7.1.320

min

6.2.7.1.41.65m

6.2.7.1.5

6.2.7.2试验方法

a

b1.65m

c1.65m1

2

d0.3m0.05m

0.3m1

e0.1m

f20min

6.2.7.3合格指标

a

b

6.2.8充氢性能试验

6.2.8.1一般要求

32

6.2.8.2试验方法

GB/T44399

6.2.8.3合格指标

5%

6.2.9放氢性能试验

6.2.9.1一般要求

32

6.2.9.2试验方法

GB/T44399

6.2.9.3合格指标

5%

6.2.10最高温升压力试验

6.2.10.1试验方法

20

CPASEXXXX—202X

6.2.10.1.1

6.2.10.1.2

6.2.10.2合格指标

1.2

7检验规则

7.1出厂检验

7.1.1逐只检验

3

7.1.2批量检验

7.1.2.1

7.1.2.2500

7.1.2.3100

7.1.2.43

7.1.2.5111

7.1.2.6211

7.2型式试验

7.2.13

7.2.2

a131

b115

11333

1

表4固态储氢装置出厂检验及型式试验

出厂检验

序号项目名称型式试验试验方法和合格指标

逐件检验批量检验

1壁厚√——6.1.1

2无损检测√——6.1.2

3列管壳体力学性能—√√6.1.3

6固态储氢弯曲试验—√√6.1.4

7单元晶间腐蚀试验——√6.1.5

8列管壳体液压试验—√√6.1.6

9