近年来，燃料电池动力船舶相关技术得到了快速发展。国际层面，国际海事组织(IMO)于2018年开始制定"使用燃料电池电源装置的船舶安全临时指南"，为国际航行燃料电池动力船舶的发展奠定了安全应用基础；在国内，围绕船舶低碳新能源应用问题开展了多条燃料电池动力船的设计。其中一条船舶是燃料电池公务船，基于该项目已开展了大量应用研发工作。
在此背景下，交通运输部海事局启动了《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》新编工作，以更好地满足船舶使用燃料电池发电装置的发展需求。
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主要输入信息
本次编写《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》的主要输入信息如下：
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编制原则
《氢燃料电池动力船舶技术与检验暂行规则》的编制原则如下：
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基本框架
本规则共分9章：
第1章 总则
明确本规则目的、适用范围、检验申请、免除、解释、等效与替代设计、生效与应用、责任、事故、申诉和定义的要求。
第2章 检验与发证
明确检验申请、检验实施、检验后的维持和控制、检验依据、检验种类、检验内容及其证书格式的要求。
第3章 船舶布置
对燃料罐、燃料电池处所、燃料准备间等设计和布置要求作出规定。特别的，对燃料电池处所的设计原则，不再按照本质安全型和ESD型进行设计，而是按照IMO最新草稿的安全原则，规定了三种燃料电池处所可行的设计方案。
第4章 轮机
对燃料电池处所内外的管路设计的基本原则、管壁厚度和强度计算、外管设计压力，燃料电池船舶各典型区域的通风进行了规定。特别的，对于氢气管路，基于IMO最新草稿的安全原则，对其管路设计方式和连接接头的布置方式均作了特殊考虑。
第5章 电气装置
对危险区域划分和危险区域内电气设备的选取作出规定。基于燃料电池发电特性，对燃料电池作为船舶唯一动力源、主电源等不同工作模式下的配电系统技术要求进行规定。
第6章 控制、监测和安全系统
给出了燃料罐、燃料供应、重整装置、燃料电池、液体泄漏、通风和气体探测的监测、报警和安全系统的规定。
第7章 消防
本章规定了燃料电池船舶防火、灭火、探火和失火报警的有关要求，并给出了灭火、探火方式等一系列推荐性指标。
第8章 氢燃料存储
对燃料罐的支撑、固定及透气系统的技术要求作出规定。
第9章 氢燃料加注
对加注站布置、加注系统和加注总管的技术要求作出规定。
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要点解读
第1章 总则
第2章 检验与发证
对所有：外观检查(每年)；螺纹检查(每年)；气瓶附件检查(每年)；内部检查(2或3年)；耐压试验(2或3年)；气密性试验(2或3年) 。
对钢质焊接氢气瓶：无损检测(2或3年)；焊缝检查(2或3年)；壁厚测定(2或3年) 。
对钢质无缝氢气瓶：无损检测(2或3年)；重量(容积)测定(2或3年)。(氢气瓶建议由特种设备检验机构执行定期检验，验船师核查记录，并可见证定期检验。)
外观检查、启动试验、关闭试验、气体泄漏试验、气体强度试验、电气过载试验、排气温度试验、表面和部件的温度试验、系统外壳(防护罩)防护试验、额定功率试验：电功率测量、输入燃料排放量测量、空气消耗量测量、尾气排放测量(空气侧)、排水量测量、噪声等级测量、总能量效率测量、输出功率响应时间测量。
高温试验、低温试验、交变湿热试验、滞燃试验、绝缘电阻测量、耐电压试验、振动试验、外壳防护试验、倾斜和摇摆试验。
传到发射测量、外壳端口辐射发射测量、静电放电抗扰度、射频电磁场辐射抗扰度试验、电快速瞬变脉冲群抗扰度试验、浪涌抗扰度试验、低频传到抗扰度试验、射频场感应的传导骚扰抗扰度试验、能源波动试验、能源故障试验。
第3章 船舶布置
三类燃料电池处所设计方式如下：(没有本安型！前两类全是类似ESD型，探测即关断！)
设备安全型燃料电池处所——靠设备保护，燃料电池处所被视为1区，设备选用防爆电气设备，燃料电池堆做温度监测，温度高于300℃时(300℃的阈值来自IEC60079-20-1:2010)，迅速断开并停止燃料电池堆运行。
基于IEC60079-10设计思路的燃料电池处所——计算确定危险区域等级，选择相应防爆电气设备。原理是通过通风将燃料电池进行稀释。
惰化型燃料电池处所——燃料电池处所持续进行惰化，在惰化过程中人员应无法进入，并且密封装臵应确保能防止惰性气体泄漏至相邻处所。
燃料电池处所应能容纳可能出现的氢燃料泄漏，并配备适当的泄漏监测系统。燃料电池处所形状应尽可能的简单，以避免可燃气体积聚。其上部不应有任何阻碍结构，且应以平滑天花板向上倾斜至通风口。
安全原则：在氢燃料电池发电系统启动之前进行吹扫；在氢燃料电池发电系统关闭之后，根据需要进行吹扫；如氢燃料电池发电系统中设有缓冲罐，应对其设臵故障监测；在氢燃料电池内部设臵监控措施，当空气进入到氢燃料管路，或氢燃料进入空气管路能发出报警；监测氢燃料电池的压力和温度；当故障发生时，能通过自动控制的方式防止氢燃料电池内部的反应向其他部件和位臵蔓延。
燃料电池处所的通道和出入口：应直通开敞甲板/气闸/附加措施三种中的一种。
(1)管路和燃料电池堆在正常情况下可能会发生泄漏，这取决于燃料电池的类型和布臵。
(2)系统或组件的单个故障不会导致不安全或不可靠的情况发生。
(3)正常状态下，燃料电池堆(蓝色)和管道(绿色)会出现微量氢气泄漏，会导致燃料电池堆和管道周围出现一定浓度的氢气。
(4)这种正常的泄漏不视为故障。
(1)对燃料电池堆(蓝色盒子)或管路进行气密性封闭(例如围绕燃料电池堆浅蓝色盒子或者围绕管路接头的绿色盒子)。
(2)通过通风将富氢气体或氢气浓度降至最低。
(3)对处所进行惰化。
(4)对富氢气体和氢气进行检测并关闭。
第4章 轮机
(1)燃料管路距离船体外板距离不少于800mm。
(2)应设有对燃料加注管路和供应管路进行惰性气体吹扫的装置或措施。
(3)全面采用焊接替代了螺纹连接。
(4)将有可能产生氢气泄露的位置进行强制通风，进行气体泄漏监测。
(5)燃料管路要采用双壁管。
(6)不应穿过燃料电池处所以外的其他机器处所、起居处所、服务处所、电气设备间或控制站。
(7)避开热表面、电气装置和可能产生电弧或着火源的地方。
(8)支撑和固定。
(9)紧急情况下能及时关闭。
(1)燃料电池处所内氢燃料管路表面温度不应超过300℃；
(2)液化气体蒸发器或气体预热器的加热介质，返回至氢燃料准备间之外的处所内时，应先通过气体危险区域内的除气容器。
(1)氢燃料管路不应穿过燃料电池处所以外的其他机器处所、起居处所、服务处所、电气设备间或控制站。若氢燃料供应管路必须穿过这些处所之外的围蔽处所时，应采用双壁管，并附有探测装置。
(2)位于露天甲板的氢燃料管路位置和布置应能防止受到意外的机械损伤。
若布置在氢气瓶间和燃料电池处所内氢气管路无法采用双壁管型式，则该氢气管路应满足以下所有要求：
①不应穿过燃料电池处所和氢气瓶间以外的封闭空间；
②全焊透；
③尽量减少接头的数量；
④对于阀门、法兰、密封件等可能泄漏氢气的地方，应设置固定式氢气探测器。
第5章 电气装置
除电能质量(电压和频率偏差、谐波及纹波)常规要求外，提出燃料电池作为主电源或主电源的组成部分的许可和前臵条件。提出其具有与发电机组同等的性能水平，以及设计要求。对燃料电池作为主电源的附加技术要求：船用产品证书中注明“已完成等效发电机组特性的附加试验”。一般地，船舶会配备电池组改善动态响应能力的燃料电池发电装臵，应选择容量不少于氢燃料电池发电系统产品证书中注明的同种类型的电池组。有多组氢燃料电池发电系统时，应考虑汇流排分段运行时，确保每一段汇流排上蓄电池组具有足够的容量。
0区：内部含有氢燃料的管路和设备，用于氢燃料罐压力释放或其他透气系统的任何管路。1区：释放源出口，通风进出口，燃料管系所在的处所。其中气体释放源包括：氢燃料气体、驱气过程排出的气体、氢燃料电池燃料废气和空气废气。2区：1区周围1.5m区域；螺栓盖板所在的处所。
燃料电池处所：默认为1区；当任务默认方法并不适用时，可以采用IEC60079的方法进行评估，评估结果可以是1区、2区、非危险区。
燃料电池发电系统内部的防爆(产品要求)，按照IEC62282-3-100的要求进行评估，这是产品检验需求的一部分。燃料电池发电系统内部元件的防爆(产品要求)，与防爆电机、防爆传感器不同，燃料电池本身就具有爆炸性气体环境，除非不使用燃料电池堆才能做到不存在可燃气体环境。最多只能按照IEC60664来增大爬电距离和电气间隙来减少电弧放电或火花放电。因此应按照IEC60079-10 的方法进行评估，这是产品检验需求的一部分。
第6章 控制、监测和安全系统
控制和监控系统，与安全系统是独立的。从传感器开始就要独立。按照IGF规则的惯例，第4节列表只包含安全系统的要素。安全系统应实现本规则表10.4.1.13中的监测、报警及保护功能。对于任何附加的功能，如能表明其纳入应符合气体安全系统的设计原则、完整性和可靠性，才可纳入气体安全系统。氢燃料的泄漏故障未消除之前，安全系统不应重新开启泄漏点的氢燃料供应。
浓度：天然气中气体体积浓度的1％，2％和5％对应于20％，40％和100％LEL。而对于氢气，按体积计H2浓度的1％，2％和4％对应于25％，50％和100 ％LEL。数字(20,40)是从IGF保留下来的，因此20％和40％的氢LEL对应于H2 体积浓度的0.8％和1.6％。传感器制造商对添加的小数点后的精度提出了质疑尽管可以将传感器编程为任意限制，但十进制数字会带来制造/校准的不确定性。根据制氢行业制造商的标准，提出25％和50％的LEL。25％和50％对应于H 2 体积浓度的1％和2％(LEL在空气中为4％)。这是行业中更简单且已被接受的阈值。
无延迟：连续气体检测需要“无延迟”，这与采样系统进行的离散时间分隔测量是相对的。有关“取样型”的意义与IGC是一致的。
第7章 消防
(1)燃料电池舱、燃料罐舱、燃料泵、压缩机、热交换器舱均视为A类机器处所。
(2)燃料电池处所、氢燃料罐接头处所的通风系统的空气进、出口应设有挡火闸。
(1)氢燃料罐处所、燃料电池处所以及可能出现可燃气体的处所应设置固定式探火和失火报警系统。
(2)火灾探测系统应适当考虑氢燃料电池发电装置中可能存在的氢燃料和可燃气体。
(3)除应设有烟雾探测器外，还应设置感温或其他合适的火灾探测器。
(4)探测到火灾后，应有安全动作，自动停止通风。
(1)燃料电池处所、燃料罐处所、燃料准备间应设置合适的固定式灭火系统。氢的灭火介质明确为干粉、二氧化碳。
(2)氢燃料加注站应设置固定式干粉灭火系统或大型推车式干粉灭火设备，其应覆盖所有可能的泄漏点。其灭火能力应至少确保能以不低于3.5kg/s的速率释放45s。固定式干粉灭火系统应布置为能在被保护区域外的安全位置手动释放。
(3)氢燃料加注站附近和氢燃料准备间内应分别设置至少1具容量不少于5 kg的手提式干粉灭火器。
(4)在氢燃料电池发电装置附近及其所在燃料电池处所的入口处，应至少各设置1具容量不少于5kg的手提式干粉灭火器。
(5)氢气燃料罐的冷却防护。
第8章 氢燃料储存
● 氢燃料储存要求：
(1)氢燃料罐与氢燃料接触部分的材料应与氢相容，应考虑氢脆现象对使用寿命的影响。
(2)氢燃料罐应固定在甲板上。氢燃料罐的支撑和固定装置应根据最大预期静态和动态倾角以及最大的加速度预期值进行设计，并考虑船舶特性和氢燃料罐位置。氢燃料罐支撑构件应能防止罐体的移动。
(3)氢燃料罐连接至船舶氢燃料管系的连接管应具有足够的柔性补偿。
(4)应提供在氢燃料罐连接意外断开或破裂时可限制氢燃料泄漏量的装置。
(5)氢燃料罐和氢燃料供应系统的设计应确保氢燃料泄漏后所采取的安全动作不会导致不可接受的动力损失。
第9章 氢燃料加注站
加注站一般应位于露天甲板上，以便提供足够的自然通风。围蔽式或半围蔽式加注站应符合下列要求：
(1)与A类机器处所(海船)或重要机器处所(内河船)相邻时应采用A-60级防火分隔。
(2)对加注站通过直接视野监控或通过闭路电视(CCTV)进行监控。
(3)应设置有效的抽吸式机械通风系统，通风能力应为每小时至少换气30次。
(4)围蔽式加注站应尽实际可能设有直接从开敞甲板通往该处所的独立通道。如无法设置从甲板通向该处所的独立通道时，则围蔽式加注站的出入口应设置空气闸保护。
(5)加注管路不应直接穿过起居处所、控制站或服务处所。否则设置通风双壁管。
(1)氢燃料加注总管应设计成能承受氢燃料加注作业期间的内外部载荷。
(2)氢燃料加注接头应适合氢燃料加注作业，且能承受设计温度和设计压力。
(3)加注站的接头应配备附加的拉断阀或自封式快速释放装置。若拉断阀或自封式快速释放装置由加注方配备，应在加注总管附近显见位置张贴指示牌予以提醒。
(1)加注系统的布置应能使加注时不会有气体排放到空气中。
(2)加注系统应能承受氢燃料加注作业期间设计温度和设计压力。
(3)每一加注管路靠近接头处应串联安装1个手动操作截止阀和1个遥控关闭阀，或安装1个手动操作和遥控组合阀。应能在加注操作控制位置和/或其他安全位置控制遥控阀。
(4)加注总管和氢燃料罐之间的加注管系布置应符合第4章第2节氢燃料管系的要求。
(5)加注管路应布置成可对其进行惰化和除气。加注管路未进行加注作业时应处于除气状态。
(6)如设有多个加注站，在任一加注站进行加注时，应设置适当的隔离装置确保不会有氢燃料驳运至未用于加注作业的其他加注站。
(7)应设置一套船岸通讯线路或等效设施，用于与氢燃料加注方进行自动和手动紧急切断(ESD)通信。
END
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