NOVEC 가스 소화 설비는 소화 약제 보관용기에 보관되어 있는 NOVEC 가스를 보호구역에 정해진 시간 안에 방출하는 것이 가장 중요하며, 이를 위해서는 적절한 배관장치의 배치와 크기를 결정하는 것이 중요한 사항이다. 본 연구에서는 배관망해석 기법을 활용하여 NOVEC 가스 소화 설비의 설계방법론을 개발하였다. 설계방법론에 기초하여 각종 설계계수들을 결정 하였다. 개발된 방법론에 의해 소화 약제 방출시간에 대하여 계산한 결과 총 6.498초로 계산되어 제한시간인 10초 이내로 만족하는 것을 알 수 있었으며, 그 때의 압력손실은 21.09bar 이었다.
NOVEC 가스 소화 설비는 소화 약제 보관용기에 보관되어 있는 NOVEC 가스를 보호구역에 정해진 시간 안에 방출하는 것이 가장 중요하며, 이를 위해서는 적절한 배관장치의 배치와 크기를 결정하는 것이 중요한 사항이다. 본 연구에서는 배관망해석 기법을 활용하여 NOVEC 가스 소화 설비의 설계방법론을 개발하였다. 설계방법론에 기초하여 각종 설계계수들을 결정 하였다. 개발된 방법론에 의해 소화 약제 방출시간에 대하여 계산한 결과 총 6.498초로 계산되어 제한시간인 10초 이내로 만족하는 것을 알 수 있었으며, 그 때의 압력손실은 21.09bar 이었다.
The most important thing for NOVEC gas fire extinguishing equipment is to release NOVEC gas, which contained in the extinguishing container, to the safety section by the time appointed. For this matter, it is significant to decide arrangement and size of the proper piping equipment. This study has d...
The most important thing for NOVEC gas fire extinguishing equipment is to release NOVEC gas, which contained in the extinguishing container, to the safety section by the time appointed. For this matter, it is significant to decide arrangement and size of the proper piping equipment. This study has developed the design methodology of NOVEC gas fire extinguishing equipment in use of pipe network analysis techniques. Based on the design methodology, each design coefficient is chosen. It is found that the calculated result, which is 6.498 seconds, has been counted within the 10 seconds limit, which is fairly satisfied with extinguishing releasing time based on the developed methodology. At that time, the pressure loss is 21.09bar.
The most important thing for NOVEC gas fire extinguishing equipment is to release NOVEC gas, which contained in the extinguishing container, to the safety section by the time appointed. For this matter, it is significant to decide arrangement and size of the proper piping equipment. This study has developed the design methodology of NOVEC gas fire extinguishing equipment in use of pipe network analysis techniques. Based on the design methodology, each design coefficient is chosen. It is found that the calculated result, which is 6.498 seconds, has been counted within the 10 seconds limit, which is fairly satisfied with extinguishing releasing time based on the developed methodology. At that time, the pressure loss is 21.09bar.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
본 연구에서는 향후 선박 및 해양플랜트에서 소화 설비로서 많은 이용이 예상되는 NOVEC 가스 소활 설비의 설계방법 표준화를 위한 기초연구로서, NOVEC 가스 소화 설비 배관장치 설계방법론을 개발하였다.
제안 방법
본 연구를 통해 개발된 NOVEC 가스 소화 설비 설계방법론을 검증하기 위해 Microsoft Excel의 VBA를 이용하여 계산용 Software를 개발하였으며, 개발된 Software를 활용하여 NOVEC 가스 소화 설비의 소화제 방출시간에 대한 계산을 수행하였다.
본 연구에서 적용한 Minimax NOVEC 1230 시스템은 NOVEC 가스 방출압력이 50 bar 이고, 실린더 밸브에서의 압력손실이 8 bar이다. 따라서, 실린더 밸브 출구단에서 기화된 NOVEC 가스의 압력은 42 bar가 되며, 본 계산에서도 42 bar를 적용하였다.
대상 데이터
또한, NOVEC 가스 실린더의 출구에는 NOVEC 가스를 기화시키기 위한 실린더 밸브가 있다. 본 연구에서 적용한 Minimax NOVEC 1230 시스템은 NOVEC 가스 방출압력이 50 bar 이고, 실린더 밸브에서의 압력손실이 8 bar이다. 따라서, 실린더 밸브 출구단에서 기화된 NOVEC 가스의 압력은 42 bar가 되며, 본 계산에서도 42 bar를 적용하였다.
이론/모형
배관에서의 압력손실 산정방법은 다양한 방법이 있을 수 있지만, 가스계 배관장치에 일반적으로 적용되는 산정방법을 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단되며, 다양한 방법 중에서 국제해사기구(International Maritime Organization)에서 정하고 있는 가스 운반선 벤트관 장치용 산정방법을 적용하였다[5]. 국제해사기구에서 가스 운반선 벤트관 장치용으로 적용하고 있는 압력손실 산정방법은 Equation (4)와같다.
Equation (4)에서 dP는 압력손실, L은 해당 배관의 길이, D는 배관의 안지름, N은 각종 관부착품의 손실계수로서 Table 2와 같다. Equation (4)에서 가장 중요한 사항은 마찰 손실계수 f이며, 일반적인 유체의 마찰손실 계산에서는 Moody 마찰계수를 적용하지만, 여기서는 가스 유동임을 고려하여, IMO Resolution A.829(19)와 동일하게 fanning 계수를 적용하였으며, IMO Resolution A.829(19)에서와 동일하게 0.005를 적용하였다.
성능/효과
하지만, NOVEC 가스 소화 설비는 NOVEC 가스의 물성치에 대한 실험적 또는 경험적 설계 자료가 아직까지 정립 되어 있지 않아, NOVEC 가스 소화 설비의 설계를 위한 설계방법이 아직 표준화되어 있지 않은 상황이다. 따라서, NOVEC 가스 소화 설비 배관장치의 설계방법론을 개발하고, 개발된 설계방법론에서 필요한 각종 설계계수들을 실험적 또는 경험적으로 결정해가는 방법이 NOVEC 가스 소화 설비 설계법을 표준화해가는 가장 효율적인 방법일 것으로 판단된다.
본 연구를 통해 향후 선박 및 해양플랜트의 소화 설비로서 폭 넓은 적용이 예상되는 NOVEC 가스 소화 설비용 배관장치 설계방법론을 개발하였으며, 이를 통해 NOVEC 가스 소화 설비의 소화성능의 가장 중요한 인자인 소화제 방출시간을 산정할 수 있었다.
그 결과 180L 용량의 NOVEC 가스가 배관을 통해 6개의 노즐을 통과해서 방출되는 시간은 6.498초로 제한시간 10초를 만족하였다.
후속연구
선박과 부유식 해양플랜트의 경우에, 동일한 선박 또는 부유식 해양플랜트에서 더 많은 화물을 운송 또는 적재하기 위해서, 즉 동일한 화물을 더 작은 선박 및 부유식 해양플랜트로 운송 또는 적재할 수 있도록 하기 위해서, 선박 및 해부유식 해양플랜트에 탑재되는 각종 기기 및 설비를 소형화하는 것이 선박 및 부유식 해양플랜트의 운전효율을 높이기 위한 최선의 방법이다. 따라서, 다른 소화 설비에 비해 상당한 공간을 절약할 수 있는 NOVEC 가스 소화 설비는 향후 선박 및 부유식 해양플랜트용 소화 설비로서 많은 적용이 예상된다.
또한, 고정식 해양플랜트의 경우에는 해당 해양플랜트를 해양에 고정시키기 위한 하부구조물(Sub Structure)의 제작 및 설치에 굉장히 많은 비용이 소요되기 때문에 하부구조물 상부에 설치되는 톱사이드(Top-side)의 무게를 줄이는 것이 전체 프로젝트 비용과 직결되므로, 톱사이드 구조물에 설치되는 각종 기기 및 설비의 크기 및 무게를 줄이는 것이 고정식 해양플랜트 설계 및 건조에서 가장 중요한 사항이다. 이러한 이유로 NOVEC 가스 소화 설비는 향후 고정식 해양플랜트의 소화 설비로서 폭 넓게 사용될 것으로 예상된다.
다만, 본 연구에서 개발된 설계 방법론을 이용하여 실제 NOVEC 가스 소화 설비를 설계하기 위해서는 노즐의 방출 계수, NOVEC 가스의 점도, NOVEC 가스의 밀도 변화 등에 대한 실험적 연구가 추가로 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
선박과 해양플랜트가 각종 사고에 대비한 다양한 설비를 갖추고 있는 이유는?
선박과 해양플랜트는 특별한 경우를 제외하고는 대부분 해양에 고립되어 독립적으로 운영되기 때문에, 기기의 고장, 화재사고 등과 같은 사고가 발생하였을 경우에 육상으로부터 신속한 지원을 받는 것이 거의 불가능하기 때문에 각종 사고에 대비한 다양한 설비를 갖추고 있다. 특히, 화재사고는 선박 및 해양플랜트에 가장 치명적인 사고 중의 하나로서, 다양한 형태의 소화 설비를 갖추고 있다.
선박에 설치되는 고정식 소화설비 중 가스계 소화설비의 특징은?
고정식 소화 설비는 일반적으로 가스계 소화 약제를 사용하는 가스계 소화 설비와 물을 소화 약제를 사용하는 수계 소화 설비로 나뉜다. 가스계 소화 설비로는 Halon을 소화 약제로 사용하는 Halon 소화 설비와 CO2를 소화 약제로 사용하는 CO2 소화 설비가 가장 널리 사용되어 왔다. 하지만, Halon이 오존층 파과물질이라는 것이 알려지면서 몬트리올 의정서에 의해 사용이 금지되었으며, CO2 소화 설비는 지구온난화 문제가 대두되면서 사용을 자제하려는 추세이다[1].
NOVEC 가스 소화 설비에서 가장 중요한 것은?
NOVEC 가스 소화 설비는 소화 약제 보관용기에 보관되어 있는 NOVEC 가스를 보호구역에 정해진 시간 안에 방출하는 것이 가장 중요하며, 이를 위해서는 적절한 배관장치의 배치와 크기를 결정하는 것이 중요한 사항이다. 본 연구에서는 배관망해석 기법을 활용하여 NOVEC 가스 소화 설비의 설계방법론을 개발하였다.
참고문헌 (5)
M. E. Kim, "Trends of onboard fire extinguishing system," Proceedings of the KOSME Fall Conference, pp. 127-128, 2005 (in Korean).
NFPA, "NFPA 12-Standard on Carbon Dioxide Extinguishing Systems," National Fire Protection Association, 2011.
MINIMAX, "MX 1230 Fire Extinguishing System," pp. 6-13, 2014.
J. H. Choi and J. I. Yun, "A numerical study on pressure drop for Novec gas fire fighting system," Proceedings of the KOSME Fall Conference, pp. 233, 2014 (in Korean).
IMO, "MO RESOLUTION A.829(19), Guidelines for the Evaluation of the Adequacy of Type C Tank Vent Systems," 1995.
이 논문을 인용한 문헌
저자의 다른 논문 :
활용도 분석정보
상세보기
다운로드
내보내기
활용도 Top5 논문
해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다. 더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.