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문제 정의
- 본 논문의 목적은 화재모델링을 이용하여 화재위험을 평가할 때 주요 입력변수인 열 발생율(heat release rate)과 격자(grid) 크기를 변경할 경우 알고자하는 출력 변수에 미치는 영향을 분석하는 것으로 입력값에 대한 분석 프로그램의 민감도를 확인하는 것이다. 즉, 실험에 의하거나 공학적으로 결정된 열 발생율과 프로그램의 요소 변수인 격자 사이즈를 변경하였을 때 온도, 열유속 등의 변화를 평가하는 것으로 원전의 방화지역 화재위험 분석에서 필수적인 입력값의 정확도과 결과값의 평가에 대한 중요성을 확인하기 위한 것이다.
- 본 연구에서는 열 발생율 및 격자 크기가 변동할 경우 화재모델링 결과의 변동을 살펴보았다. 열 발생율은 가장 중요한 입력변수의 하나이지만 변수 자체의 연소효율, 열손실율, 복사 재순환율을 고려할 때 입력 값에서부터 불확실성이 존재한다.
- 본 논문의 목적은 화재모델링을 이용하여 화재위험을 평가할 때 주요 입력변수인 열 발생율(heat release rate)과 격자(grid) 크기를 변경할 경우 알고자하는 출력 변수에 미치는 영향을 분석하는 것으로 입력값에 대한 분석 프로그램의 민감도를 확인하는 것이다. 즉, 실험에 의하거나 공학적으로 결정된 열 발생율과 프로그램의 요소 변수인 격자 사이즈를 변경하였을 때 온도, 열유속 등의 변화를 평가하는 것으로 원전의 방화지역 화재위험 분석에서 필수적인 입력값의 정확도과 결과값의 평가에 대한 중요성을 확인하기 위한 것이다.
- 화재모델링의 입력 조건은 2종류의 가연물량 및 3종류의 격자 크기로 총 6개의 경우를 가정하여 각 조건을 입력변수로 FDS에 의해 화염의 최고온도 및 열유속을 확인하였다. 최종 분석은 스위치기어실 내부에 설치된 안전정지 기능을 수행하는 전력케이블의 손상 여부를 확인하면서 민감도를 평가하는 것이다.
가설 설정
- 앞의 네 가지 특성과 함께 복사에 의한 열적 영향 또한 중요한 고려사항이다. FDS 프로그램에서는 복사 열전달을 유한체적법으로 해석한다£이 방법은 초기에 화원과 목표대상물 사이에 존재하는 공간을 일정 각도로 균등화하여 복사에너지가 방출되는 것을 가정한다. 반면, 연기충의 흡수율은 조성, 온도, 매질 등과 관련한 복잡한 관계를 갖고 있다.
- 셋째, 열 및 연기 유동해석에서 중요한 입력값인 열 발생율은 연소 조건에 따라 값이 달라지며 결과값에 미치는 영향이 가장 큰 변수이다. 넷째, FDS 프로그램에서는 가연성 물질이 공기와 미리 혼합된 연소모델을 가정한다. 즉, 공기와 연료가 균질한 시간함수로 존재한다.
- 본 화재 시나리오는 소규모 개구부가 존재하는 밀폐 공간의 화재 발생을 가정한 것이다. 화재모델링의 입력 조건은 2종류의 가연물량 및 3종류의 격자 크기로 총 6개의 경우를 가정하여 각 조건을 입력변수로 FDS에 의해 화염의 최고온도 및 열유속을 확인하였다.
- 누설된 절연유 양은 120리터와 240리터 2가지 경우이며 누설면적은 1.96 n?이며 화재모델링을 위한격자 크기는 0.4X0.4X0.4 m, 0.2X0.2X0.2 m 및 0.1X 0.1X0.1m의 3가지 경우를 가정하였다.
- 이 지역은 원자로를 안전하게 정지시키고 그 상태를 유지하기 위해 비상전력을 공급하고 제어하는 기능의 안전정지용 동력케이블과 제어케이블이 설치되어 있는 곳이다. 화재 시나리오는 변압기 절연유인 가연성 물질이 바닥으로 누설된 다음 인근의 비정상적인점화원 (transient fire source) 에 의해 발화된다고 가정하였다. 누설된 절연유 양은 120리터와 240리터 2가지 경우이며 누설면적은 1.
- 화재시나리오는 아래와 같이 가연물량 및 격자 크기에 따라 여섯 가지 경우를 가정하였다.
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