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정량적 위험성 평가를 통해 제안된 도시가스 고압배관의 위험경감조치별 위험감소효과
Risk Reduction Rate for Each Risk Mitigation Measure on High Pressure Urban Gas Pipelines Proposed by Quantitative Risk Analysis 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.14 no.4, 2010년, pp.18 - 23  

류영돈 (한국가스안전공사) ,  조영도 (한국가스안전공사) ,  박영길 (한국가스안전공사) ,  이수경 (서울산업대학교 에너지환경대학원 가스공학과)

초록
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이 논문에서는 실제 설치예정인 도시가스 고압배관에 대하여 정량적 위험성 평가를 실시하고, 평가 결과 위험이 허용영역 밖에 위치하는 경우에는 위험경감조치를 도출하였다. 또한, 도출한 위험경감조치별 위험감소율을 계산하였다. 정량적 위험성 평가결과, 복사열에 의한 사고피해거리는 바람의 속도와 대기안정도에 따라 크게 좌우됨을 알 수 있었다. 위험감소율이 가장 큰 조치는 배관의 부식관리, MOV 설치 및 타공사로 인한 배관손상방지조치를 모두 이행하도록 하는 10번 조치로서 75%의 위험감소효과가 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

After conducting QRA(quantitative risk assessment) for the high pressure urban gas pipelines planned to be installed, RMMs(risk mitigation measures) when the societal risk is outside the acceptable region have been derived in this paper. Also risk reduction rates are calculated for each RMM. As a re...

주제어

#Risk Mitigation Measures   #Quantitative Risk Assessment   #High Pressure Urban Gas Pipelines  

AI 본문요약
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제안 방법

  • 타공사 등 제3자에 의한 고압배관의 손상확률을 줄이기 위해 배관상부에 철근콘크리트 구조물 (C/S)을 설치하여 배관을 보호할 수 있도록 하였으며, 미국의 뉴저지주 등에서 도시지역에 고압배관 설치를 허가할 때 허가 조건으로 하고 있는 ILI(In-line inspection, 배관 내부검사)를 하도록 하였다. 또한, 타공사 등으로부터 배관을 보호하고 감시하기 위하여 CCTV를 설치하도록 하였으며, 배관의 외부 부식관리를 위하여 배관의 외면검사 방법인 DCVG (direct current voltage gradient) 등을 실시하도록 하였다.
  • 본 연구에서는 개발된 안전성평가 지침에 따라 실제 설치예정인 A 관리소 ~ OO에너지 도시가스공급배관에 대한 정량적 위험성 평가를 실시한 후 사회적 위험이 허용영역 밖에 위치하는 경우에 대하여 위험을 낮추기 위한 안전관리강화조치(위험 경감조치)를 도출하였으며, 도출한 위험경감조치별 위험감소효과를 계산하였다. 위험감소율이 가장 큰 조치는 배관의 부식관리, MOV 설치 및 타공사로 인한 배관손상방지조치를 모두 이행하도록 하는 10번 조치임을 알 수 있었다.
  • 위험이 허용영역 밖에 위치하는 경우, 즉 위험이 조건부허용영역과 허용불가영역에 해당하는 경우에는 위험을 감소시키기 위한 위험경감조치를 도출하였다. 위험경감조치의 도출은 배관의 설계단계에서부터 시공 및 운전단계에서 발생할 수 있는 모든 손상 메커니즘을 파악한 후 각각의 원인을 해소하거나 제거할 수 있는 조치를 선정하였다. 위험감소조치로는 전기방식 조치, 배관의 피복조치, 배관두께 증강조치 및 One-call system 등을 도출하였으며, 도시가스사업법령에 따라 배관을 설치 시 또는 유지관리 시 의무적으로 실시토록 한 배관의 피복조치와 On-call system 등은 본 연구의 위험경감조치에서 제외하였다.
  • 위험은 사고발생빈도와 사고피해영향의 곱으로 계산하며, 계산한 위험의 크기에 따라 허용영역(Broadly acceptable region), 허용불가영역(Unacceptable region) 및 조건부 허용영역(Tolerable region or ALARP)으로 구분한다[3]. 국내의 도시가스배관 위험성평가 지침에서는 영국의 위험기준(risk criteria)을 따라 Fig.
  • 타공사 등 제3자에 의한 고압배관의 손상확률을 줄이기 위해 배관상부에 철근콘크리트 구조물 (C/S)을 설치하여 배관을 보호할 수 있도록 하였으며, 미국의 뉴저지주 등에서 도시지역에 고압배관 설치를 허가할 때 허가 조건으로 하고 있는 ILI(In-line inspection, 배관 내부검사)를 하도록 하였다. 또한, 타공사 등으로부터 배관을 보호하고 감시하기 위하여 CCTV를 설치하도록 하였으며, 배관의 외부 부식관리를 위하여 배관의 외면검사 방법인 DCVG (direct current voltage gradient) 등을 실시하도록 하였다.

대상 데이터

  • 풍속 및 대기 안정도에 따른 다양한 사고 피해 영향 결과를 산정하기 위해서는 기후자료가 필요 하다. OO에너지 사업소 공급배관의 위험성 평가를 위한 기후데이터는 2008년 기상청의 서울지역의 연간기후 데이터[8]를 사용하였다. 다만, 가혹한 대기조건으로 화재를 시뮬레이션하기 위해 대기온도는 Table 3과 같이 지표면 온도 13.
  • 정량적 위험성 평가대상은 A 관리소 ~ OO에너지도시가스 공급배관이다. 공급배관의 규격은 Table 1과 같이 재질은 API-5L-X42, 관경은 400A이며, 배관의 길이는 3 km이다.
  • 1.2 평가대상 선정

    정량적 위험성 평가대상은 A 관리소 ~ OO에너지도시가스 공급배관이다. 공급배관의 규격은 Table 1과 같이 재질은 API-5L-X42, 관경은 400A이며, 배관의 길이는 3 km이다.

데이터처리

  • 위험성 평가 절차는 Fig. 2와 같이 평가대상을 선정하고, 자료수집, 사고 시나리오 구성, 사고발생빈도 및 피해분석, 위험도 계산 및 판단, 위험의 허용여부 결정 순서로 하였으며, 사고피해영향 분석은 PHAST RISK 6.53을 이용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
risks(위험)의 계산 및 구분법은? 위험은 사고발생빈도와 사고피해영향의 곱으로 계산하며, 계산한 위험의 크기에 따라 허용영역(Broadly acceptable region), 허용불가영역(Unacceptable region) 및 조건부 허용영역(Tolerable region or ALARP)으로 구분한다[3]. 국내의 도시가스배관 위험성평가 지침에서는 영국의 위험기준(risk criteria)을 따라 Fig.
위험성 평가란 무엇인가? 미국, 영국 등 선진국에서는 도심지에 고압배관을 설치할 때 위험성평가를 의무적으로 실시하도록 하고 있다. 위험성 평가란 시설에 존재하는 다양한 위험성(hazards)을 인지하고 그에 따른 위험(risks)을 분석․평가하여 이를 안전하게 관리(control)하기 위한 적합한 방법을 결정하는 과정을 말한다[2].
일반도시가스사업자가 4㎫이하의 압력으로 가스를 공급할 수 있는 경우는? 국내의 경우 고압(1㎫이상)의 도시가스 배관은 도매사업자인 한국가스공사가 설치하고, 일반도시가스사업자는 중압이하의 배관만을 설치할 수 있었다. 그런데, 최근 선진형 집단에너지 사업자 등이 도시가스를 고압으로 공급해줄 것을 요청함에 따라 정부에서는 도시가스사업법 시행규칙을 개정하여 한국가스안전공사로부터 안전성평가를 받고 그 결과에 따라 배관을 설치하거나 안전관리 조치를 하는 경우에는 일반도시가스사업자도 4㎫이하의 압력으로 가스를 공급할 수 있도록 하였다[1]. 이에 따라 한국가스안전공사에서는 객관적인 안전성평가를 수행하기 위해 학계와 업계의 의견을 들어 도시가스 고압배관에 대한 안전성평가 지침을 개발하고 정부의 승인을 득하였다[4].
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참고문헌 (11)

  1. 한국가스안전공사, 도시가스사업법, (2008) 

  2. 류영돈, 채충근, 곽채식, 조영도, 윤영기, 이경식, 이수경, "도시지역에 고압배관 설치를 위한 선진 외국의 안전조치 기준 비교", 한국가스학회 춘계학술발표회 논문집, 316-322, (2008) 

  3. HSE, Guidance on 'as low as reasonably practicable'(ALARP) decisions in control of major accident hazards (COMAH), http://www.hse.gov.uk/comah/circular/perm12.htm 

  4. 한국가스안전공사, 2000-11 도시가스고압배관의 안전성평가 지침, (2008) 

  5. R.J. Harris, "DEVELOPMENT AND IMPLEMENTATION OF RISK ASSESSMENT METHODS FOR NATURAL GAS PIPELINES", International Conference with Special Focus on Gas Safety, (2001) 

  6. European Gas Pipeline Incident Data Group, Gas Pipeline Incidents fourth Report 1970-1998, (1999) 

  7. 류영돈, 이수경, 이경식, "정량적 위험성 평가를 통해 제안된 도시가스 고압배관의 안전조치에 대한 비용-편익 분석", KIGAS, 13(3), 22-27, (2009) 

  8. 기상청, Annual climatological report, (2008) 

  9. Young-Do Jo, Bum Jong Ahn, "A method of quantitative risk assessment for transmission pipeline carrying natural gas", Journal of Hazardous Materials, A123, (2005) 

  10. Stephens, M.J., "A model for sizing high consequence areas associated with natural gas pipelines", GRI Report no GRI-00/0189, Canada, October (2000) 

  11. 이경식, 류영돈 외, "도시가스고압배관의 정량적 위험평가 절차에 관한 연구" KIGAS 12(2), 25-39, (2008) 

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