ICS27.075 CCS J 74
TCCGA
中国工业气体工业协会团体标准
T/CCGA40011—2021
液氢杜瓦安全技术规范
Technical regulation for safety of liquide hydrogen dewar
2022-03-01实施
2021-12-30发布
中国工业气体工业协会 发布 T/CCGA40011—2021
目 次
前言
I
范围规范性引用文件
1
2
3 术语和定义
2
基本要求 5 液氢杜瓦使用场所要求
N
Y
液氢杜瓦使用要求应急预案与演练
6
2 T/CCGA 40011—2021
前言
本文件按照GB/T1.1一2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国工业气体工业协会提出并归口。 本文件起草单位：北京中科富海低温科技有限公司、北京航天试验技术研究所、江苏国富氢能技术
装备股份有限公司、北京明晖天海气体储运装备销售有限公司、张家港氢云新能源研究院有限公司、空气化工产品（中国）投资有限公司、衢州杭氧特种气体有限公司、苏州金宏气体股份有限公司。
本文件主要起草人：杨坤、熊联友、甄沛权、汪新、高金林、卜玉、王惠颖、许鸿昊、赵耀中、王杰、刘剑、邓晓辉、吕兴民、孙佳琪、王朝、周佳琪、毛玲玲、于涛、徐培莉、邵海云、徐庆松、胡洋、 李春胜、曹磊、刘志军、金晓伟、吕海龙。
II T/CCGA40011—2021
液氢杜瓦安全技术规范
1范围
本文件规定了液氢杜瓦基本要求、储存和使用要求，以及应急预案与演练。 本文件适用于在正常环境温度（-40℃～60℃）下使用，贮存介质为液氢冷冻液化气体，设计温度
不高于-253℃，公称容积为100L1000L，内胆设计压力不高于3.45barg（50psig），可进行重复充装的真空绝热杜瓦。
本文件不适用于可移动式的车载液氢瓶、液氢槽车、液氢罐式集装箱及液氢固定式压力储罐。
2规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB2894安全标志及其使用导则 GB4962氢气使用安全技术规程 GB/T29304爆炸危险场所防爆安全导则 GB/T29639生产经营单位生产安全事故应急预案编制导则 GB/T34542.2氢气储存输送系统第2部分：金属材料与氢环境相容性试验方法 GB/T34542.3氢气储存输送系统第3部分：金属材料氢脆敏感度试验方法 GB/T35528低温液化气体安全指南 GB/T35528低温液化气体安全指南 GB/T40060液氢贮存和运输技术要求 GB50058爆炸危险环境电力装置设计规 GB50140建筑灭火器配置设计规范 GB50177氢气站设计规范 GB50974消防给水及消火栓系统技术规范 TSG23气瓶安全技术规程 AQ/T9007生产安全事故应急演练指南 AQ/T9009生产安全事故应急演练评估指南 AQ/T9011生产经营单位生产安全事故应急预案评估指南 NB/T47010承压设备用不锈钢和耐热钢锻件 NB/T47013.2承压设备无损检测第2部分射线检测 NB/T47013.5承压设备无损检测第5部分渗透检测 T/CCGA40001液氢 CGAS-1.2泄压装置标准第2部分：压缩气体的可移动气瓶（PortableContainersforPORTABLE
CONTAINERS FOR COMPRESSED GASES)
CGAS-1.3泄压装置标准第3部分：装载压缩气体的固定存储容器（Pressurereliefdevice standards Part 3-stationary storage containers for compressed gases)
CGAP-59低温容器充装期间超压的预防（PreventionofOverpressureDuringFillingof Cryogenic Vessels)
CGA341非可燃低温液体绝热罐式集装箱技术要求（Specificationforinsulatedcargotankfor nonflammable cryogenic liquids)
DOT-4L焊接绝热气瓶（Weldedinsulatedcylinders）
1 T/CCGA40011—2021
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3. 1
高真空多层绝热highvacuummultilayerinsulation 绝热层空间内设置多层绝热材料间隔的防热辐射屏，并抽真空形成高真空多层绝热。液氢杜瓦夹层
封结真空度不宜低于1.0×10-2Pa。 3. 2
有效容积effectivevolume 在使用状态下，深冷容器允许充装冷冻液化气体的液体最大液体体积，单位为升（L）。
3. 3
几何容积geometricvolume 按设计的几何尺寸确定的内胆内部体积（不包括颈管），单位为升（L）。
3. 4
额定充满率specifiedfillingrate 深冷容器充装时，充装液体量达到设计规定最高液面时的液体体积与内容器几何容积之比。
3. 5
最高操作压力maximumoperatingpressure 设备正常运行的最高压力，该压力一般由工艺系统决定。
3. 6
最高允许工作压力maximumallowedworkingpressure 在设计温度和设计压力下设备最终选择的壁厚所能承受的最大压力。 封结真空度sealing-offvacuumdegree 罐体夹层抽真空结束并且封闭抽真空接口后，在常温下真空夹层压力相对稳定时的真空度。 液氢liquidhydrogen 液氢是氢气在-253.0℃所呈现的液体状态，其技术要求应符合T/CCGA40001。
3. 7
3.8
4基本要求 4.1设计要求 4.1.1液氢杜瓦内胆、外壳、夹层、焊接结构、管路系统、安全附件的设计原则可参照GB/T24159的有关要求。 4.1.2液氢杜瓦的几何容积应不小于有效容积的1.1倍，且预计长期储存的液氢杜瓦，充装时应考虑储存期间内液氢体积的变化。 4.1.3液氢杜瓦一般采用高真空多层绝热结构，外壳壁厚的设计应满足承受外压压差0.1MPa的要求，外壳最小壁厚及加强圈的设计可参照CGA341的有关要求 4.1.4外壳应设置超压泄放装置，超压泄放压力应不大于0.05MPa，其排放能力应足以使夹层内的压力不超过0.1MPa 4.1.5液氢杜瓦应设置可操作的取样口，用于充装前置换合格检测。另外也方便长期储存时检测液氢内仲氢的含量 4.1.6液氢杜瓦的设计应参照TSG23的相关规定。 4.1.7液氢杜瓦内胆的焊接工艺评定试板，宜进行设计温度下冲击试验 4.1.8液氢杜瓦的外壳材质宜选择不锈钢，若必须选择碳钢材质，需要考虑使用地环境温度和湿度的影响。 4.2安全设施要求 4.2.1液氢杜瓦的安全装置包括多级安全阀、爆破片。
2 T/CCGA40011—2021
4.2.2内胆安全阀宜设置两级，一级安全阀整定压力为不低于最大操作压力的1.1倍，二级安全阀整定压力宜不低于内胆的设计压力。安全阀的排放能力应满足安全泄放量的要求。 4.2.3液氢杜瓦内胆在两级安全阀的基础上宜设置爆破片，保证安全阀失效时爆破片能开启泄压。爆破片爆破压力不宜高于内胆的最大允许工作压力的105%。 4.2.4液氢杜瓦内胆安全阀的泄放量不低于额定充装流量，同时安全阀的排量宜维持内胆压力不超过最大允许工作压力的116%。 4.2.5液氢杜瓦内胆与安全泄放装置之间不宜设置切断阀。 4.2.6单个液氢杜瓦的所有安全泄放装置的出口管线宜集中排放至安全位置，严禁排放在无通风的室内。 排放温度宜复温到90K以上。 4.2.7安全泄放装置宜设置在杜瓦的顶部，且排放管线中氢气的最大速率不应超过150m/s。 4.3其他附件要求 4.3.1内胆应设置压力表、液位计等监控附件。 4.3.2液氢杜瓦的排液管线宜设置在底部且设置根部切断阀。 4.3.3液氢杜瓦的压力表宜采用禁油压力表，安全阀、爆破片、手阀应禁油禁脂。 4.3.4液氢杜瓦应设置充装、排放等操作要求的阀门，阀门所用的密封胶不应与液氢发生化学反应。 4.3.5阀门、管路和安全附件等应设置防护圈或保护罩。 4.3.6液位计的量程不应低于额定充满率对应的液位高度。当采用刻度转换式液位计时，应在明显位置标示额定充装量和刻度换算表， 4.3.7仪表或电气防爆要求应符合GB50058的规定，且不应低于氢气爆炸混合物的级别和组别 4.3.8两端均可关闭且有可能存留液氢或冷态氢气的管路，应设置管路安全阀，其整定压力应不超过管路设计压力 4.3.9液氢杜瓦管路系统需应设置吹扫口，用于充装前的置换。 4.3.10液氢杜瓦的进液管路和排液管路宜设置安全切断阀， 4.4材料选择 4.4.1临氢介质所用金属材料应满足强度要求，并具有良好的塑性、韧性和可制造性。用于低温工况时还应有良好的低温韧性，且其韧脆转变温度应低于系统的工作温度。 4.4.2临氢介质材料的选择应考虑氢脆的影响。 4.4.3液氢杜瓦内胆的最低设计金属温度应考虑正常工作条件下及检验、试验条件下介质最低工作温度对内容器金属温度的影响，且应不高于-253℃。 4.4.4与氢介质接触的材料应符合GB/T34542.2及相关标准的规定，材料的氢脆敏感度试验应符合 GB/T34542.3的规定。 4.4.5液氢杜瓦内胆所用非金属材料应有良好的抗氢渗透性能。 4.4.6夹层支撑材料应满足液氢杜瓦的低温性能要求，使用温度在材料允许使用温度范围之内，且材料应具有良好的低温冲击韧性。 4.5检验检测要求 4.5.1无损检测
经外观检侧合格后，内胆对接焊缝应按设计图纸要求射线检测和着色检测。焊缝的无损检侧应按 NB/T47013.2或NB/T47013.5的规定进行。进行射线检测时，射线透照底片质量为AB级，合格级别II级；进行渗透检测时，合格级别I级， 4.5.2氨质谱检漏
内胆焊接完成并经无损检测合格后应进行氨质谱检漏，漏率应符合设计图纸要求。内胆和外壳组装后真空夹层应进行氨质谱捡漏，漏率应符合设计图纸要求。氨质谱检测时，发现漏气的地方应按焊接返修工艺进行修补，修补后再按原要求进行无损检测，合格后再重新进行氢质谱检测。
5使用场所要求 T/CCGA40011—2021
5.1液氢杜瓦不宜在室内使用。若必须在室内使用，要求室内必须通风良好，对易导致氢积聚的密闭空间应采用强制通风。事故排风机的选型应符合GB50058的规定，且不应低于氢气爆炸混合物的级别和组别。在室内储存液氢瓦，应严格按照GB/T29304的要求进行管理。 5.2在室外使用液氢杜瓦，宜设置遮雨棚。建筑物要求采用非燃烧材料建造。 5.3液氢杜瓦使用场所内不应具有大比表面积和强吸附性能的物质堆放。 5.4若液氢杜瓦用于汽化后供应气氢，使用场所和操作应符合GB4962的有关规定。 5.5液氢杜瓦的使用场所应设有安全出口，周围应设置安全标志，安全标志的设置应符合GB2894的有关规定。 5.6液氢杜瓦的使用场所与民用建筑物、公用道路及库房保持相应的安全距离，并应不小于GB50177 的有关规定， 5.7液氢杜瓦使用场所爆炸危险区域的划分应符合GB50177的相关规定。 5.8液氢杜瓦的使用场所应设置灭火器、消火栓等消防救护器材，灭火器的配置应符合GB50140的有关规定，灭火器宜采用干粉灭火器，消火栓的设置应符合GB50974的有关规定。 5.9液氢杜瓦的使用场所应设有消防通道，道路的宽度不应小于4m，路面上的净空高度不应小于4.5m。 5.10液氢杜瓦的储存和使用场所宜设置围墙或栅栏等防撞设施。 5.11液氢杜瓦的使用场所应设置氢气浓度监测和报警系统，报警浓度值和响应时间应符合GB/T40060 的相关规定。 5.12液氢杜瓦使用场所应设置紫外火焰探测器和红外火焰探测器。 5.13液氢杜瓦在使用场所应设置接地装置，且应符合GB50177的有关规定 5.14液氢杜瓦使用场所内严禁明火作业。 5.15液氢杜瓦在使用场所内可近距离移动，且移动过程中要监视压力表读数，确保液氢杜瓦在移动过程中不排放液氢或氢气。 61 使用要求 6.1液氢杜瓦在充装前应检查液氢杜瓦的介质标识，合格证是否在有效期内，压力计、液位计、安全设施、阀门等是否齐全有效、灵敏可靠并在检验有效期内。 6.2液氢杜瓦充装单位应制定安全使用操作规程，操作人员独立上岗操作前，应进行安全教育和操作规程培训，经考核合格后持安全操作证上岗， 6.3安全教育的内容应符合GB/T35528的相关规定。 6.4操作规程最少应包括操作人员安全防护要求、液氢杜瓦操作流程及关键技术参数、应急事故处置措施等。安全防护要求方面应符合GB/T40060的相关规定。 6.5液氢杜瓦只有得到液氢充装站安全负责人许可后方可进行充装。 6.6首次充装前，应对充装的连接管道和液氢杜瓦进行正压置换。置换标准应符合GB/T40060相关规定 6.7液氢杜瓦首次充装前应充分预冷，预冷时调节加注口阀门开度，预冷时间宜不小于30min。 6.8充装时，操作人员宜在现场，对管道连接处再次进行检查确认，防止泄漏。 6.9当液氢杜瓦上的阀门、仪表、管道连接接头等处被冻结时，不应用铁锤敲打或明火加热，宜用70～ 80℃洁净、无油的热氮气或温水进行融化解冻。 6.10对于原来装过液氢或仍存在部分液氢的液氢杜瓦，充装前应按T/CCGA40001的要求对杜瓦内氢气进行检验。符合液氢杜瓦置换标准的，不必再进行置换；不符合者应按本文件6.6进行置换。 6.11液氢杜瓦在充装前应固定，防止移动或滑动。 6.12液氢杜瓦充装结束后若需要断开输液管，应将先输液管置换到非氢气环境，再断开输液管。 6.13空液氢杜瓦在存放时，应保持内胆和相连管道的干燥清洁，采用氮气保持内部微正压状态存放 6.14液氢杜瓦充装过程中出现溢出时，应立即关闭上游阀门以切断溢出源，人员应撤离液氢溢出区域，并对液氢溢出区域进行通风 6.15液氢杜瓦在使用过程中出现故障时，应先停止使用，然后应按照液氢杜瓦的使用说明书来排除故障。
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6.16液氢杜瓦使用过程中出现事故时，应按应急预案进行处置，人员立即疏散至液氢杜瓦的上风向，保证液氢杜瓦内的液氢泄漏后可以立即消散。同时报告消防部门和上级领导部门。 7 应急预案与演练 7.1液氢杜瓦的充装、运输、使用单位及场所，均应按GB/T29639的规定编制生产安全事故应急预案，并应按AQ/T9011的要求进行评估。 7.2应按AQ/T9007的规定制定本单位的应急预案演练计划，应每年至少组织一次综合应急预案演练或者专项应急预案演练，每半年至少组织一次现场处置方案演练，同时按AQ/T9009的要求进行评估，以促进本单位应急预案的提升。
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