4.1 БТЭ в зависимости от типа топливных элементов, являющихся основной повторяющейся частью БТЭ, можно разделить:
- на низкотемпературные БТЭ с рабочей температурой до 100 °C, комплектующиеся из ЩТЭ, ТПТЭ, ПМТЭ;
- среднетемпературные БТЭ с рабочей температурой от 160 °C до 220 °C, комплектующиеся из ФКТЭ;
- высокотемпературные БТЭ с рабочей температурой от 600 °C до 1000 °C, комплектующиеся из РКТЭ, ТОТЭ, ПКТЭ.
Примечание - Указаны только те типы топливных элементов, которые в настоящее время наиболее технически отработаны, находятся на стадии коммерческого использования и могут быть рекомендованы для использования в составе судовых ЭЭС.
4.2 В зависимости от конструктивного исполнения топливных элементов БТЭ подразделяются следующим образом:
- с планарными топливными элементами;
- с трубчатыми топливными элементами;
- с плоскотрубчатыми топливными элементами;
- с микротрубчатыми топливными элементами.
5.1 БТЭ являются источником электроэнергии постоянного тока и предназначены для комплектования, в составе модулей ТЭ или в единичном исполнении, энергоустановок на топливных элементах, входящих в состав судовых ЭЭС.
5.2 БТЭ в составе ЭЭС допускается применять на судах всех классов, включая подводные средства движения, в т.ч. на безэкипажных плавсредствах.
6.1 Основные показатели и характеристики
6.1.1 Основные технические характеристики БТЭ:
- выходная номинальная электрическая мощность, кВт;
- напряжение (постоянного тока) на номинальной мощности, В;
- КПД на номинальной мощности, %;
- назначенный ресурс, ч;
- параметры потребляемого топлива и окислителя;
- удельные массогабаритные характеристики.
6.1.2 Выбор мощности единичной БТЭ для судовых применений осуществляется разработчиком изделий, исходя из требований заказчика, предъявляемых к ЭУ на ТЭ и судовой ЭЭС в целом.
Выходная номинальная электрическая мощность единичной БТЭ для использования в составе энергоустановки на топливных элементах, входящей в судовую ЭЭС, не должна превышать 150 кВт.
6.1.3 Напряжение (постоянного тока) на номинальной мощности единичной БТЭ не должно превышать 400 В.
6.1.4 КПД БТЭ на номинальной мощности зависит от типа топливных элементов, комплектующих БТЭ, и должен иметь для низко- и среднетемпературных БТЭ значение не менее 50%, а для высокотемпературных - не менее 55%.
6.1.5 Назначенный ресурс не должен быть менее 20 000 ч.
6.1.6 Тип и качество потребляемого топлива и окислителя
6.1.6.1 Тип и качество потребляемого топлива
Тип и качество потребляемого топлива зависят от типа топливных элементов, комплектующих БТЭ.
Для низкотемпературных БТЭ топливом является чистый и особочистый водород, полученный тем или иным способом (электролиз воды, пиролиз угля, конверсия жидких и газообразных углеводородов, например дизельное топливо, метанол, природный газ и т.п.), с объемной долей в пересчете на сухой газ не ниже 99,99% марки А, определенный по ГОСТ 3022, ГОСТ Р 55466.
Для средне- и высокотемпературных БТЭ топливом является как чистый водород, так и синтез-газ, получаемый внешней или внутренней конверсией первичного топлива (природного газа по ГОСТ 5542, ГОСТ Р 56021, судового топлива по ГОСТ 32510).
6.1.6.2 Тип и качество потребляемого окислителя
Универсальным окислителем для БТЭ всех типов топливных элементов является воздух, прошедший механическую очистку, без примесей хлора, фтора и серы.
В БТЭ, входящих в состав воздухонезависимых ЭУ на ТЭ, в качестве окислителя используется кислород 1-го сорта по ГОСТ 5583, кислород 1-го сорта по ГОСТ 6331.
6.2 Конструктивные требования
6.2.1 БТЭ представляют собой сборку последовательно соединенных топливных элементов для набора напряжения, тока и мощности, оснащенную устройствами подачи топлива и окислителя, отвода продуктов реакции (вода) и теплоты.
6.2.2 Состав БТЭ зависит от типа топливных элементов, комплектующих БТЭ, а также от конструктивного исполнения топливного элемента.
В общем случае БТЭ состоит из следующих конструктивных элементов:
- топливного элемента;
- биполярной пластины;
- концевой пластины, прижимной пластины, торцевой пластины;
- токосъемника;
- электрических выводов БТЭ (шины);
- штуцеров, патрубков, и коллекторов для подачи газов и жидкостей (реагентов, охлаждающего теплоносителя) в БТЭ;
- крепежных элементов и деталей.
Примечание - В зависимости от типа ТЭ, комплектующих БТЭ и их конструктивного исполнения состав БТЭ может изменяться.
6.2.3 БТЭ должна состоять из соединенных между собой единичных ТЭ. Из БТЭ должны быть сформированы модули ТЭ энергоустановки на основе ТЭ. Корпус модулей ТЭ должен соответствовать требованиям ГОСТ 14254 в части, касающейся их применения.
6.2.4 Конструкция БТЭ должна обеспечивать:
- исключение возможности случайного прикосновения к токоведущим и нагретым свыше 50 °C частям;
- исключение выделения наружу водорода и кислорода при работе и в нерабочем состоянии.
6.2.5 БТЭ должны соответствовать требованиям настоящего стандарта и быть одобрены Российским морским регистром судоходства и/или Российским классификационным обществом (далее - РС и/или РКО) как самостоятельное изделие или в составе единой энергетической системы.
6.3 Требования по электромагнитной совместимости
6.4 Требования надежности
6.4.1 Комплектующие изделия и материалы должны обеспечивать показатели надежности БТЭ, в состав которой они входят. При применении в БТЭ комплектующих изделий и материалов с меньшим сроком службы или ресурсом необходимо обеспечить наличие одиночного комплекта запасных частей (далее - ЗИП), состав и достаточность которого должны подтверждаться соответствующими расчетами.
6.4.2 Перечень комплектующих изделий, сборочных единиц и материалов с меньшим сроком службы или ресурсом, чем установлено для БТЭ в целом, должен быть приведен в ТУ, поставляемых вместе с БТЭ - документацией (эксплуатационной, ремонтной) с указанием периодичности и трудоемкости замены.
6.4.3 Средний срок сохраняемости отдельного комплектующего оборудования БТЭ до ввода в эксплуатацию должен быть не менее 5 лет. Требования по сохраняемости - в соответствии с ГОСТ 21493.
6.4.4 БТЭ должна быть устойчива к воздействию технологических факторов при изготовлении и ремонте, включающих требования к составу атмосферы производственных участков, чистоте рабочих мест.
6.4.5 Конструкция БТЭ должна обеспечивать ее надежность по ГОСТ Р 27.015.
6.5 Требования по живучести и стойкости к внешним воздействиям
6.5.1 БТЭ должна надежно работать в условиях, соответствующих ГОСТ 15150. Вид климатического исполнения БТЭ по ГОСТ 15150 определяют в зависимости от района использования конкретного судна.
Требования к стойкости к климатическим воздействиям (климатическое исполнение БТЭ и категория изделия) указывают в нормативной документации на БТЭ.
6.5.2 БТЭ должна сохранять работоспособность при изменении давления окружающей среды от 600 до 1520 мм рт. ст.
6.5.3 Общий уровень воздушного шума при работе БТЭ на расстоянии 1 м не должен превышать 65 дБ.
6.5.4 БТЭ в части стойкости к внешним воздействиям должна соответствовать требованиям правил [1] и/или [2].
6.5.5 Требования по радиоэлектронной защите
В части излучений во внешнюю среду БТЭ должна удовлетворять требованиям по уровням индустриальных радиопомех в соответствии с правилами [1] и/или [2].
6.6 Требования к материалам
6.6.1 Используемые металлические и неметаллические материалы должны отвечать требованиям по коррозионной стойкости при рабочей температуре БТЭ и должны быть устойчивы в среде топлива и окислителя.
6.6.2 Неметаллические материалы должны быть негорючими или трудно горючими по ГОСТ 12.1.044. На всех режимах работы они не должны выделять токсичных и дурно пахнущих веществ.
6.6.3 Технологичность конструкции БТЭ должна соответствовать требованиям ГОСТ 14.201.
6.6.4 БТЭ должна удовлетворять основным требованиям по эргономике и технической эстетике, изложенным в ГОСТ 12.2.049.
6.7 Комплектность
В комплект поставки БТЭ, минимально, должны входить:
- БТЭ;
- паспорт на БТЭ;
- ведомость ЗИП;
- руководство по эксплуатации;
- сертификат РС и/или РРР.
6.8 Маркировка
6.8.1 На каждой БТЭ на видном месте должна быть установлена табличка с указанием:
- наименования предприятия-изготовителя;
- наименования изделия;
- обозначения стандарта или ТУ по которому изделие изготовлено;
- массы, основных размеров;
- даты изготовления;
- заводского номера;
- клейма приемки отдела технического контроля (ОТК).
6.8.2 Заводской номер и дата изготовления БТЭ должны быть нанесены ударным способом - клеймами.
6.8.3 Маркировка сборочных единиц и деталей, входящих в состав БТЭ, должна соответствовать требованиям, указанным в конструкторской документации (КД).
7.1 Требования к упаковке
7.1.1 Упаковка БТЭ должна быть прочной и обеспечивать ее защиту от механических повреждений при транспортировании и погрузочно-разгрузочных работах, предохранять БТЭ от воздействия внешних факторов при ее транспортировании и хранении.
7.1.2 Временная противокоррозионная защита и упаковка БТЭ, предназначенных для длительного хранения на складах потребителя, при поставке в макроклиматические районы с тропическим климатом, а также при транспортировании морским путем должна соответствовать ГОСТ 24927.
7.1.3 Состав элементов упаковки, применяемых для упаковывания, материалы, тип и размеры тары должны соответствовать КД на упаковку.
7.1.4 В составе КД на упаковку должна быть предусмотрена упаковочная ведомость, содержащая следующие данные:
- товарный знак изготовителя;
- наименование и адрес изготовителя;
- обозначение БТЭ;
- обозначение ТУ;
- год и месяц упаковывания;
- штамп упаковщика;
- штамп ОТК.
7.1.5 К упаковываемой БТЭ должна быть приложена эксплуатационная документация по ГОСТ Р 2.601 и ГОСТ Р 2.610.
7.1.6 Транспортная тара должна быть опечатана (опломбирована).
7.1.7 Маркировка тары должна обеспечивать получение потребителем необходимой информации об упакованной БТЭ.
Маркировку наносят непосредственно на тару.
7.1.8 На тару наносят следующие данные:
- товарный знак изготовителя;
- обозначение БТЭ;
- обозначение ТУ;
- год и месяц упаковывания;
- штамп упаковщика;
- штамп ОТК.
7.1.9 Маркировка транспортной тары - по ГОСТ 14192.
7.2 Требования к транспортированию
7.2.1 Транспортирование БТЭ осуществляют только в упаковке изготовителя. Транспортирование допускается любым видом транспорта в соответствии с требованиями ТУ на БТЭ. Условия транспортирования в части воздействия механических факторов внешней среды - по ГОСТ 23216, а в части воздействия климатических факторов - по ГОСТ 15150.
7.2.2 При транспортировании должна быть обеспечена защита упакованной в транспортной таре БТЭ от непосредственного воздействия атмосферных осадков, солнечной радиации.
8.1 Конструкция БТЭ должна быть пожаровзрывобезопасна по ГОСТ 12.1.004, ГОСТ 12.1.010 и ГОСТ 12.2.007.12 и не должна являться источником взрыва или пожара. Ее нормальная работа не должна создавать взрывоопасную ситуацию. Проникновение инициаторов пламени и взрыва во внутренний объем БТЭ и попадание водорода в окружающее пространство должно быть исключено.
8.2 Применяемые материалы в БТЭ должны:
- быть стойкими к воздействию факторов, обусловленных ее функционированием;
- не загрязнять природную среду и не воздействовать вредно на человека;
- не воспламеняться при воздействии контактирующих с ними высокотемпературных элементов и химических веществ;
- не содержать вредных веществ, чрезвычайно опасных и высоко опасных 1-го и 2-го класса опасности по ГОСТ 12.1.007;
- предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должны превышать значений, указанных в ГОСТ 12.1.005-88 (приложение 2).
8.3 Степень защиты БТЭ должна быть не ниже IP34 по ГОСТ 14254.
8.4 БТЭ, находящаяся в эксплуатации, должна иметь конструкцию и изоляцию, исключающие поражение человека электрическим током. По способу защиты человека от поражения электрическим током БТЭ должна относиться к классу 01 по ГОСТ 12.2.007.0.
8.5 Электрическое сопротивление изоляции между электронезависимыми цепями и корпусом в рабочем состоянии должно быть не менее 5 МОм.
8.6 Металлические нетоковедущие элементы должны быть заземлены. Сопротивление заземляющего устройства должно исключать нахождение этих элементов под напряжением, превышающем безопасное, при любых возможных неисправностях.
8.7 Наружные выводы БТЭ должны быть прочно соединены с ее токопроводящими элементами способами, обеспечивающими надежный контакт при эксплуатации, транспортировании и хранении.
8.8 В электрических цепях БТЭ не должно быть обрывов, а также замыканий токоведущих частей между собой и на металлический корпус.
8.9 БТЭ должна иметь установочные ключи или маркировочные знаки (знаки полярности), обеспечивающие ее правильную установку при монтаже.
9.1 При любых возможных неисправностях (авариях) должен быть исключен выброс в окружающую среду веществ, содержащихся (образующихся) в БТЭ в концентрациях (количествах), способных оказать вредное воздействие на биологические объекты.
9.2 Отходы (выбросы), образующиеся в результате нормального функционирования БТЭ, не должны оказывать вредного влияния на окружающую среду. Нормы безопасности выбросов - по ГОСТ Р 58577.
10.1 БТЭ должна быть принята представителем технического контроля на предприятии-изготовителе.
10.2 Для контроля качества и приемки БТЭ на предприятии-изготовителе должны проводиться приемо-сдаточные испытания.
10.3 Испытания на соответствие требованиям нормативной документации должны проводиться на стенде предприятия-изготовителя или на другом специализированном стенде, технические возможности которого позволяют проводить данные испытания, с применением приборов, приспособлений, оснастки и другого оборудования, обеспечивающих их проведение.
10.4 Результаты испытаний должны считаться удовлетворительными, если БТЭ соответствует требованиям нормативной документации.
10.5 Перечень контролируемых параметров, показателей, характеристик БТЭ, требований к приемо-сдаточным испытаниям, порядок оформления результатов приемки, периодичность испытаний и др. устанавливают в ТУ.
10.6 Программа и методика испытаний должны быть одобрены РС и/или РРР.
11.1 Требования по стандартизации и унификации БТЭ устанавливают в ТЗ в виде количественных показателей и/или качественных требований.
11.2 В качестве количественных показателей стандартизации и унификации применяют следующие коэффициенты:
- коэффициент применяемости Кпр;
- коэффициента повторяемости Кп;
- коэффициент межпроектной унификации Кму.
11.3 Качественные требования по стандартизации и унификации предусматривают:
- обеспечение соответствия БТЭ требованиям стандартов;
- разработку БТЭ на основе базовой конструкции;
- разработку БТЭ в качестве базовой конструкции;
- применение стандартных, унифицированных и ранее разработанных сборочных единиц и деталей;
- применение блочно-модульного и других методов проектирования.
Метрологическое обеспечение должно быть осуществлено на всех стадиях жизненного цикла БТЭ в соответствии с ГОСТ Р 8.820.
13.1 Размещение БТЭ на судне в составе судовой ЭУ на ТЭ, а также устройство и конструкция систем, обеспечивающих функционирование и безопасность БТЭ, должно соответствовать требованиям кодекса МГТ [3].
13.2 Вследствие того, что в БТЭ в процессе эксплуатации постоянно содержатся топливо в анодной полости и окислитель в катодной полости, они должны быть установлены в закрытых помещениях или за соответствующими противопожарными заграждениями, изолирующими их от помещений для хранения топлива и окислителя в виде чистого кислорода. Эти помещения/заграждения должны вентилироваться и быть оснащены системой обнаружения топливного газа.
13.3 Помещения для установки БТЭ в составе судовой ЭУ на ТЭ должны находиться вне жилых помещений, служебных помещений, машинных отделений (как правило) и помещений управления, а также должны быть отделены от этих помещений с помощью коффердамов или переборок. Установка в машинном отделении разрешается при условии, что обеспечивается соответствующая изоляция БТЭ в составе судовой ЭУ на ТЭ от прочего оборудования, находящегося в нем.
13.4 Входы и вентиляционные отверстия, ведущие в жилые помещения, служебные помещения, машинные отделения и помещения управления должны располагаться на расстоянии минимум 3 м от любых отверстий БТЭ и не должны выходить напрямую ко входам, отверстиям и вентиляционным отверстиям жилых помещений, служебных помещений, машинных отделений и помещений управления.
13.5 Отверстия для сброса отработанных и продувочных газов БТЭ должны располагаться на открытой палубе на расстоянии минимум 3 м от любых источников возгорания и отверстий жилых помещений, служебных помещений, машинных отделений и помещений управления, а также других помещений, содержащих источники возгорания.
Настоящее требование не распространяется на подводные средства движения всех типов.
14.1 Требования по эксплуатации
14.1.1 БТЭ в составе ЭУ на ТП должна обеспечивать возможность ее эксплуатации в автоматическом режиме, не требуя постоянного присутствия обслуживающего персонала.
14.1.2 Эксплуатация БТЭ должна осуществляться в соответствии с разработанной на нее эксплуатационной документацией.
14.2 Требования по утилизации
14.2.1 Требования по утилизации задают в техническом задании на БТЭ, в т.ч. на БТЭ, содержащие редкоземельные и драгоценные металлы, а также содержащие экологически опасные материалы.
14.2.2 Перечни материалов и/или конструктивных элементов, подлежащих утилизации, определяют на этапе разработки БТЭ.
15.1 Изготовитель должен гарантировать соответствие качества БТЭ требованиям ТУ при соблюдении потребителем условий транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации, предусмотренных ТУ.
15.2 Гарантийный срок хранения и гарантийный срок эксплуатации (срок службы) поставляемой БТЭ должен быть указан в ТУ.
15.3 Гарантийный срок исчисляют с даты следующего дня после даты изготовления БТЭ, указанной на БТЭ.
15.4 За пределами гарантийного срока, но в пределах установленного срока службы, за изготовителем сохраняется ответственность за качество БТЭ. Поставка новых узлов и деталей, необходимых для восстановления БТЭ, в этом случае осуществляется изготовителем за счет средств потребителя.
Вернуться в "Каталог нормативных документов"
Источник информации: https://internet-law.ru/documents/prod/gost-r_gosudarstvennyj-standart/20/gost_49135.html
На правах рекламы:
|
|||||||||||||||