WWW.MASH.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - онлайн публикации
 

«ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ НАЦИОНАЛЬНЫМ ГОСТР С- СТАНДАРТ МЭК 62282-2— РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ Часть 2 Модули топливных элементов I EC ...»

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО

ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫМ

ГОСТР

С- СТАНДАРТ

МЭК 62282-2—

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ТЕХНОЛОГИИ ТОПЛИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Часть 2

Модули топливных элементов

I EC 62282-2:2012

Fuel Cell Technologies — Part 2: Fuel cell modules (IDT) Издание оф ициальное Москва Стандартинформ экспертиза ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 Предисловие 1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческим партнерством «Национальная ассоциация водородной энергетики (НП НАВЭ)» на основе собственного аутентичного перевода на русский язык стандарта, указанного в пункте 4 2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации №29 «Водородные технологии»

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 сентября № 1102-ст 4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62282-2:2012 «Технологии производства топливных батарей. Часть 2. Модули топливных батарей » (IEC 62282-2:2012 «Fuel cell technologies — Part 2: Fuel cell modules») 5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0—2012 (раздел 8) .

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официаль­ ный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты» .

В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответству­ ющее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске информационного указателя «Наци­ ональные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (gost.ru) © Стандартинформ, 2015 В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспро­ изведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Феде­ рального агентства по техническому регулированию и метрологии II ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

–  –  –

1 Область применения

2 Нормативные ссылки

3 Термины и определения

4 Технические требования

4.1 Общая стратегия безопасности

4.2 Требования к конструкции

5 Типовые испытания

5.1 Общие требования

5.2 Испытания на удар и вибрацию

5.3 Испытания на утечку га за

5.4 Испытания в условиях нормальной эксплуатации

5.5 Испытание на допустимое рабочее давление

5.6 Испытание системы охлаждения на герметичность под давление

5.7 Постоянные и кратковременные электрические нагрузки

5.8 Испытание повышенным давлением

5.9 Испытание диэлектрика на электрическую прочность

5.10 Испытание на перепад давления

5.11 Испытание на утечку газа (повторное)

5.12 Испытания в условиях нормальной эксплуатации (повторное)

5.13 Испытание на наличие концентрации горючих веществ

5.14 Испытания в условиях нештатных ситуаций

6 Стандартные испытания

6.1 Общая информация





6.2 Испытание на газонепроницаемость

6.3 Испытания диэлектрика

7 Маркировки и инструкции

7.1 Табличка с данными

7.2 Маркировка

7.3 Этикетки с предупреждениями

7.4 Документация

Приложение А (справочное) Дополнительная информация для выполнения и оценки испытаний..... 23 Приложение В (справочное) Перечень замечаний, касающихся конкретных условий в отдельных странах

Приложение ДА (справочное) Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам)

Библиография

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

Введение

Настоящий стандарт идентичен международному стандарту МЭК 62282-2:2012 «Технологии топливных элементов. Часть 2. Модули топливных элементов» (IEC 62282—2:2012 Fuel cell technologies — Part 2: Fuel cell modules), разработанному Техническим комитетом МЭК/ТК105 «Техно­ логии топливных элементов» (IEC/TC105) Международной электротехнической комиссией (МЭК) .

Международная электротехническая комиссия — МЭК (International Electrotechnical Commission — IEC) является всемирной организацией по стандартизации, включающей национальные комитеты .

Основной задачей МЭК является продвижение международного сотрудничества по вопросам, каса­ ющимся стандартизации в областях электротехники и электроники. С этой целью МЭК публикует международные стандарты, а также технические условия, технические отчеты, общедоступные спе­ цификации и руководства (именуемые в дальнейшем «документы МЭК»), Подготовка этих докумен­ тов осуществляется техническим комитетам МЭК. Национальный комитет МЭК, заинтересованный в разработке стандарта, может принять участие в работе технических комитетов. Международные, правительственные и неправительственные организации, поддерживающие связь с МЭК, могут также принять участие в этой подготовительной работе. МЭК тесно сотрудничает с Международной органи­ зацией по стандартизации (ИСО) в соответствии с условиями, установленными в соглашении между двумя данными организациями .

Публикации МЭК носят характер рекомендаций для международного использования и прини­ маются национальными комитетами МЭК с учетом этого фактора .

Редакция МЭК 62282-2:2012 отменяет и заменяет первую редакцию, опубликованную в 2004 г., поправку 1 к ней (2007) .

Разработка настоящего национального стандарта, идентичного МЭК 62282-2:2012, осуществля­ лась Техническим комитетом по стандартизации Росстандарта ТК 029 «Водородные технологии» в обеспечение Технического регламента Таможенного союза «О безопасности машин и оборудования»

(ТР ТС 010/2011) .

–  –  –

1 Область применения В настоящем стандарте представлены минимальные требования, предъявляемые к безопасной эксплуатации модулей топливных элементов. Указанные требования применяется к модулям топлив­ ных элементов классифицированных по типу электролита:

- щелочной;

- полимерный электролит (включая топливные элементы с прямым окислением метанола)1;

- фосфорная кислота;

- жидкий карбонат;

- твердый оксид;

- водный раствор солей .

Модули топливных элементов могут быть оснащены корпусом, могут работать как при суще­ ственном избыточном давлении, так и при давлениях, близких к давлению окружающей среды .

Данный стандарт предполагает наличие условий, которые могут быть опасными для людей, вы­ зывать повреждения модулей топливных элементов. Защита от повреждений внутри модулей топ­ ливных элементов в данном стандарте не рассматривается, если такие повреждения не приводит к возникновению опасностей снаружи модуля .

Данные требования могут быть совместимы с требованиями других стандартов, связанных с оборудованием, содержащим модули топливных элементов, в соответствии с конкретными видами применения .

Настоящий стандарт не применяется к системам для дорожного транспорта .

Стандарт не предполагает ограничение или замедление технологического развития. Любое устройство, в котором используются материалы или виды конструкции, отличные от тех, что указаны в требованиях данного стандарта, могут рассматриваться и проверяться в соответствии с целью дан­ ных требований и, если они оказываются равнозначными, могут считаться соответствующими данно­ му стандарту .

Модули топливных элементов являются компонентами конструкций, в отношении которых необ­ ходимо проведение оценки на соответствие требований безопасности, применяемых к конечному из­ делию .

Модули топливных элементов рассматриваются в качестве электрохимических устройств, кото­ рые постоянно преобразуют подаваемое топливо (например, водород или насыщенные водородом газы, спирты, углеводороды и окислители) в энергию постоянного тока, тепловую энергию, воду и другие побочные продукты .

1 Также именуемый «топливный элемент с протоннообменной мембраной» .

Издание официальное ГОСТ Р МЭК 62282-2— 2014 Модули топливных элементов представляют собой сборочные единицы, которые встраиваются в конструкцию конечного пользования с учетом оценки требований безопасности, предъявляемых к конечному конечного продукту .

Энергоустановка на топливных элементах

–  –  –

Данный стандарт действует только в отношении модулей топливных элементов и ограничивает­ ся условиями, связанными с выходом постоянного тока из модуля топливного элемента, не применя­ ется к периферийным устройствам, указанным на рисунок 1 и не рассматривает требований к хране­ нию, а также подаче топлива и окислителя в модуль топливного элемента .

2 Норм ативны е ссылки

В настоящем стандарте используются нормативные ссылки на документы, являющиеся необхо­ димыми при его применении. Для датированных ссылок применяется указанная редакция. Для неда­ тированных ссылок применяется последняя редакция приведенного документа (включая поправки) .

МЭК 60079 (все части) Взрывоопасные атмосферы (IEC 60079 (all parts), Explosive atmospheres) МЭК 60079-10 (все части) Взрывоопасные атмосферы. Часть 10. Классификация зон (IEC 60079all parts 10), Explosive atmospheres — Part 10-1: Classification of areas) МЭК 60204-1 Безопасность машин и механизмов. Электрооборудование промышленных машин .

Часть 1. Общие требования (IEC 60204-1, Safety of machinery — Electrical equipment of machines — Part 1: General requirements) МЭК 60335-1 Приборы электрические бытового и аналогичного назначения .

Безопасность. Часть

1. Общие требования (IEC 60335-1, Household and similar electrical appliances — Safety — Part 1: Gen­ eral requirements) МЭК 60352 (все части) Соединения напаянные (IEC 60352 (all parts), Solder less connections) МЭК 60512-15 (все части) Соединители для электронной аппаратуры. Испытания и измерения .

Часть 15. Механические испытания соединителей (IEC 60512-15 (all parts), Connectors for electronic equipment — Tests and measurements — Part 15 .

Connector tests (mechanical)) МЭК 60512-16 (все части) Соединительные устройства для электронной аппаратуры. Испытания и измерения. Часть 16. Механические испытания контактов и выводов (IEC 60512-16 (all parts) Con­ nectors for electronic equipment — Tests and measurements — Part 16. Mechanical tests on contacts and terminations)

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

МЭК 60529 Степени защиты, обеспечиваемые корпусами (Код IP)) (IEC 60529, Degrees of protec­ tion provided by enclosures (IP code)) МЭК 60617 Графические символы для диаграмм (IEC 60617, Graphical symbols for diagrams) МЭК 60695 (все части) Испытания на пожарную опасность (IEC 60695 (all parts), Fire hazard test­ ing) МЭК 60730-1 (все части) Устройства управления автоматические электрические бытового и аналогичного назначения. Часть 1. Общие требования (IEC 60730-1, Automatic electrical controls for household and similar use — Part 1: General requirements) МЭК 60950-1 Оборудование для информационных технологий. Безопасность. Часть 1.Общие требования (IEC 60950-1, Information technology equipment — Safety — Part 1: General requirements) МЭК 61508 (все части) Системы электрические/электронные/программируемых электронных си­ стем, связанных с функциональной безопасностью (IEC 61508 (all parts), Functional safety of electrical/electronic/programmable electronic safety— related systems) МЭК 62040-1 Системы непрерывного энергоснабжения. Часть 1. Общие положения и требова­ ния безопасности для UPS (IEC 62040-1, Uninterruptible power systems (UPS) — Part 1: General and safety requirements for UPS) МЭК 62061 Безопасность машин и механизмов. Функциональная безопасность электрических, электронных и программируемых электронных систем контроля, связанных с безопасностью (IEC 62061, Safety of machinery — Functional safety of safety— related electrical, electronic and programmable electronic control systems) ИСО 13849-1 Безопасность машин .

Детали систем управления, связанные с обеспечением без­ опасности. Часть 1. Общие принципы проектирования (ISO 13849-1, Safety of machinery — Safety— related parts of control systems — Part 1: General principles for design) ИСО 23550 Устройства обеспечения безопасности и контроля за газовыми горелками и плита­ ми. Общие требования (ISO 23550, Safety and control devices for gas burners and gas— burning appli­ ances — General requirements) EH 50178 Электронное оборудование для применения в силовых установках (EN 50178, Elec­ tronic equipment for use in power installations)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 приемочное испытание (acceptancetest): Испытания при приемочном контроле продукции в рамках контракта для подтверждения заказчику того факта, что изделие соответствует тем или иным условиям его спецификации (IEC 60050-151:2001, 151-16—23) [1]2

3.2 допустимый диапазон рабочего давления (allowable differential working pressure): Макси­ мальный перепад давлений между отсеками анода и катода, определяемый производителем, кото­ рый может выдерживать модуль топливного элемента без каких бы то ни было повреждений или без­ возвратной утраты функциональных свойств

3.3 допустимое рабочее давление(а1^аЫе working pressure):MaKCHManbHoe допустимое дав­ ление, определенное производителем, который может выдерживать модуль топливного элемента без каких бы то ни было повреждений или безвозвратной утраты функциональных свойств .

П р и м е ч а н и е — Для модулей топливных элементов, в состав которых входят устройства сброса давления, это определение используется для определения порога установленного давления .

3.4 температура окружающей среды (ambient temperature): Температура среды, окружающей устройство, оборудование или установку, которая может оказывать воздействие на их эксплуатаци­ онные свойства

3.5 кондиционирование (conditioning): Предваряющий этап для подготовки модулей/комплектов энергоустановки, который требуется для эксплуатации модуля топливного элемента (3.8) и который реализуется согласно инструкции производителя .

П р и м е ч а н и е — Кондиционирование может включать в себя обратимые и/или необратимые процес­ сы, в зависимости от технологии .

2Ссылки в скобках — см. Библиографию .

ГО СТ Р М ЭК 6 2 2 8 2 -2 — 2014

3.6 топливный элемент (fuel сеН):Электрохимический источник тока, которое преобразует хи­ мическую энергию топлива и окислителя в электрическую энергию (энергию постоянного тока), про­ дукты тепла и реакции П р и м е ч а н и е — Топливо и окислитель обычно хранятся вне топливного элемента и подаются в топ­ ливный элемент по мере необходимости .

3.7 блок топливного элемента (fuel cell stack): устройство, включающее в себя топливные эле­ менты, водоотделители, охлаждающие пластины, коллекторы и опорную конструкцию, которое по­ средством электрохимических реакций преобразует реагенты содержащие водород и воздух в посто­ янный электрический ток, тепло и другие продукты реакции. (МЭК 62282-1:2010, 3.50) [2]

3.8 модуль топливных элементов (fuel cell module): Узел, объединяющий один или более бло­ ков топливных элементов, иные основные и дополнительные компоненты, которые предназначены для встраивания в силовую систему .

П р и м е ч а н и е — Модуль топливного элемента состоит из следующих основных компонентов: одного или более блоков топливных элементов, систем трубопроводов для подачи топлива, окислителя и отвода отра­ ботанных газов, электрических соединений для передачи энергии от блоков топливных элементов и средств кон­ троля и/или управления модулем. Кроме того, модуль топливных элементов может включать в себя: средства перекачки дополнительных жидкостей и газов (например, охладителя или инертного газа), средств контроля ра­ бочих условий, корпус или сосуды высокого давления, а также систему вентиляции .

3.9 номинальный ток (rated current): Максимальный постоянный электрический ток, указывае­ мый производителем модуля топливных элементов, на который рассчитан модуль топливных эле­ ментов .

3.10 взаимное проникновение газов, кроссовер (crossover): Утечка топлива в среду окисли­ теля и или утечка окислителя в среду топлива в топливном элементе в любом направлении, обычно через электролит

3.11 утечка газа (gas leakage):Bce газы, выходящие из модуля топливных элементов, кроме от­ работанных, необходимо рассматривать как утечку .

П р и м е ч а н и е — Утечка газов может происходить из:

- блока топливных элементов;

- устройств сброса давления;

-других компонентов, проводящих газ и регулирующих поток .

3.12 опасность (hazard): Потенциальный источник повреждений или ущерба, выраженный в форме физических травм у людей, порчи имущества или урона окружающей среде .

3.13 опасная зона (hazardous area): Классифицируемая зона или пространство, где присут­ ствуют опасные вещества, состоящие из газовых сред, возгораемой пыли, воспламеняющихся воло­ кон, либо горючих летучих жидкостей, газов, паров или их смесей в количествах, достаточных для образования взрывоопасных или возгораемых смесей .

3.14 температура деформационной теплостойкости (heat deflection temperature): Температу­ ра, при которой стандартный испытательный брусок деформируется под нагрузкой до определенного состояния .

П р и м е ч а н и е — Используется для определения краткосрочного теплового сопротивления .

3.15 нижний предел воспламеняемости (lower flammability limit, LFL): Минимальная концен­ трация топлива в топливовоздушной смеси, при которой возгорание может быть инициировано от ис­ точника воспламенения .

П р и м е ч а н и е — Топливовоздушная смесь является воспламеняемой, если возгорание может быть инициировано от источника воспламенения. Основным критерием является состав топливовоздушной смеси .

Топливовоздушная смесь, в которой количество топлива меньше критического предела воспламенения соответ­ ствует нижнему пределу воспламеняемости (LFL). Смесь в которой количество топлива больше критического предела воспламенения, соответствует верхнему пределу воспламеняемости (UFL) .

ГОСТ Р МЭК 6 2282-2— 2014

3.16 максимальное рабочее давление (maximum operating pressure): Максимальное давление, определяемое производителем компонента или системы, рассчитанное для их работы в реальных условиях эксплуатации .

Примечания 1 Максимальное рабочее давление выражается в Па .

2 Включает в себя нормальную эксплуатацию, как в состоянии постоянной, так и прерывистой работы .

3.17 минимальное напряжение (minimum voltage): Самое низкое напряжение, которое спосо­ бен постоянно вырабатывать модуль топливных элементов при его номинальной мощности или в продолжение его максимально допустимых условий перегрузки, в зависимости от того, какое напря­ жение ниже .

П р и м е ч а н и е — Минимальное напряжение выражается в вольтах (В) .

3.18 естественная вентиляция (natural ventilation)П еремещ ение воздуха и его замещение све­ жим воздухом благодаря воздействию ветра и/или перепада температур .

3.19 напряжение разомкнутого контура (open-circuit voltage): Напряжение на выводах топлив­ ного элемента при наличии топлива и окислителя и в отсутствие внешней нагрузки .

П р и м е ч а н и е — Напряжение разомкнутого контура выражается в вольтах (В) .

3.20 стандартное испытание (routine test): Контрольные испытания продукции по проверке со­ ответствия характеристик конструкции установленным требованиям, выполняемые на каждом от­ дельном изделии вхо д е или после его изготовления (М Э К 60050-151:2001,151-16— 17) [1] П р и м е ч а н и е — Необходимо не смешивать с понятием «Испытанием на соответствие» (МЭК 60050испытание на оценку соответствия, или с «Оценкой соответствия» (МЭК 60050систематическая проверка степени, в которой продукт, техпроцесс или услуга отвечают заданным требованиям .

3.21 стандартные условия (standard сопбШопз):Условия испытаний или эксплуатации, заранее определенные в качестве основы испытаний в целях обеспечения воспроизводимых, сопоставимых данных испытаний .

3.22 защитные мероприятия (safeguarding): Действия в процессе управления системой, осно­ ванные на параметрах техпроцесса, которые предпринимаются во избежание условий, которые могут оказаться опасными для персонала или привести к повреждению топливного элемента или окружаю­ щего его оборудования .

3.23 безопасное сверхнизкое напряжение (safety extra low voltage,SELV): Напряжение в нор­ мальных условиях или условиях единичного нарушения, не превышающее 30 В ср.кв. (r.m.s.) или 42,4 В пик/постоянного тока в сухой среде, либо, если имеется вероятность наличия влажного контакта, 15 В ср.кв. (r.m.s.) или 21,2 В пик/постоянного тока .

3.24 условия теплового равновесия (thermal equilibrium conditions): Стабильные температур­ ные условия, характеризующиеся изменениями температуры не более 3 К (5°F) либо 1% абсолютной рабочей температуры, в зависимости от того, какая величина больше, между двумя показаниями, взятыми через 15— минутный интервал

3.25 тепловая стабильность (thermal stability): Стабильные температурные изотермические условия

3.26 типовое испытание (type test): Контрольные испытание выпускаемой продукции с целью оценки соответствия эффективности и целесообразности вносимых измерений в ее конструкцию тех­ ническим требованиям, проводимые в выборочном порядке на одном или более изделиях производ­ ственной серии (МЭК 60050-151:2001, 151-16— 16) [1] П р и м е ч а н и е — Необходимо не смешивать с понятием «Испытанием на соответствие» (МЭК 60050испытание на оценку соответствия, или с «Оценкой соответствия» (МЭК 60050систематическая проверка степени, в которой продукт, техпроцесс или услуга отвечают заданным требованиям .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 4 Технические требования

4.1 Общая стратегия безопасности Производитель обязан в документальной форме выполнить анализ рисков, чтобы удостове­ риться, что:

a) все нормально ожидаемые опасности, опасные ситуации и события в течение предполагае­ мого срока службы энергетической системы на топливных элементов были определены (приложение А содержит перечень типовых опасностей);

b) риск каждой из этих опасностей получил оценку на основе комбинации вероятности возникно­ вения опасности и ее прогнозируемой степени тяжести;

c) оба фактора, которые определяют каждый из оцениваемых рисков (вероятность и степень тяжести) были оценены и понижены до уровня, не превышающего приемлемого уровня риска, насколько это практически возможно, за счет:

1) безопасной конструкции энергоустановки на топливных элементах;

2) пассивного контроля безопасности энергоустановки, исключающей риски причинения ущерба (например, с помощью разрывных мембран, предохранительных клапанов, термических предохрани­ тельных устройств) или за счет функций управления, относящихся к обеспечению безопасности обо­ рудования;

3) при наличии рисков, которые могут иметь место с учетом мер, упомянутых в настоящем стан­ дарте в 1) и 2), должны быть установлены информационные таблички, предупреждение об опасности или установлены требования к специальной подготовке обслуживающего персонала, с учетом того, что меры безопасности должны однозначно пониматься лицами, которые находятся на участке со­ держащем указанные риски .

Что касается функциональной безопасности, требований к системам управления при проекти­ ровании, производстве и эксплуатации, то такие требования целесообразно определять в соответ­ ствии с приведенными ниже международными стандартами, такими как:

МЭК 62061 (соответственно ИСО 13849-1) для применений в соответствии с МЭК 60204-1;

МЭК 60730-1 для устройств в соответствии с МЭК 60335-1;

МЭК 61508 (все части) для других применений .

Для анализа видов и последствий отказов (Failure Mode and Effects Analysis, FMEA) и анализа методом дерева неисправностей в качестве руководства могут применяться следующие стандарты:

МЭК 60812 [3];

SAE J1739 [4];

МЭК 61025 [5] .

Оценка должна охватывать также возможные риски, связанные с наличием:

- температуры блока топливных элементов, и

- напряжения в блоке топливных элементов и/или элемента;

- повышенного давления в компонентах конструкции .

Кроме того, нужно обращать внимание на наличие:

- механических опасностей вызванных острыми поверхностями, опасностями при опрокидыва­ нии и неустойчивости, наличии движущихся частей, давления жидкостей или газов;

- электрических опасностей вызванных контактом людей с деталями под напряжением, наличи­ ем вероятности короткого замыканий и высокого напряжения;

- опасности ЭМС вызванной сбоем в работе модуля топливных элементов при воздействии на него электромагнитных явлений, или сбоем в работе другого, находящегося рядом, оборудования вследствие электромагнитных эмиссий от модуля топливных элементов;

- термических опасностей вызванных наличием горячих поверхностей, выброса наружу жидко­ стей или газов, имеющих высокую температурой, а также явлений связанные с температурной уста­ лостью материалов;

- опасности пожара и взрыва, вызванные наличием горючих газов и жидкостей, взрывоопасных смесей в нормальных или нештатных условиях эксплуатации, а также в условиях отказов в работе оборудования;

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

- опасности сбоев в работе обусловленная вызванной отказами программного обеспечения, контуров управления или компонентов защиты/безопасности, ошибками при изготовлении, либо экс­ плуатации;

- опасностей, связанных с использованием материалов и токсичных веществ, возникающих в результате снижение качества материалов, коррозии, охрупчивания металлов, выходы токсических веществ;

- опасностей утилизации отходов, связанных с утилизацией токсичных материалов, переработ­ кой и утилизацией горючих жидкостей или газов;

- опасностей внешней среды, вызванных аварийной эксплуатацией в горячих/холодных средах, наличием неблагоприятных погодных и климатических условий, таких как: дождь, наводнения, ветер, землетрясения, пожары и др .

4.2 Требования к конструкции 4.2.1 Общие требования Модуль топливных элементов должен разрабатываться в соответствии с оценкой рисков, вы­ полненной производителем. Все детали должны быть:

a) пригодными работы в условиях диапазона температур, давления, расхода жидкостей/газов, напряжений и силы тока, на которые они предназначены сточки зрения их применения;

b) стойкими к воздействиям химических реакций, техпроцессов, и иного воздействия, на которые они рассчитаны в процессе их применения по назначению .

c) надежными, обеспечивающими стабильное качество материалов, применяемых в модулях топливных элементов, монтажных элементах и контактах. Методы сборки различных деталей моду­ лей топливных элементов должны быть такими, чтобы структурные и рабочие характеристики не ме­ нялись существенно на протяжении установленного срока службы в нормальных условиях установки и эксплуатации. Все детали модуля топливных элементов должны выдерживать механические, хими­ ческие и температурные нагрузки, которые могут иметь место при их нормальной эксплуатации за­ казчиком .

Корпус модулей топливных элементов должен соответствовать требованиям МЭК 60529 в ча­ сти, касающейся их применения. На модуль топливных элементов должен наноситься соответствую­ щий код IP .

П р и м е ч а н и е — Степень защиты IP00, означающая отсутствие защиты, может быть применима, ес­ ли оборудование конечного заказчика оснащено защитным кожухом .

4.2.2 Работа при нормальных и нештатных условиях эксплуатации Модуль топливных элементов должен быть спроектирован таким образом, чтобы он мог выдер­ живать все стандартные эксплуатационные нагрузки, определяемые технической документацией производителя, без каких—либо повреждений. Нештатные условия эксплуатации определяются в соответствии с 4.1 .

4.2.3 Утечка В зависимости от конструктивных особенностей модуля, утечка горючих газов или жидкостей определяется в соответствии с 5.3. Скорость утечки газа должна быть отражена в технической доку­ ментации, для того чтобы при встраивании в систему топливного элемента представлялась возмож­ ность определить минимальную производительность системы вентиляции (см. 7.4.1, г), а также сформировать необходимые требования к производительности систем вентиляции и продувки .

Режим отказа «взаимное проникновение газов» (кроссовер) должен быть частью оценки рисков в соответствии с 4.1. Должны быть предусмотрены меры, например, «отслеживание напряжения эле­ ментов», в соответствии с релевантными стандартами, приведенными в 4.1 .

Если защита от взаимного проникновения газов (кроссовер) не включена в модуль топливных элементов, то в соответствующей документации на оборудование должны описываться защитные устройства или технологические процедуры, которые должны предоставляться пользователям, ис­ пользующим данную систему .

П р и м е ч а н и е — Для классификации опасных участков может быть использован МЭК 60079-10 .

4.2.4 Работа под давлением Если модули топливных элементов включают в себя газонепроницаемые и герметизированные емкости, то данные емкости должны соответствовать требованиям законодательства в сфере безГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 опасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Должны быть определены режимы ра­ боты под давлением, которые могут создавать опасные условия за переделами модуля (4.1), такая информация должна быть передана заказчику продукции, осуществляющему ее дальнейшее исполь­ зование .

П р и м е ч а н и е — Модули топливных элементов классифицируются в соответствии со следующими отличительными свойствами:

Модули топливных элементов с полимерной мембраной (polymer electrolyte fuel cell stack, PEFC), для которых давление не является существенным фактором при проектировании. Подбор размеров, выбор материала и правила производства таких модулей основываются в первую очередь на требо­ ваниях достаточно прочности, жесткости и устойчивости, чтобы обеспечить нужные статические, ди­ намические и/или другие рабочие характеристики. Например, конструкция, использующая аппаратуру с соосными усилием сжатия, предусматривает утечку, прежде чем произойдет ее разрушение .

Модули топливным элементом с фосфорно-кислым электролитом (phosphoric acid fuel cell, PAFC) обычно эксплуатируется в условиях атмосферного давления .

Модули топливных элементов с расплавленным карбонатным электролитом (molten carbonate fuel cell, MCFC), работающие под давлением встраиваются во внешний корпус модуля, конструкция которого проектируется в соответствии с национальными и международными регламентами, а также стандартами для оборудования, работающего под давлением. Опасность, связанная с высоким дав­ лением для модуля топливных элементов с расплавленным карбонатным электролитом учитывается в конструкции корпусу модуля, который соответствует требованиям упомянутой нормативно­ технической базы .

Модули твердооксидного топливного элемента (solid oxide fuel cell, SOFC) встраиваются в обо­ лочку, предназначенную для работы под давлением, конструкция которой разрабатывается в соот­ ветствии с принятыми национальными и международными регламентами и стандартами для обору­ дования работающего под давлением .

4.2.5 Огонь и возгорание 4.2.5.1 Общие требования Модуль топливных элементов должен быть оснащен средствами защиты (например, с помощью вентиляции, детекторов газов, управляемого окисления и т.п.), благодаря которым газ, просачиваю­ щийся из модуля топливных элементов или скапливающийся внутри него, не мог образовывать взры­ воопасных концентраций .

Производитель модуля топливных элементов должен указывать соответствующие требования к конструкции (например, требуемая скорость вентиляции). Эти требования должны обеспечиваться производителем модуля топливных элементов или производителем системы топливных элементов в целом. Если производитель топливного элемента не предоставил такие средства, то он должен предоставить требования к проектированию и испытательную систем .

Компоненты и материалы внутри газовых сред, классифицированных как взрывоопасные и вос­ пламеняющиеся, должны проектироваться с использованием таких материалов, которые препят­ ствуют распространение пламени и возгоранию .

Свойства материалов должны быть такими, чтобы горение после прекращения подачи электро­ питания и топлива с окислителем не поддерживалось .

П р и м е ч а н и е — Температуры самовозгорания, обычно указываемые в стандартах, например, МЭК 60079-20—1 [6], являются минимальными температурами, при которых горючая газовая смесь может воспламе­ ниться. Фактические температуры самовозгорания могут существенно превышать эти значения, в зависимости от геометрической формы конструкции, свойств материалов и фактического состава газовой смеси. Это требование относится к температуре самовозгорания, при которой горючий газ воспламенится при всех условиях для вы­ бранных материалов и геометрии .

Такое требование может быть выполнено посредством выбора материалов, имеющих класс воспламеняемости V-0, V-1 или V-2 в соответствии с МЭК 60695 .

4.2.5.2 Нераспространение Считается, что мембраны или другие материалы в составе топливных элементов, занимают меньше 10% общей массы модуля и не влияют на показатели характеризующие скорость распро­ странения пламени. Наличие таких материалов должно быть отражено в документации на продукцию, чтобы заказчик встраивающий модули топливных элементов в свою систему, мог учитывать это в своей работе .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 Если фактическая температура в любом месте модуля топливных элементов, где может ока­ заться горючая смесь, оказывается выше температуры самовозгорания, утечка горючего газа, это приводит к немедленному его окислению топлива. Очевидно, что скопление больших концентраций взрывоопасных газов в этом случае не возможно .

В случае если температура таких высокотемпературных топливных элементов ниже температу­ ры самовозгорания, модуль топливных элементов должен приводиться к безопасному состоянию (например, посредством продувки) .

4.2.6 Меры защиты Отказ компонента внутри системы управления безопасностью (см. 4. с)) приводит к тому, что модуль топливных элементов должен инициировать управляемое отключение. Для обеспечения не­ обходимого системного уровня надежности (Safety Integrity Level, SIL) компоненты систем, обеспечи­ вающие защиту, должны соответствовать стандартам, указанным в 4.1 .

П р и м е ч а н и е — Управляемое отключение может включать в себя задержку по времени или завер­ шение рабочего цикла, если немедленная остановка связана с повышенным риском. Примером может быть де­ тектор газа в модуле топливных элементов, используемый в качестве источника аварийного сигнала .

4.2.7 Трубы и арматура 4.2.7.1 Общие требования Резьбовые соединения трубопроводов и арматуры, предназначенные для горючих газов, долж­ ны соответствовать ИСО 22550. Все другие стыки должны свариваться или иметь тип соединения указанные производителем. Патрубки, если они используются для горючего газа или кислорода, должны иметь соединения с притертыми поверхностями или иметь фланцевые соединения, уплотне­ ние которых должно соответствовать использованию горючих газов .

Внутренние поверхности трубных соединений должны быть тщательно зачищены для того, что­ бы не допускать присутствия посторонних частиц; концы труб тщательно обработаны для удаления заусенцев и других дефектов .

Если для газа используются гибкие шланги и соответствующая арматура, то они должны соот­ ветствовать требования, обеспечивающим безопасность их применения. В отношении трубопроводов необходимо учитывать требования, связанные с условиями работы в среде водорода, включая фак­ торы старения материала, охрупчивания, пористости и т.п .

П р и м е ч а н и е — Информация об указанных требованиях содержится в стандартах: ИСО 37 [7], ИСО 188 [8], ИСО 1307 [9], ИСО 1402 [10], ИСО 1436 [11], ИСО 4672 [12] .

4.2.7.2 Системы неметаллических трубных соединений Трубопроводы и компоненты из полимерных и эластомерных материалов применяются в случа­ ях, если известно, что материалы из которых они изготовлены на протяжении всего срока службы бу­ дут пригодны для работы в условиях максимальных рабочих температур и давлений, а также совме­ стимы с другими материалами и химическими веществами, с которыми они соприкасаются в процес­ се работы и обслуживания. Соответствующая механическая прочность их должна соответствовать

5.4 и 5.5 .

Компоненты из полимерных или эластомерных материалов должны быть защищены от механи­ ческого воздействия внутри модуля топливных элементов. Необходимо использовать соответствую­ щее экранирование для защиты компонентов от повреждений, вызванных отказами в работе враща­ ющихся частей или других механических элементов, расположенных внутри блока .

Отсек, в котором находится компоненты из полимерных или эластомерных материалов, приме­ няемые для горючих газов, должен быть защищены от перегрева .

Если невозможно избежать опасности того, что температура газа окажется хотя бы на 10 К ниже температуры приводящей к деформации материалов, необходимо предусмотреть наличие системы, позволяющей управлять температурной средой и обеспечивающей соответствующие требования в 4.1 .

Полимерные или эластомерные материалы, используемые в опасных местах, должны быть электропроводными или иметь иные конструктивные особенности, позволяющие избежать образова­ ния статического заряда, например, путем ограничения скорости потока или иным образом. Поли­ мерные или эластомерные материалы с недостаточной электропроводностью могут использоваться только в неопасных зонах .

4.2.7.3 Системы металлических трубопроводов ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 Системы металлических трубопроводов должны быть пригодны для работы в условиях рабочих температур и высоких давлений, а также совместимы с материалами и химическими веществами, с которыми им приходится соприкасаться в процессе работы и технического обслуживания. Системы металлических трубопроводов должны обладать достаточной герметичностью. Механическая проч­ ность таких систем должна соответствовать 5.5 и 5.6 .

Системы металлических трубопроводов должны отвечать требованиям по утечке рабочей сре­ ды в соответствии с 5.3 .

Технология изгиба труб не должна приводить к разрушениям, вызванным процессом гибки и должны соответствовать следующему параметрам:

- изгибы должны выполняться только на гибочном оборудовании и с применением процедур, специально разработанных для этого;

- все изгибы должны быть равномерными и не содержать короблений, трещин, либо иных при­ знаков повреждений;

- продольный шов трубы должен быть вблизи нейтральной оси изгиба;

- внутренний радиус изгиба должен быть не меньше, чем минимальный радиус, указанный про­ изводителем трубы .

4.2.8 Электрические компоненты Конструкция и структура электрической системы, а также применяемое электрическое и элек­ тронное оборудование, включая электрические двигатели и корпуса, должны отвечать требованиям соответствующих стандартов на электрическую продукцию, например:

МЭК 60335-1 (например, для жилых помещений, коммерческих предприятий и легкой промыш­ ленности);

МЭК 60204-1 (например, для тяжелой промышленности);

МЭК 60950-1 (например, для телекоммуникаций);

МЭК 62040-1 (например, для систем бесперебойного питания) .

Выбор соответствующей системы должен обеспечиваться в технической спецификации .

Разработчик модулей топливного элемента должен учитывать следующие специфические мо­ менты, касающиеся топливного элемента:

остаточный заряд в блоке топливных элементов;

опасный энергетический потенциал между элементами .

О требованиях к электрическим компонентам в части касающейся внешних условий, работы си­ стемы топливных элементов, необходимо уведомить заказчика, встраивающего их в систему топлив­ ных элементов в соответствии с 7.4.1. i), указав для условий работы и хранения необходимый диапа­ зон температур окружающей среды и влажности .

Если электрические компоненты поставляются заказчику, осуществляющему их дальнейшую интеграцию в систему топливных элементов, то они должен быть снабжены техническим описанием, отражающим требования для обеспечения необходимой безопасности .

Если заключенный в оболочку модуль топливных элементов, работающий при температуре ни­ же температуры самовозгорания горючего газа, работает во взрывоопасной среде с пределами кон­ центрации воспламенения, описанными в 5.12, электрические компоненты, расположенные внутри оболочки, должны соответствовать МЭК 60079-10, с использованием технологий защиты, определен­ ных в серии стандартов МЭК 60079 .

4.2.9 Выводы и электрические соединения

Электрические соединения с внешними контактами установки должны быть:

a) закреплены с использованием деталей исключающих самопроизвольное ослабление крепле­ ния;

b) спроектированы таким образом, чтобы исключить самопроизвольное отсоединение в местах, предназначенных для крепления;

c) установлены таким образом, чтобы обеспечить нормальный контакт проводников без их по­ вреждения, что может негативно повлиять работоспособность электрооборудования;

d) надежно зафиксированы, исключая вероятность их вращения, кручения или деформирования при фиксации .

Соединения, выполненные непосредственно на топливный элемент, не должны иметь суще­ ственных повреждений, вызванных условиями, которые могут происходить в ходе эксплуатации. Вы­ воды на модуле топливных элементов должны соответствовать IEC 60352, IEC 60512-15 (все части)

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

или требованиям, применяемым для выводов и электрических соединений рекомендованных стан­ дартам поименованными в 4.2.8 .

4.2.10 Токоведущие части В технической документации производителя в соответствии со стандартам поименованными в 4.2.8 должны быть указаны:

a) доступные токоведущие части деталей под напряжением, которые не отвечают требованиям для безопасного сверхнизкого напряжения (Safety extra-low voltage, SELV);

b) доступные токоведущие части деталей под напряжением, которые представляют опасность прохождения наличия тока большой силы из—за вероятности короткого замыкания .

Такая информация предназначается, в частности, для заказчиков модулей топливных элемен­ тов, осуществляющих их интеграцию в систему топливных элементов и отвечающих за безопасную эксплуатацию данных токоведущих частей всей системы в целом .

4.2.11 Изолирующие материалы, прочность диэлектрика Конструкция всех диэлектрических конструкций модуля топливных элементов, устанавливаемых между токоведущими частями и металлическими деталями, по которым не проходит ток, должна со­ ответствовать стандартам, в соответствии с 4.2.8 для электрического оборудования соответствующе­ го класса .

Механические характеристики материалов, которые влияют на работоспособность системы, например, на прочность при сжатии, должны соответствовать проектным критериям при температуре как минимум до значений на 20 К или 5% (в зависимости от того, что выше) превышает максималь­ ную температуру, имеющую при нормальной эксплуатации, но не меньше 80°С .

Поверка должна основываться на свойствах и характеристиках материала в соответствии с ре­ комендациями его производителя .

4.2.12 Заземление Применяются следующие положения, если иное не определяется в стандартах поименованных в 4.2.8 .

Доступные металлические детали, по которым не проходит электрический ток, и которые могут попасть под напряжение вследствие неполадки в электрической части, что может привести к удару электрическим током или возникновению опасности от электрической энергии, должны заземляться .

Чтобы обеспечить нормальный электрический контакт, данные соединения должны быть защи­ щены от коррозии. Они также должны быть разработаны таким образом, чтобы проводники были надежно закреплены с гарантией от расшатывания и перекручивания, и с гарантией поддержания нужного для контакта соединения .

Между металлическими частями, которые предназначены для заземления в условиях эксплуа­ тации, хранения и транспортировки, не должно иметь место электромеханической коррозии. Стой­ кость к воздействию электромеханической коррозии можно достичь путем нанесения соответствую­ щего покрытия или защитного слоя .

4.2.13 Удар и вибрация Предельные значения ударных нагрузок и вибраций, на которые рассчитан модуль топливных элементов, должны включаться в документацию производителя .

5 Типовые испытания

5.1 Общие требования Типовые испытания должны проводиться на испытательном оборудовании, моделирующем ре­ альную систему топливных элементов, с целью получения достоверных условий эксплуатации. В частности, испытательные оборудование для выполнения типовых испытаний может представлять собой установку, обеспечивающую работу модуля топливных элементов с режима ее запуска до со­ ответствующих параметров нагрузки. Рекомендуется, чтобы типовые испытания выполнялись в по­ рядке, представленном ниже. Испытания не советующие нормальным условиям могут приводить к разрушению объекта испытания .

5.2 Испытания на удар и вибрацию Модуль топливных элементов должен подвергаться испытаниям на удар и вибрацию в соответ­ ствии с параметрами, установленным в документации производителя .

ГОСТ Р МЭК 62282-2— 2014 П р и м е ч а н и е — Возможна ситуация, когда производитель не устанавливает предельных критериев для испытаний на удар и вибрацию. В этом случае испытаний проводить не потребуется .

Требования к испытуемым образцам считаются выполненными, если испытываемое устройство выдерживает предусмотренные производителем критерии удара и вибрации без признаков видимых повреждений. После доведения до заданных пределов испытываемое устройство должно работать в штатном режиме .

5.3 И спы тания на утечку газа

Испытания на утечку газа не применяется для модулей топливных элементов:

- имеющих температуры выше температуры самовозгорания газа (4.2.5);

- расположенных внутри газонепроницаемых оболочек, проверенных в соответствии с требова­ ниями установленными национальными стандартами .

Если для испытаний, можно использовать комплект с уменьшенным числом элементов, при условии, что результаты таких испытаний будут репрезентативными. Утечка должна учитываться пропорционально числу элементов .

Модуль топливных элементов должен работать до тех пор, пока не выйдет на установившийся режим при максимальной рабочей температуре и полном токе нагрузки .

После выхода модуля на установившийся режим его работа прекращается, модуль топливных элементов продувается, перекрываются отверстия выхода газа. Температура модуля топливных элементов должна быть снижена до наименьших значений рабочей температуры, либо ниже нее. В модуль топливных элементов далее нагнетается давление с использованием стандартного анодного газа, либо гелия, с постепенным нарастанием его величины до максимального значения, определен­ ного производителем. После того как такое давление будет достигнуто, оно должно оставаться неиз­ менным в течение 1 мин .

Давление на входе должно оставаться стабильным и неизменным на время измерения утечки .

Скорость утечки газа должна измеряться с помощью расходомера, находящегося на входе модуля топливных элементов, до устройства сброса давления, и способного измерять скорость утечки с точ­ ностью до 2 %. Если в качестве контрольного газа используется гелий, скорость утечки газа должна корректироваться согласно

–  –  –

ИЛИ где |Ttest— вязкость контрольного газа;

JXfuel— ВЯЗКОСТЬ ТОПЛИВНОГО ГЭЗЭ .

Эти две формулы должны использоваться для расчета R с наихудшим сценарием, т.е. должно учитываться более высокое значение .

Должна быть зафиксирована скорость утечки газа, включая скорость прохождения газа через клапан сброса давления .

Если устройство сброса давления не включено в испытание, например, из-за задания гистере­ зиса или давления, то общая утечка будет представлять собой сумму утечек одного устройства сбро­ са давления при максимальном давлении подачи топлива и утечек, полученных в результате этого давления .

Скорость утечки газа, скорректированная по эталонным условиям и типу газа умноженная на 1,5, должна соответствовать скорости утечки газа, установленной в документации (7.4) .

ГОСТ Р МЭК 62282-2— 2014 П р и м е ч а н и е — Ожидается, что предоставление данной информации может потребоваться для пользователя конечного продукта в целях расчета необходимой вентиляции .

5.4 Испытания в условиях нормальной эксплуатации Нормальная эксплуатация — это эксплуатация модуля топливных элементов в установленных производителем условиях его работы, таких как:

- номинальный выход мощности по напряжению и силе тока;

- номинальный выход тепловой энергии в установленном диапазоне температур и теплового по­ тока (если применяется);

- номинальный температурный диапазон модуля топливных элементов;

- номинальный состав топлива;

- номинальные потоки анодной и катодной сред;

- номинальные диапазоны давления анодных и катодных жидкостей;

- скорость изменения выхода мощности в пределах номинальных диапазонов, определенных в спецификации производителя .

Для типового испытания модуль топливных элементов должен работать в нормальных услови­ ях, определенных выше, до тех пор, пока не будет достигнуто состояние теплового равновесия .

Необходимо выполнить измерения следующих параметров и зарегистрировать результаты в документации, указанной в 7.4, таких как:

a) напряжение на выводе из модуля топливных элементов при полной нагрузке;

b) температура (комплекта топливных элементов, поверхности модуля топливных элементов, окружающей среды);

c) давление топлива в пределах от — 5% до + 5% или ± 1 кПа, в зависимости от того, что выше;

d) расход топлива в пределах от — 5% до + 5%;

e) расход окислителя в пределах от — 5% до + 5%, где применимо;

f) давление окислителя в переделах от — 5% до + 5% или ± 1 кПа, в зависимости от того, что выше, где применимо;

д) температуры охлаждающего вещества на входе и выходе (где применимо);

h) расход охлаждающего вещества (где применимо);

i) давление охлаждающего вещества на входе и выходе (где применимо);

j) перепад давления топлива и окислителя .

Соответствие достигается, если для всех измеренных параметров измеренные величины нахо­ дятся в пределах заданных производителем величин .

5.5 Испытание на допустимое рабочее давление Модуль топливных элементов должен испытываться при максимальной или минимальной рабо­ чей температуре, в зависимости оттого, какая из них более неблагоприятна .

В ходе этого испытания стороны топлива и воздуха модуля топливных элементов могут быть взаимосвязаны, если они имеют одинаковое внутренне давление в условиях нормальной эксплуата­ ции. Если модуль топливных элементов включает в себя систему охлаждения, эта система может быть испытана на превышение давления одновременно и тем же способом .

Давление в модуле топливных элементов (как анодный, так и катодный каналы) должно нагне­ таться постепенно и поддерживаться на постоянном уровне в течение периода не менее, чем 1 мин, до уровня и на уровне как минимум в 1,3 раза больше, чем их допустимое рабочее давление .

Если модуль топливных элементов включает в себя клапан сброса давления, его можно убрать или выключить .

Данное испытание может проводиться в течение испытания на утечку газа или нормального ра­ бочего испытания, при условии, что параметры испытания могут быть достигнуты .

Если условия испытаний (температура) не могут быть достигнуты, модуль топливных элементов должен испытываться при температуре среды и при допустимом рабочем давлении, умноженном на 1,5 .

Модуль топливных элементов не должен демонстрировать порывов, разрушений, постоянной деформации или иных физических повреждений .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

5.6 Испытание системы охлаждения на герметичность под давление Данное испытание должно проводиться, при условии, что система охлаждения модуля топлив­ ных элементов не проходила проверку в ходе испытания на герметичность при допустимом рабочем давлении .

В систему охлаждения модуля топливных элементов нагнетается давление, которое превышает допустимое рабочее давление системы охлаждения в 1,3 раза, которое далее должно выдерживать­ ся не мене 10 мин .

Если условия испытания (температура) не могут быть достигнуты, система охлаждения должна быть испытана при температуре среды и при допустимом рабочем давлении системы охлаждения, умноженном на 1,5 раза .

По результатам испытаний в системе не должны иметь место разрывы, разрушения, остаточная деформация или иные механические повреждения. Если в системе используется жидкое рабочее те­ ло, то во время испытания не должно быть его утечки .

5.7 Постоянные и кратковременные электрические нагрузки В тех случаях если производитель указывает электрические параметры в условиях кратковре­ менного режима воздействия, модуль топливных элементов должен стабилизироваться при номи­ нальном токе, далее значение тока необходимо повысить до установленного номинального значения и удерживать ее значение в пределах установленного производителем кратковременного интервала времени .

По результатам испытаний в системе не должно иметь место разрывы, разрушения, остаточная деформация или иные механические повреждения .

5.8 Испытание повышенным давлением Если модуль топливных элементов имеет устройство ограничения давления, то давление необ­ ходимо нагнетать постепенно до величины, которая превышает пороговое значение для устройства ограничения давления. При необходимости регулятор входного давления в модуле может быть в процессе испытания блокирован или переключен на обходную линию. Механизм обеспечения без­ опасности при срабатывании обеспечивает снижение давления или переводит модуль топливных элементов в безопасное рабочее состояние .

В случае конструкции, допускающей утечку рабочего тела до поломки, данное испытание может предусматривать разрушение образца и может выполняться в соответствии с 5.13. Результаты ука­ занного испытания должны представляться заказчику, выполняющему встраивание модуля в общую систему. Кроме того, заказчика необходимо проинформировать обо всех потенциально имеющихся опасностях .

5.9 Испытание диэлектрика на электрическую прочность Модули топливных элементов могут производиться в соответствии с двумя разными конструк­ циями:

a) встроенный блок;

b) встраиваемый блок .

В случае конструкции а), испытание диэлектрика на прочность не применяется, контролируется только напряжение разомкнутого контура .

В случае конструкции Ь), испытание диэлектрика на электрическую прочность проводится при рабочей температуре с учетом параметров рабочего тела системы охлаждения. Если работа модуля топливных элементов не может поддерживаться в диапазоне рабочих температур, то испытание ди­ электрика должно проводиться при максимальной допустимой температуре, и эта температура долж­ на быть документально зафиксирована. При испытании диэлектрика на полностью собранном модуле топливных элементов, он отсоединяется от электрической цепи питания и вентилируется продувоч­ ным газом. Испытательное напряжение должно подаваться на токоведущие элементы конструкции и металлические деталями, не предназначенные для работы под напряжением. Испытание должно проводиться с напряжением постоянного либо переменного тока синусоидальной формы с частотой от 45 Гц до 62 Гц. Напряжение должно повышаться постепенно до заданной величины и далее вы­ держиваться как минимум в течение 5 с. Результаты являются приемлемыми, если не наблюдается пробоя диэлектрика. Ток утечки не должен превышать значения 1 мА, умноженного на отношение исГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 питательного напряжения к напряжению разомкнутого контура. Если эта величина не может быть до­ стигнута, то полученные результаты испытания должны быть сообщены заказчику, выполняющ ему встраивание модуля в общ ую систему. Заказчик, выполняющ ий встраивание модуля в общ ую систе­ му, должен обеспечить снижение вероятности возникновения последую щ их опасностей .

П р и м е ч а н и е — В зависимости от условий последующего применения, может потребоваться про­ должительность испытания, превышающая 5 секунд .

Испытательные напряжения должны соответствовать значениям, указанным в таблице 1 .

Таблица 1 — Напряжения для испытания прочности диэлектрика (EN 50178)

–  –  –

5.10 Испытание на перепад давления Для модулей топливны х элементов, которые имеют разные каналы для анода и катода внутри модуля, применяется испытание на перепад давления. Модуль топливны х элементов должен иметь максимальную или минимальную рабочую температуру, в зависимости от того, какая из них более неблагоприятна. В модуль топливны х элементов должен постепенно нагнетаться соответствующ ий газ, который должен ф иксируется в каналах анода и катода в течение не менее 1 мин, при этом пере­ пад давления должен в 1,3 раза превыш ать допустимый перепад рабочего давления. Если условия испытания не могут быть достигнуты, модуль топливны х элементов может испытываться при темпе­ ратуре окружающ ей среды, при этом перепад давления должен быть в 1,5 (не менее) раза выше до­ пустимого рабочего давления .

Интенсивность утечки должна измеряться в ходе испытания непрерывно, например, с помощью расходомера. Если это невозможно, то результаты должны ф иксироваться до и после подачи давле­ ния при допустимом перепаде их величин .

По результатам испытаний в системе не должны иметь место разрывы, разрушения, остаточная деф ормация или иные механические повреждения. Если в системе используется жидкое рабочее те­ ло, то во время испытания не должно быть его утечки.Интенсивность утечки между полостями анода и катода не должна увеличиваться в результате данного испытания и должна быть в пределах требо­ ваний, установленны х производителем модуля, для определенных тем пературны х условий испыта

<

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

ния. Измерения после нагнетания давления не должны отклоняться от начальных результатов более чем на величину точности приборов и проверочной схемы. Данное испытание может не проводиться, если конструкция не предполагает оказания избыточного перепада давления на элементы .

5.11 Испытание на утечку газа (повторное) Модуль топливных элементов должен пройти повторное испытание на утечку без предвари­ тельной подготовки объекта, связанного с доведением его до соответствующих параметров, но при тех же условиях испытания, которые определены в 5.3 .

Интенсивность утечки газа не должна превышать значений, указанных производителем, и не должна изменяться более чем на 10 % начальной величины, или на 5 см3/мин, в зависимости от того, что больше .

5.12 Испытания в условиях нормальной эксплуатации (повторное) Испытания в условиях нормальной эксплуатации проводятся повторно в соответствии с требо­ ваниями определенным в 5.3. Зарегистрированные измерения должны быть в пределах номинальных отклонений, в соответствии с требованиями 5.3 .

5.13 Испытание на наличие концентрации горючих веществ Данное испытание применимо только к устройствам содержащим корпус (оболочку), с встроен­ ными системами вентиляции и продувки, рабочая температура которых должна быть ниже темпера­ туры самовоспламенения горючего газа .

Параметры систем вентиляции и продувки определяются в зависимости от характеристик и тре­ бований, установленных для модуля топливных элементов. Данное испытание определяет макси­ мальную концентрацию горючего газа внутри оболочки модуля при эксплуатации в нормальных усло­ виях .

Модуль топливных элементов должен эксплуатироваться в пределах номинального темпера­ турного режима до тех пор, пока не будет достигнуты условия теплового равновесия. Испытание должно выполняться при барометрическом давлении на испытательной станции в условиях отсут­ ствия внесистемных вентиляционных потоков .

Для оболочки модуля топливных элементов должна задаваться скорость вентиляции в соответ­ ствии с 7.4 .

Необходимо проведение четырех измерений на расстоянии от источника продувки или точек выпуска вентиляционных газов таким образом, чтобы измеренная концентрация возгорания относи­ лась скорее к оболочке, чем к источнику продувки .

Испытание должно продолжаться до тех пор, пока в результате четырех измерений подряд не будет установлено, что повышение концентрации горючих газов не превышает среднее из четырех измерений более чем на 5 % .

Временной интервал между измерениями должен быть не меньше 30 мин .

Испытание должно выполняться как минимум два раза .

Испытание считается пройденным, если концентрация горючих газов составляет меньше 25% нижнего предела воспламеняемости. Если концентрация превышает 25 % нижнего предела воспла­ меняемости, применяются положения 4.2.9 .

5.14 Испытания в условиях нештатных ситуаций 5.14.1 Общие требования Целью типовых испытаний в нештатных условиях эксплуатации является демонстрация откло­ нений от нормальных условий эксплуатации, которые могут иметь место, не приводят к опасности или повреждению модуля топливных элементов снаружи. Из-за аномальных условий эксплуатации эти испытания могут повлечь разрушения, и они должны выполняться после стандартных типовых испытаний. Можно также проводить эти испытания на субмодуле топливных элементов, которые бу­ дут соответствовать характеристикам прототипа. Последовательность испытаний на нештатные условия может быть оригинальной для каждого типа модуля топливных элементов и должна опреде­ ляться с учетом возрастания вероятности разрушения в результате проведения образцов .

Испытания на нештатные условия должны выполняться на испытательном оборудовании, ис­ пользуемом для типовых испытаний. В испытательное оборудование могут вноситься изменения, чтобы добиться ожидаемых нештатных условий .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 В процессе испытаний необходимо регистрировать максимальная температуру испытываемого образца. Если эта температура превышает значения, имеющие место в нормальных условиях экс­ плуатации, то это должно быть доведено до заказчика в установленном порядке .

Режим отказа модуля топливных элементов не должен представлять опасность для людей или вызывать повреждения за пределами модуля топливных элементов, как указано в 5.14.1 — 5.14.6 для разных сценариев нештатных условий. Защита от нештатных условий может предоставляться либо за счет срабатывания органов управления защитой модуля топливных элементов или за счет сраба­ тывания защитных механизмов, которое происходит по результатам конечного применения. В по­ следнем случае должна быть предоставлена документация, предостерегающая заказчика встраива­ ющего модуль топливных элементов в систему, о необходимости и типе предоставляемой защиты .

Если испытательный образец поврежден в ходе испытаний на нештатные условия, необходимо вы­ полнить следующие испытания, используя испытательный образец, который уже прошел типовые испытания по 5.3 .

Если модуль топливных элементов отключается из-за снижения характеристик по производи­ тельности (без включения функция системы управления опасной ситуацией), то испытание должно быть проведено повторно «в обход» указанной функции, но при условии сохранения безопасности должны быть обеспечены на необходимом уровне, с тем чтобы вновь примененная испытательная технология отключала процесс до того, как случится какая—либо опасная ситуация .

5.14.2 Испытание на недостаточную подачу топлива Модуль топливных элементов при проведении испытаний должен работать с номинальной нагрузкой при нормальных рабочих характеристиках до достижения стабильного состояния. Для того, чтобы создать режим работы с недостаточной величиной подачи топлива, его расход необходимо снизить до значения, которое представляет наихудший сценарий исходя из оценки рисков, произве­ денных производителем модуля топливных элементов. Система слежения за напряжением электри­ ческого тока либо другая система безопасности должна обеспечить подачу сигнала, который должен инициировать переход модуля топливных элементов в безопасное состояние до того, как будут до­ стигнуты опасные условия .

5.14.3 Испытание на недостаточную подачу кислорода/окислителя Модуль топливных элементов при проведении испытаний должен работать с номинальной нагрузкой при нормальных рабочих характеристиках до достижения стабильного состояния. Для того, чтобы создать режим работы с недостаточной величиной подачи окислителя, его расход необходимо снизить до значения, которое представляет наихудший сценарий исходя из оценки рисков, произве­ денных производителем модуля топливных элементов. Система слежения за напряжением электри­ ческого тока, либо другая система безопасности должна обеспечить подачу сигнала, который должен инициировать переход модуля топливных элементов в безопасное состояние до того, как будут до­ стигнуты опасные условия .

5.14.4 Испытание на короткое замыкание Модуль топливных элементов при проведении испытаний должен работать с номинальной нагрузкой при нормальных рабочих характеристиках до достижения стабильного состояния. В про­ цессе испытаний между положительным и отрицательным плюсами модуля топливных элементов производят замыкание с минимальным сопротивлением, и инициируется индуктивность с помощью соответствующего выключателя большого тока. Ток и напряжение короткого замыкания должны быть измерены с помощью соответствующих средств, например, с помощью предварительно срабатыва­ ющего устройства отслеживания импульсного тока и импульсного напряжения, которые будут изме­ рять обе величины. Эти данные должны предоставляться заказчику, встраивающему модуль в общую систему вместе с описанием сопутствующих опасностей .

Испытание на короткое замыкание может выполняться на масштабируемой модели модуля с последующим расчетом для полномасштабного продукта .

5.14.5 Испытание на недостаточное/неисправное охлаждение На установившемся режиме работы модуля топливных элементов, соответствующего макси­ мальному потоку охлаждающего хладагента, если он отделен от окислителя, останавливается пода­ ча хладагента для имитации отказа системы охлаждения. Модуль топливных элементов:

- работает в течение допустимого производителем периода времени после отключения подачи хладагента;

- отключается до достижения рабочей температуры узлов модуля;

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

- работает до тех пор пока не будет подан сигнал, предназначенный для инициирования пере­ хода модуля топливных элементов в безопасное состояние до того, как будут достигнуты опасные условия .

5.14.6 Испытание системы отслеживания взаимного проникновения газов (кроссовер газов) Данное испытание применяется только к модулям топливных элементов с системой отслежива­ ния. Если взаимное проникновение анодных и катодных газов приводит к опасным условиям, оно должно постоянно отслеживаться с помощью устройства измеряющего напряжение элемента или аналогичного средства, которое переводит модуль топливных элементов в безопасное состояние .

Испытание должно производиться в нормальных рабочих условиях. Кроссовер может учиты­ ваться путем измерения падения отслеживаемого напряжения элемента ниже нижнего порога отклю­ чения. Данная процедура должна повторяться как минимум с 2% произвольно выбранных каналов отслеживания напряжения элемента .

Примечания 1 Это можно сделать, используя разделитель напряжения между выводами элемента напряжения и вхо­ дом устройства отслеживания элемента напряжения. Низковольтный резистор разделителя напряжения может быть потенциометром, с помощью которого напряжение постепенно понижается до тех пор, пока не будет до­ стигнуто состояние отключения .

2 Внутри топливного элемента может иметь место обратная реакция или состояние электролиза, если по­ дается избыточное напряжение, например, из—за отказа системы. Это может привести к образованию водорода и кислорода, что может представлять опасность .

5.14.7 Проверка цикла замерзания/оттаивания Данное испытание применяется только к модулям топливных элементов с полимерной мем­ браной (PEFC), предназначенных для эксплуатации в условиях отрицательных температур .

После работы в нормальных условиях при установившемся режиме модуль топливных элемен­ тов должен быть отключен. Далее модуль топливных элементов замораживается при самой низкой температуре окружающей среды, установленной производителем. После замораживания устройство подвергается оттаиванию в соответствии с инструкцией производителя, до температуры не ниже 10°С. Данный цикл замерзания/оттаивания повторяется десять раз. По окончании циклов замерза­ ния/оттаивания проводится испытание на утечку газа .

П р и м е ч а н и е — В случае, если достоверность результатов испытания не подвергнутся сомнению, возможно в процессе испытаний убрать термоизоляцию с модулей топливных элементов, чтобы уменьшить вре­ мя цикла замерзания/оттаивания .

6 Стандартные испытания

6.1 Общая информация Стандартные испытания должны выполняться на испытательном оборудовании, моделирующем работу систему топливных элементов, с целью получения необходимых условий эксплуатации. Реко­ мендуется выполнять стандартные испытания в порядке, описанном ниже. Если стандартные испы­ тания начинаются с выполнения процедуры запуска модуля в работу и продолжаются до достижения соответствующих показателей, то все рабочие характеристики модуля должны соответствовать зна­ чениям, установленным заводом изготовителем. В противном случае модуль топливных элементов должен интегрироваться в систему топливных элементов или в аналогичную систему, как определено ниже, а процедура пуска будет выполняться в соответствии с инструкцией производителя с тем, что­ бы модуль топливных элементов соответствовал рабочим условиям, которые установлены для ука­ занных ниже стандартных испытаний. Предусматриваются следующие стандартные испытания .

6.2 Испытание на газонепроницаемость Испытание на газонепроницаемость должно выполняться на всех изделиях готовой продукции .

Испытание на газонепроницаемость должно выполняться при температуре окружающей среды на всех стыках и соединениях компонентов под нагрузкой, с использованием детектора утечек жидкости .

При использовании максимального рабочего давления в соответствии с указанным в 3.16 при нор­ мальной температуре не должны иметь место пузырьков газа. Испытание должно проводиться при величине номинального рабочего давления, умноженной в 1,5 раза .

ГОСТ Р МЭК 62282-2— 2014

6.3 Испытания диэлектрика Испытание на диэлектрическую прочность должно выполняться на всех изделиях готовой про­ дукции в соответствии с требованиями установленными в 5.9, при продолжительности — 1 с в усло­ виях нормальной температуре .

П р и м е ч а н и е — В зависимости от конечного применения, может потребоваться продолжительность испытания более 1 с .

7 Маркировки и инструкции

7.1 Табличка с данными Табличка с данными должна прочно крепиться к модулю топливных элементов и должна быть несъемной. Маркировка на табличке с данными должна быть читаемой в процессе всего периода эксплуатации, с учетом возможной химической коррозии, теплового воздействия и условий окружаю­ щей среды .

Маркировка на табличке с данными должна включать в себя как минимум следующую инфор­ мацию:

a) наименование производителя или его зарегистрированная торговая марка;

b) обозначение модели;

c) число или порядковый номер, отражающие дату изготовления .

7.2 Маркировка Если последовательность соединений может влиять на небезопасные условия работы модуля, они должны иметь соответствующие обозначения. Например полярность электрических соединений и схема подключения заземления, должны быть четко указаны .

7.3 Этикетки с предупреждениями Необходимо использовать следующие наклейки— предупреждения, в соответствии с примене­ нием:

- опасность удара током;

- высокие температуры;

- горючий газ или жидкость;

- коррозионная среда;

- токсические вещества .

Если могут иметь место высокие напряжения, на модуле топливных элементов должна быть за­ креплена этикетка «Внимание высокое напряжение» .

7.4 Документация 7.4.1 Общая информация Информация, необходимая для сборки, установки, эксплуатации и техобслуживания модуля топливных элементов, должна предоставляться в форме чертежей, диаграмм, схем, таблиц и ин­ струкций .

Производитель модуля топливных элементов должен гарантировать, что техническая докумен­ тация, указанная в данном разделе, обеспечивается для каждого модуля топливных элементов, если иное не согласовано между выполняющим встраивание системы заказчиком и производителем топ­ ливных элементов .

Для соответствующего обозначения вышеназванных документов, производитель модуля топ­ ливных элементов должен выбрать один из следующих методов:

- каждый из вышеназванных документов должен быть снабжен перекрёстными ссылками на дру­ гие;

- все документы должны быть перечислены с указанием номеров и наименований документов в перечне чертежей или документов .

Первый метод должен использоваться только тогда, когда документация состоит из небольшого числа документов (например, менее пяти) .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

Заказчику, выполняющему встраивание модуля в общую систему должна предоставляться сле­ дующая дополнительная информация:

a) общая стратегия безопасности в соответствии с 4.1;

b) тип топлива и окислителя, образцы приемлемого топлива и окислителя (состав газа, содер­ жание примесей и т.п.);

c) давление подачи газообразных топлива и окислителя (минимальное и максимальное);

d) потребление топлива и окислителя при номинальной и максимальной мощности;

e) максимальная интенсивность утечки топлива;

f) приемлемая температура подачи топлива и окислителя;

д) максимальная температура выброса;

h) типовые сбросы;

i) диапазон температуры окружающей среды и влажности для работы и хранения;

j) диапазон высоты;

П р и м е ч а н и е — Выход мощности зависит от наличия окислителя. Работа на большой высоте может снизить производительность .

k) допустимые уровня силы удара и вибрации;

l нормальная рабочая температура модуля;

)

т ) максимальная температура поверхности;

п) тип охладителя;

о) заданные точки температуры охладителя на входе и выходе;

р) давление подачи охладителя и диапазон скорости расхода;

q) тип и характеристики устройств защиты от превышения тока/перегрузки/превышения напряжения/недостаточного напряжения и других защитных устройств;

г) требования к скорости потока для продувки и вентиляции;

s) размеры;

t) вес;

и) номинальные величины электрического выхода (номинальное напряжение, номинальный ток, номинальная мощность, напряжение открытого контура, напряжение при токе полной нагрузки);

v) максимальное превышение электрической нагрузки;

w) вспомогательная подача питания (например, напряжение, частота, мощность);

x) использование конечных продуктов, для которых предназначен данный компонент;

у) местонахождение соединения заземления;

z) необходимая информация, касающаяся процедур окончания срока службы .

Необходимо принимать во внимание нормативные требования по повторному использованию и утилизации .

7.4.2 Руководство по установке Руководство по установке должно давать четкое и понятное описание установки и монтажа, электрических соединений, соединений для подачи топлива, соединений для подачи окислителя и подсоединений к системе охлаждения модуля топливных элементов, насколько это возможно .

Руководство по установке должно представлять заказчику следующие сведения:

- погрузка/разгрузка, транспортировка и хранение;

- подготовка;

- пространственное ориентирование (где верхняя сторона, где нижняя, и т.д.);

- способ крепления модуля;

- способ подсоединения трубопроводов для газа и охладителя;

- общие требования и запрещенные способы обращения;

- общие блок-схемы, где применимо;

- схемы контуров .

7.4.3 Схема установки 7.4.3.1 Общие сведения Схема установки должна предоставлять всю возможную информацию, необходимую для подго­ товки и настройки модуля топливных элементов к работе. В отдельных случаях может возникнуть необходимость обращения к сборочным чертежам за уточнением деталей .

Должны быть представлены рекомендации по типу несущей арматуры, кабелей, шлангов, труб и т.п. и установки любых защитных устройств, предусмотренных для установки .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 Должны указываться размеры, тип и назначение каналов, желобов или опор между модулем топливных элементов и связанным с ними оборудованием, которое будет обеспечиваться пользова­ телем. При необходимости, схема должна включать в себя указания, где необходимо предусмотреть выделение пространства для снятия или обслуживания модуля топливных элементов .

Кроме того, где это необходимо, должна предоставляться схема или таблицы соединений. Та­ кая схема или таблица должна давать полную информацию обо всех внешних соединениях .

7.4.3.2 Блок-схемы на уровне системы и функциональные схемы Там, где необходимо обеспечить понимание принципов работы, должны предоставляться блоксхемы системы. Блок-схема на уровне системы в символах представляет модуль топливных элемен­ тов, вместе с функциональными связями, без обязательного показа всех соединений .

Функциональные диаграммы могут использоваться либо как часть блок-схемы на уровне систе­ мы, либо в дополнение к ней .

7.4.3.3 Схемы контуров Там, где блок-схема на уровне системы не описывает детально элементы модуля топливных элементов, необходимо обеспечивать детализацию разных контуров. Эти схемы должны показывать контуры на модуле топливных элементов и связанное с ними оборудование. Любой графический символ, упомянутый в МЭК 60617, должен быть показан отдельно и описан на схемах или в сопрово­ дительных элементах. Символы и обозначения компонентов и устройств должны быть единообраз­ ными во всех документах и на модуле топливных элементов .

При необходимости, можно предоставить схему, показывающую выводы, стыки и т.п. для со­ пряжения соединений. Для упрощения понимания, такая схема может использоваться в сочетании с блок-схемами. Диаграмма должна включать в себя ссылку на детальную блок-схему каждой показан­ ной единицы .

Контуры должны быть показаны таким образом, чтобы облегчить понимание их функции, а так­ же их технического обслуживания. Характеристики, относящиеся к функции контрольных устройств и компонентов, которые не очевидны исходя из их символьного представления, должны включаться в схемы наряду с символом или ссылкой на сноску .

7.4.4 Руководство по эксплуатации Техническая документация должна включать в себя руководство по эксплуатации, в котором де­ тализируются соответствующие процедуры по установке и эксплуатации модуля топливных элемен­ тов. Особое внимание должно уделяться мерам безопасности и надлежащим методам эксплуатации, которых можно ожидать .

Если работа модуля топливных элементов может быть запрограммирована, должна быть предоставлена детальная информация, касающаяся методов программирования, требований к обо­ рудованию, поверке программы и дополнительных процедур безопасности .

Руководство по эксплуатации должно включать в себя:

- процедуры по установке и эксплуатации;

- последовательность операций;

- периодичность осмотра;

- процедуры штатного и экстренного отключения;

- процедуры хранения и кондиционирования;

- общие замечания и запрещенные операции;

- информация о состоянии окружающей среды (например, диапазон окружающих температур для работы, уровни шума и вибрации, загрязнение атмосферы), где применимо .

7.4.5 Руководство по техническому обслуживанию Документация по техническому обслуживанию должна включать в себя руководство, в котором детализируются соответствующие процедуры и диапазоны настройки, регулирования, интервалы при проведении обслуживания, профилактических осмотров и ремонтов. Частью данного руководства должны быть рекомендации по ведению записей о техническом/сервисном обслуживании. Если предоставлены методы поверки правильности операций (например, программы проверки программ­ ного обеспечения), они должны быть детализировано описаны .

Производитель модуля топливных элементов должен предоставлять соответствующие инструк­ ции по утилизации и повторного использованию деталей и компонентов .

7.4.6 Спецификация деталей Перечень деталей должен включать в себя, как минимум, информацию, необходимую для зака­ за запасных частей или деталей для замены (например, компонентов, устройств, программ, испытаГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 тельного оборудования, технической документации), которые требуются для нормальной эксплуата ции и профилактического или текущего техобслуживания, включая те, которые рекомендуется поль зователю модуля топливных элементов держать в постоянном наличии .

Перечень деталей должен указывать для каждой позиции:

- условное обозначение, которое используется в документации;

- обозначение типа;

- поставщик и альтернативный источник, если представляется возможным применимо;

- общие характеристики .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

–  –  –

Дополнительная информация для выполнения и оценки испытаний А.1 Оценка интенсивности утечки из системы при испытаниях газом, отличным от рабочего тела А.1.1 Общие требования Если производитель модуля топливных элементов не проводит испытание на интенсивность утечки с ис­ пользованием рабочего газа, интенсивность утечки может оцениваться исходя из интенсивности утечки с помо­ щью газа, используемого для испытаний (испытательный газ) .

Известно, что интенсивности утечки жидкостей и газов обратно пропорциональны квадратному корню плотности [13].

т.е.:

1/2 Интенсивность утечки пропорциональна (1Ю), (А.1) D — плотность .

где Для газов, имеющих повышенную плотных (поскольку D является знаменателем), интенсивность утечки будет более низкой, по сравнению с газами, имеющими меньшую плотность, для которых интенсивность утечки будет более высокой. Из этого можно заключить, что интенсивность утечки газа малой плотности, например, во­ дорода, будет выше, чем при использовании более тяжелого газа, например, воздуха, так как водород имеет гораздо меньшую плотность. Например, удельный вес водорода 0,068, а удельный вес воздуха — 1 .

Аналогично, волюметрическая интенсивность утечки обратно пропорциональна абсолютной вязкости [13], т.е.:

Интенсивность утечки пропорциональна (1/ц), (А.2)

где (I - абсолютная вязкость .

Динамическая вязкость называется также абсолютной вязкостью .

Это означает, что более вязкие газы имеют меньшую утечку, чем газы с малой вязкостью. Вязкость возду­ ха, например, выше вязкости водорода, и по этой причине водород характеризуется более высокой утечкой, чем воздух, при одинаковых температуре и давлении .

Чтобы узнать, какой режим применим для той или иной системы, нужно провести эксперимент .

Оценивая соотношение интенсивности утечки при использовании топливного газа и интенсивности утечки при использовании газообразной испытательной среды (если известна интенсивность утечки для испытательно­ го газа), можно оценить интенсивность утечки рабочего газа. Э то т коэффициент обозначают R. Соответственно, R = интенсивность утечки газа / интенсивность утечки испытательного газа (А.З) А.1.2 Расчет коэффициента R с использованием формулы (А.1) Исходя из ф ормулы (А.1), интенсивность утечки газов обратно пропорциональна квадратному корню их плотности. Соответственно, подставив ф ормулу (А.1) в ф ормулу (А.З), R - это квадратный корень отношения обратной величины плотности испытательного газа к обратной величине плотности топлива.

Также, поскольку удельная плотность является отношением плотности газа к плотности воздуха, величина R будет следующей:

–  –  –

Таким образом, если рабочий газ имеет меньшую плотность, чем испытательный газ, R будет больше еди­ ницы, и наоборот .

А.1.3 Расчет коэффициента R с использованием формулы (А.2) Соотношение интенсивности утечки рабочего газа и испытательного газа, если подставить ф ормулу (А.2) в ф ормулу (А.З), будет выглядеть:

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

–  –  –

где (itest- абсолютная вязкость испытательного газа;

[ifuei - абсолютная вязкость рабочего газа .

R будет больше еди­ Соответственно, если вязкость рабочего газа меньше вязкости испытательного газа, ницы, и наоборот (формула (А.5) выведена из [13]) .

А.1.4 Примеры По формуле: (А.4),

a) если водород является испытательным газом, а также топливом, R = 1;

b ) если воздух используется в качестве испытательной среды для топливного элемента, который использует водород в качестве топлива, R = (1/0,068) = 3,83 .

Это означает, что если интенсивность утечки равна 28,3 л/ч (1 куб. фут/ч) при испытании с использованием воздуха, интенсивность утечки водорода может оцениваться в 108 л/ч (3,83 куб. фут/ч) .

Аналогичный анализ можно провести для R используя ф ормулу (А.5).

Если газообразной испытательной средой является воздух, а водород является топливом, то абсолютная вязкостью воздуха при 300 К и атмо­ сферном давлении [14] будет равна:

–  –  –

Следовательно, R = 2,06. Отсю да следует, соответственно, что поскольку вязкость водорода ниже вязко­ сти воздуха, он будет иметь тенденцию к текучести в 2,06 раз больш е воздуха .

Вязкость газов существенно зависит от их температуры и давления [15]. В таблице А.1 представлены зна­ чения абсолютной вязкости для некоторых газов .

Если не проводится экспериментальной оценки для выяснения утечки газа, можно использовать сценарий наихудшего случая .

Предполагается, что результаты этих расчетов будут применяться для случая, когда температура и давле­ ние испытательного и рабочего газа одинаковы .

В качестве испытательного газа для модулей топливных элементов, которые работают с водородом, реко­ мендуется использовать гелий .

Формула для этого случая будет иметь следующий вид:

–  –  –

где [itest- абсолютная вязкость испытательного газа;

[ifuei - абсолютная вязкость топливного газа .

А.1.5 Выводы Следую щ ая процедура может использоваться для оценки интенсивности утечки рабочего газа при прове­ дении испытаний на интенсивность утечки с применением гелия в качестве испытательного газа. Расчет на ос­ нове данной методики может производиться для рабочего и испытательного газа (гелия), имеющих одинаковые параметры по температуре и давлению. Соотношение интенсивности утечки, R, между рабочим газом и гелием необходимо вычислить и умножить на интенсивность утечки, полученную при использовании гелия. Для расчета коэффициента R нужно использовать две формулы и сценарий наихудшего случая (более высокую величину) .

Если рабочим газом является водород, формулы будут иметь следующий вид:

–  –  –

где HeSP - удельный вес гелия = 0,142*;

H2SP - удельный вес водорода = 0,0695* .

П р и м е ч а н и е — «*» означает при атмосферном давлении и 300 К .

Для других рабочих газов H2SP нужно заменить удельным весом фактического рабочего газа при атмо­ сферном давлении и 300 К:

или

–  –  –

где ptest — абсолютная вязкость испытательного газа;

Pfuei — абсолютная вязкость топливного газа .

Абсолютная вязкость, которая зависит от температуры может быть получена из таблицы А.1 .

–  –  –

а Единицы, используемые в этой таблице, не соответствуют Международной Системе Единиц .

ь Вычислено на основе данных из [16] .

с Вычислено на основе данных из [17] .

А.2 Испытание на допустимое рабочее давление — рекомендации по коэффициенту безопасности А.2.1 Общие требования Ниже приводится краткое резюме того, что было обнаружено в некоторых североамериканских стандартах, посвященным устройствам сброса давления/клапанам сброса давления (PRD/PRV). Эта информация была ис­ пользована для принятия решения, о том какое число можно рекомендовать как коэффициент безопасности для допустимого рабочего испытательного давления .

А.2.2 Устройства сброса давления А.2.2.1 Общие требования Устройства сброса давления, например, разрывные диски, должны срабатывать, начиная от 90 % задан­ ной величины до 100 %, если они срабатывают, реагируя на давление, и от 80 % до 105 %, если они срабатыва­ ют, реагируя на комбинацию давления и температуры. Эти устройства также проверяются на пропускную спо­ собность .

А.2.2.2 Предохранительные клапаны Давление открывания предохранительного клапана должно быть от 90 % до 105 % от заданной величины .

Необходимо поддерживать давление сброса не более чем на 10 % выше давления открывания при прохождении ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014 24,5 кг (54 фунтов) воды в час. Не должно быть отклонений, превышающих 5 %, вследствие воздействия темпе­ ратурных факторов. Не должно быть отклонений, превышающих 5 %, после 100 циклов работы .

А.2.2.3 Устройства безопасности Давление начала сброса не должно превышать 110 % от установленной величины. Пропускная способ­ ность измеряется при 120 % давления начала сброса. Давление закрытия должно быть не меньше 65 % давле­ ния открывания (после проверки пропускной способности). После испытаний в течение заданного промежутка времени, давления начала сброса и закрытия не должны отклоняться более чем на 5 % .

А.2.2.4 Клапаны сброса гидростатического давления Начальное срабатывание сброса давления должно быть в пределах 5 % .

А.2.3 Используемая терминология А.2.3.1 клапан сброса гидростатического давления (hydrostatic relief valve): Клапан сброса давления, срабатывающий от гидростатического давления на входе, который после срабатывания открывается пропорцио­ нально возрастанию избыточного давления А.2.3.2 давление подрыва (popping pressure): Значение давления при котором скорость срабатывания клапана выше по сравнению с работой в обычных условиях .

А.2.3.3 предохранительный клапан (safety valve): Клапан сброса давления, срабатывающий от статиче­ ского давления, характеризующийся быстрым сбросом давления Примечания 1 ANSI/CSANGV2—2000 [18] включает в себя следующий пункт: «Эффективность устройств сброса давле­ ния должна соответствовать 18.9 (испытание воздействием открытого пламени)». Испытания на воздействие открытым пламенем предназначены для проверки того, что готовые емкости высокого давления, оснащенные устройствами сброса давления, указанные в проекте, не допустят разрыва сосуда при испытаниях в условиях воздействия пламени .

2 CGS 12.6— М94 [19] предусматривает использование большого коэффициента безопасности. Компонен­ ты испытываются при давлении, в 4 раза превышающем проектное, в течение 1 мин .

Данный стандарт не предусматривает проверки эксплуатационных характеристик предохранительного устройств .

3 Эффективность предохранительного устройства для модуля топливных элементов не может устанавли­ ваться, так как такой модуль не является конечным продуктом. Неизвестно, какие давления в аномальных ситуа­ циях могут воздействовать на модуль топливных элементов в условиях работы системы в целом. Фактически для модуля аномальные ситуации невозможно определить. Не известны размер и давление топливного бака, неизвестны также размер и давление подачи рабочего тела. В связи с этим, проверка эксплуатационных харак­ теристик модуля не будут репрезентативной, а использование слишком высоких коэффициентов безопасности может налагать необоснованные конструкционные ограничения .

4 Наилучшим решением может быть предоставление производителем модуля конечному пользователю следующей информации:

a) тип применяемого устройства/клапана сброса давления;

b) давление открывания устройства/клапана сброса давления;

c) пропускная способность потока;

d) конечный пользователь должен рассмотреть эффективность устройства/клапана сброса давления в ко­ нечном продукте .

А.2.4 Вывод Рекомендуется либо использовать коэффициент безопасности 132 % (для сведения по UL 132 [20] допус­ кается отклонение от 110 %, для краткосрочного периода до 120 % полного сброса), с учетом того, какой сцена­ рий представляется наихудшим, либо рекомендуется сделать его зависимым от типа применяемого устрой­ ства/клапана сброса давления. То есть, 105 % для модулей, которые используют устройства сброса давления (с немедленным полным сбросом), с оценкой по ANSI/IAS PRD 1-1998 [21], 132 % для модулей с клапанами, оце­ ненными по UL 132 [20] .

А.З Предлагаемые приемочные испытания А.3.1 Испытание на утечку

Данное испытание не применяется для модулей топливных элементов с:

- рабочими температурами выше температуры самовозгорания горючего газа;

- топливными элементами с газонепроницаемыми резервуарами .

При использовании методики отбора проб, согласованной между производителем и организацией произ­ водящей испытания, модуль топливных элементов должен проверяться в соответствии с 5.3. Интенсивность утечки измеряемая в установленном порядке и не должна превышать величины, указанной в спецификации на готовое изделие, более чем на 5 % .

А.3.2 Стандартная эксплуатация При использовании процедур отбора проб, взаимно согласованных производителем и организацией произ­ водящей испытания, модуль топливных элементов должен проверяться в соответствии с 5.4 .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

А.3.3 Испы тание на допустим ое рабочее давление В случае, когда модуль топливны х элементов заключен в оболочку в виде сосуда под давлением, который уже одобрен в соответствии с действующ ими национальными нормами, данное испытание не проводится .

При использовании испытательных процедур, взаимно согласованных с производителем и организацией производящей испытания, модуль топливны х элементов должен проверяться в соответствии с 5.5 .

А.3.4 Испы тание системы охлаждения на герметичность под давление При использовании испытательных процедур, взаимно согласованных с производителем и организацией производящей испытания, модуль топливны х элементов должен проверяться в соответствии с 5.6 .

А.3.5 Испы тание на перегрузку При использовании испытательных процедур, взаимно согласованных с производителем и организацией производящей испытания, модуль топливны х элементов должен проверяться в соответствии с 5.7 .

А.3.6 Испы тание на перепад давления При использовании испытательных процедур, взаимно согласованных с производителем и организацией производящей испытания, модуль топливны х элементов должен проверяться в соответствии с 5.8 .

А.3.7 Контроль безопасности Производитель должен подтверждать, что все устройства безопасности соответствуют указанным в ходе типовы х испытаний параметрам для всех готовых изделий .

При использовании испытательных процедур, взаимно согласованных с производителем и организацией производящей испытания, устройства безопасности модуля топливны х элементов должны быть проверены на соответствие их ф ункционального назначения, в случае если это где приемлемо .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

–  –  –

4.2.1 В Канаде, CAN/CSA С22.2 № 60529:05 [22] заменяет IEC 60529 4.2.4 В Канаде, если собранные блоки комплекта топливных элементов находятся внутри сосу­ да под давлением, который эксплуатируется при давлении свыше 103 кПа, сосуд должен соответствовать CSA В51 [23] .

4.2.9 В Канаде, CAN/CSA С22.2 № 60079-0— 07 [24] заменяет IEC 60079-10 .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

–  –  –

Сведения о соответствии ссылочных международных стандартов национальным стандартам Российской Федерации (и действующим в этом качестве межгосударственным стандартам) Т а б л и ц а ДА. 1

–  –  –

* МЭК 60352 — * МЭК 60512-15 — * МЭК 60512-16 — * МЭК 60529 — * МЭК 60617 —

–  –  –

* Соответствующий национальный стандарт отсутствует. До его утверждения рекомендуется использо­ вать перевод на русский язык данного международного стандарта. Перевод данного международного стан­ дарта находится в Федеральном информационном фонде технических регламентов .

П р и м е ч а н и е — В настоящей таблице использованы следующие обозначения степени соответ­ ствия стандартов:

- ЮТ — идентичные стандарты;

- MOD — модифицированный стандарты .

ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014

Библиография [1] IEC 60050-151:2001, International Electrotechnical Vocabulary. Part 151. Electrical and magnetic devices (Между­ народный электротехнический словарь. Глава 151. Электрические и магнитные устройства) [2] IEC 62282-1:2010, Fuelcelltechnologies — Part 1: Terminology (Технологии топливных элементов. Часть 1 .

Терминология) [3] IEC 60812, Analysis techniques for system reliability — Procedure for failure mode and effect sanalysis (FMEA), (Методики анализа надежности системы. Метод анализа вида и последствий отказа) [4] SAE Л 739, Potential Failure Mode and Effects Analysisin Design (Design FMEA), PotentialFailureModeandEffectsAnalysisinManufacturingandAssemblyProcesses (Process FMEA) (Потенциальный анализ характера отка­ зов и последствий в проекте (АХПО проекта), Потенциальный анализ характера отказов и последствий в процессах изготовления и сборки) [5] IEC 61025, Fault tree analysis (FTA) (Анализ диагностического дерева неисправностей) [6] IEC 60079-20— 1, Explosive atmospheres — Part 20-1: Material characteristics for gas and vapour classification — Testmethodsanddata (Оборудование электрическое для взрывоопасных газовых сред. Часть 20-1. Характе­ ристики материалов для классификации газа и пара. Методы испытания и данные) [7] ISO 37:2005 Rubber, vulcanized orther moplastic - Determination of tensile stress strain properties (Каучук вулка­ низованный или термопластичный. Определение упруго-прочностных свойств при растяжении) [8] ISO 188:2007 Rubber, vulcanized or thermoplastic — Accelerated ageing and heat resistance tests (Каучук вулка­ низованный или термопластичный. Испытания на ускоренное старение и теплостойкость) [9] ISO 1307:2006, Rubber and plastic shoses — Hose sizes, minimum and maximum inside diameters, and toleranc­ es on cut-to-length hoses (Рукава резиновые и пластмассовые. Размеры, минимальный и максимальный внутренние диаметры и допуски на мерные длины) [10] ISO 1402:2009, Rubber and plastic shoses and hose assemblies — Hydrostatic testing (Рукава и рукава в сборе резиновые и пластмассовые. Гидравлические испытания) [11] ISO 1436:2009, Rubber hoses and hose assemblies - Wire-braid-reinforced hydraulic types for oil-based or waterbased fluids — Specification (Рукава и рукава резиновые в сборе. Рукава гидравлические с металлической оплеткой для жидкостей на нефтяной или водной основе. Технические условия) [12] ISO 4672:1997, Rubber and plastic shoses — Sub-ambient temperature flexibility tests (Резиновые и пластмассо­ вые шланги — Испытания на гибкость при температурах ниже окружающей) [13] Kalyanam, К.М., Hay D.R., Safety Guide for Hydrogen, National Research Council (Руководство по безопасности для водорода, Национальный Совет по исследованиям) [14] Holman J.P., Heat Tranfer. Fifth Edition, McGraw-Hillbook Company. NewYork, 1981, p 542-543 (Теплопередача, 5—e издание, «Мак-Гро—Хилл Бук Компани», Нью-Йорк, 1981, стр. 542— 543) [15] Avallone, Eugene A, Baumeister III Theodore, MarksStandar Handbook for Mechenical Engineers, tenthedition .

McGraqw-Hill Book Company, NewYork, 1996 p. 3-32 and 3-33 (Справочник обозначений в стандартах для инженеров-механиков, 10— е издание, «Мак— Гро—Хилл Бук Компани», Нью-Йорк, 1996, стр. 3— 32 и 3— 33) [16] Handbook of Chemistry and Physics, 52d ed., ChemicfIRubber Company, 1971-1972 (Справочник по химии и физике, изд. 52d, «КемикпРаббер Компани», 1971-1972) [17] Tables of Theermal Properties of Gases, NBS Circular 564, 1955 (Таблица тепловых свойств газов, Циркуляр NBS 564, 1955) [18] ANSI/CSANGV2— 2000, Basic Requirements for Compressed Natural Gas Vehicle (NGV) Fuel Containers (Основ­ ные требования к топливным контейнерам для транспортных средств, работающих на сжатом природном газе) [19] CGA 12.6— М94, Vehicle Refuelling Appliance (Устройство дозаправки транспортных средств) [20] UL 132, Safety Relief Valves for Anhydrous Ammonia and LP-Gas (Клапаны предохранительные для ангидрид­ ного аммиака и сжиженных углеводородных газов) [21] ANSI/IAS PRD 1— 1998, Pressure Relief Devaces for protection provided byenclosures (IP Code) (Устройства сброса давления для топливных контейнеров для транспортных средств, работающих на сжатом природном газе) ГОСТ Р МЭК 62282-2—2014



Похожие работы:

«Руководство пользователя CRAFTSMAN РОТОРНАЯ ГАЗОНОКОСИЛКА Самоходная Двигатель Brigg&Stratton серии 675 22 дюйма с многократным срезом Модель № 917.376400 ВНИМАНИЕ: Прочтите все инструкции и правила техники безопасности, прежде чем работать с оборудованием. Sears, Roebuck and Co, Hoflman Estates, Il, 60179, США Бо...»

«"УТВЕРЖДАЮ" // ""_20 г. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ на закупку, предметом которой является выбор подрядной организации для выполнения работ по модернизации автоматического комплекса защиты системы бесперебойного питания (АЗК-СГЭ-2000) ООО "Газпром Межрегионгаз Вологда", расположенном по а...»

«ВЗАИМОСВЯЗЬ ГЕОМЕТРИИ БАЗОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ СТЕНТОВОЙ КОНСТРУКЦИИ И ЕЕ ФУНКЦИЙ Овчаренко Е.А.1, Клышников К.Ю.1, Саврасов Г.В.2, Нуштаев Д.В.3, Глушкова Т.В.1 ФГБУ "НИИ Комплексных пр...»

«BY0200198 потребность в общей политике по управлению снятием с эксплуатации. Существование в этих областях разных типов советских реакторов, чья операционная безопасность проблематична, по мнению западных специа...»

«523 УДК 541.64 Гидрофильность активированных углей для очистки питьевой воды по данным нелинейной газовой хроматографии Котельникова Т.А., Кузнецов Б.В., Морева А.А., Муравьева Г.П. Моско...»

«www.ssoar.info Проблематика выбора государственной Идеологии в России как ядро Интеграционных проектов в Евразии Andreevsky, E. V.; Daneykin, Yu. V. Verffentlichungsversion / Published Version Konferenzbeitrag / confere...»

«нииосп РУКОВОДСТВО ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПРОЧНОСТИ ИЛОВ И ЗАТОРФОВАННЫХ ГРУНТОВ Москва контроль качества строительства ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ОСНОВАНИЙ И ПОДЗЕМНЫХ СООРУЖЕНИЙ ИМ. Н. М. ГЕРСЕВАНОВА ГОССТРОЯ СССР (НИИОСП) руковод ст...»

«Порше Центр Краснодар • 350015 • Краснодар • Новокузнечная, 34/1 ООО "Премиум Кар"Получатель: PC Krasnodar (Premium Car) Новокузнечная, 34/1 350015 Краснодар 350015 Краснодар Телефон: +7-861-255-30-30 Ул Новокузнечная 34/1 Телефакс: +7-861-253-88-08 Email: info@po...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баум...»

«РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЯ ОРГАНИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ 1.1. Процессы алкилирования Классификация реакций алкилирования. Алкилирующие агенты и катализаторы. Алкилирование по атому углерода Алкилирование ароматических соединений, химические основы этого процесса и сопутствующие реакции. Термодинамика, механизм и кинетика...»

«СТРОИТЕЛЬНЫЙ ВЕСТНИК БАЙКАЛЬСКОГО РЕГИОНА № 10 (57) ОКТЯБРЬ2016 (приложение) Ассоциация региональное отраслевое объединение работодателей "Саморегулируемая организация строителей Байкальского региона" "Актуальные вопросы реализац...»

«Библиотека сайта http://www.dogswar.ru Dogswar.ru Информационный портал о стрелковом оружии, военной технике, вооруженных силах стран мира. Cтатьи и обзоры о армиях мира, оружии и военной технике,...»

«О ВОЙТЕХОВИЧЕ И. Л. — ПЕШКОВОЙ Е. П. ВОЙТЕХОВИЧ Иосиф Людвигович, родился в 1893. С 1906 — работал на Обуховском заводе в Санкт-Петербурге, в 1917 — активный участник революции в рядах Красной гвардии, член ВКП (б). С 1918 — воевал в Красной армии, с 1924 — после демобилизац...»







 
2019 www.mash.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - онлайн публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.