Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии

     
     ДОРОЖНЫЕ ТРАНСПОРТНЫЕ СРЕДСТВА НА ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ

Требования техники безопасности

Часть 2

Защита от опасностей, связанных с использованием водорода, в транспортных средствах, работающих на водородном топливе

Fuel cell road vehicles - Safety specifications  Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen

     

Дата введения

     

Предисловие

Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью Некоммерческой организацией Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ) на основе аутентичного перевода стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации N29 "Водородные технологии"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии ______________

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 23273-2:2006(E) "Fuel cell road vehicles - Safety specifications - Part 2: Protection against hydrogen hazards for vehicles fuelled with compressed hydrogen".

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации сведения о которых приведены в дополнительном приложении А.

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра(замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национального органа Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на дорожные транспортные средства на топливных элементах (ТСТЭ), в которых сжатый водород используется в качестве топлива для топливных элементов.

Стандарт устанавливает основные требования к транспортным средствам на топливных элементах, касающихся защиты людей и окружающей среды внутри и снаружи транспортного средства от опасностей, связанных с использованием водорода.

Требования этого стандарта распространяются, как на нормальную эксплуатацию транспортных средств (без сбоев), так и учитывают наличие отдельных неисправностей.

Стандарт не распространяется на производство, техническое обслуживание и ремонт транспортных средств.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ИСО 17268-2006 Присоединительные устройства для повторной заправки топливом наземных средств передвижения, работающих на сжатом водороде

ИСО 23273-1-2006 Дорожные транспортные средства на топливных элементах. Требования техники безопасности. Часть 1. Функциональная безопасность транспортного средства

     3 Термины и определения

В настоящем стандарте используются следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 система обработки воздуха: Система, которая обрабатывает (т.е. фильтрует, отмеряет, обрабатывает и сжимает) входящий воздух для системы топливных элементов.

3.2 примесь: Вещества в неочищенном топливе, такие как сера, которые, при наличии определенного уровня концентрации или при превышении этого уровня могут отравлять катализаторы реакций.

3.3 электрическая ходовая часть: Токопроводящая механическая структура транспортного средства, включающая все связанные электрические и электронные компоненты, части которых подключены с помощью электрического соединения, и потенциал которых принимается за базу отсчета.

3.4 клапан, ограничивающий расход: Клапан, который автоматически перекрывает или ограничивает движение газа, если поток превышает заданное расчетное значение.

3.5 топливный элемент: Электрохимическое устройство, которое генерирует электричество путем преобразования топлива и окислителя без физического или химического расхода вещества электродов или электролита.

3.6 комплект топливных элементов: Комплект из двух или более топливных элементов, которые подключены с помощью электрического соединения.

3.7 система топливных элементов: Система, которая обычно включает следующие подсистемы: комплект топливных элементов, систему обработки воздуха, систему переработки топлива, регулирование температуры, регулирование подачи воды и их системы управления.

3.8 транспортное средство на топливных элементах (ТСТЭ): Транспортное средство, которое приводится в движение бортовой системой энергоснабжения на топливных элементах.

Примечание - Общий термин ТСТЭ включает также транспортные средства, в которых дополнительно используются другие источники тяговой мощности.

3.9 система переработки топлива: Система, которая преобразует (если необходимо), и/или перерабатывает топливо, которое содержится в расположенном на борту резервуаре для хранения топлива, в топливо подходящее для комплекта топливных элементов.

3.10 топливная система: Это система, объединяющая расположенный на борту резервуар для хранения топлива, систему переработки топлива и комплект топливных элементов.

3.11 основной отсечной клапан для водорода: Клапан, предназначенный для автоматической изоляции источника с водородом повышенного давления.

3.12 максимально допустимое рабочее давление (МДРД): Максимальное рабочее давление, при котором компонент или система могут нормально функционировать без повреждений, включающих утечку и деформацию.

Примечание - Максимально допустимое рабочее давление используется для определения установок параметров устройств, ограничивающих давление, которые устанавливаются для защиты части или системы от случайных перегрузок по давлению.

3.13 номинальное рабочее давление: Уровень давления, при котором обычно работает компонент.

Примечание - Для баков с топливом это установленное давление при постоянной температуре 15 °C (288 по шкале Кельвина) при полном баке.

3.14 очистка: Процесс удаления ненужных компонентов газовой смеси из водородной системы.

3.15 устройство сброса давления (УСД), которое реагирует на температуру: Активированное устройство, которое срабатывает при повышении температуры, и повторно не включается и не выключается, предназначенное для удаления газа в целях защиты топливного бака от разрушения во время проведения стандартного испытания на огнестойкость.

     4 Условия окружающей среды и эксплуатации

Требования, изложенные в настоящем стандарте, должны соблюдаться в отношении ряда условий окружающей среды и эксплуатации, в которых данное транспортное средство может эксплуатироваться в соответствии с указаниями его производителей

     5 Конструктивные и эксплуатационные требования к топливной системе

     
     5.1 Общие положения

Топливная система состоит из секции высокого давления, внутреннее давление в которой такое же, как в топливном баке, секции среднего и низкого давления, в которой внутреннее давление ниже, чем в секции высокого давления.

Топливная система должна обязательно включать следующие компоненты:

- систему противопожарной защиты с одним или более реагирующими на температуру УСД;

- основной отсечной клапан для водорода, который должен быть закрыт, если отсутствует напряжение возбуждения и, который также должен быть закрыт, когда не работает система топливных элементов транспортного средства;

- система отсечения водорода в соответствии 5.2.4;

- ограничивающий расход клапан или система, осуществляющая те же функции.

     5.2 Компоненты

5.2.1 Общие положения

Компоненты топливной системы должны отвечать следующим требованиям:

- компоненты должны проектироваться, устанавливаться и эксплуатироваться таким образом, чтобы они могли безопасно функционировать в тех условиях окружающей среды и эксплуатации, которые были определены производителем.

- для всех компонентов, предназначенных для использования в секции высокого давления, должны быть соответствующие расчеты по давлению, выполненные на основе номинального рабочего давления.

- для всех компонентов, предназначенных для использования в секции среднего и низкого давления, должны быть соответствующие расчеты по давлению, выполненные на основе максимально допустимого рабочего давления.

- в зонах возможного воспламенения электропроводные корпуса компонентов должны быть соединены и заземлены на электрическую ходовую часть для предотвращения случайного воспламенения водородных разрядов.

5.2.2 Топливный бак

Топливный бак транспортного средства должен соответствовать требованиям законодательства, если таковы имеются. В противном случае, эти требования должны быть определены производителем транспортного средства. Система топливного бака должна содержать, по крайней мере, один реагирующий на температуру УСД, расположенный возле водородного топливного бака (баков), так чтобы водород можно было удалить из топливного бака до разрушения (см. также 5.3).

5.2.3 Защита от перегрузок по давлению

Любые детали, расположенные в отсеке среднего и низкого давления, должны выдерживать или быть защищены от чрезмерного повышения давления вследствие единичного отказа первого регулятора давления, расположенного выше.

Примечание - Для справок см.[1].

5.2.4 Система отсечения водорода

Топливная система и устройства управления топливной системы должны предусматривать приспособление для закрытия основного отсечного клапана для водорода, что должно предупреждать случайный выход водорода и другие опасности, которые могут возникнуть вследствие отказа, вызванного неисправностью одного элемента, в соответствии с ИСО 23273-1.

     5.3 Расположение и установка компонентов

Все компоненты, соединительные трубопроводы и проводки должны быть надежно установлены или зафиксированы в транспортном средстве для того, чтобы свести к минимуму повреждения и предотвратить утечку и/или неисправную работу.

Компоненты должны располагаться в середине транспортного средства так, чтобы свести к минимуму возможность случайного повреждения, если только компоненты не защищены соответствующим образом и ни одна из деталей не выступает за пределы этой защиты.

Топливопроводы должны быть расположены и защищены таким образом, чтобы при нормальных условиях эксплуатации, которые определены производителем транспортного средства, они не повреждались вследствие вибрации транспортного средства.

     5.4 Выбросы

Конструкция двигателя в том, что касается всех систем выхлопа, очистки, отвода и других выбросов, которые происходят во время обычной эксплуатации транспортного средства, должна предотвращать опасные условия, связанные с водородом. Все нормальные режимы эксплуатации, включая начало движения, движение, остановку и выключение (исходное положение), следует рассматривать в свете этих требований. Выбросы во всех отделениях транспортного средства в условиях нормальной эксплуатации или при единичном отказе не должны приводить к опасным условиям. В местах предполагаемого использования, например, на открытом воздухе, в автоматически вентилируемых зданиях и строениях, в частных гаражах без автоматической системы вентиляции, следует придерживаться требований, установленных законом. В норме выбросы, производимые транспортным средством, не должны быть огнеопасными.

Примечание - Руководство по оценке транспортных средств применительно к ситуациям предполагаемого использования таким, как езда на открытом воздухе, остановка транспортного средства в торговом здании, парковка в частный гараж, приведено в [1].

Выбросы от УСД должны выводиться наружу транспортного средства и защищаться таким же образом, что и взаимодействующие трубопроводы и выпускное отверстие, так, чтобы ограничение потока не шло в ущерб функциональности.

     6 Методы испытаний для определения воспламеняемости вокруг транспортного средства вследствие сливов топлива

Испытания должны проводиться в соответствии с применимыми национальными и международными стандартами или с требованиями, установленными законом. В противном случае, методы испытаний должны быть определены производителем транспортного средства.

     7 Дополнительный или альтернативный способ проверки на соответствие требованиям техники безопасности при использовании водорода

     7.1 Общие положения

В дополнение к техническим требованиям, указанным в разделе 5, защитить людей и окружающую среду внутри и снаружи транспортного средства от опасностей, связанных с использованием водорода, можно, воспользовавшись следующей методикой. Допускается использование этой методики вместо технических требований, указанных в разделе 5, так как технические требования этой методики являются более конкретными по отношению к конструкции отдельно взятого транспортного средства на топливных элементах.