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논문 상세정보

위험성 평가를 통한 패키지형 수소충전소 안전성 향상에 관한 연구

A Study on Safety Improvement for Packaged Hydrogen Refueling Station by Risk Assessment

Abstract

In this study, the components of packaged hydrogen filling station were analyzed and risk factors were examined. Risk scenarios were constructed and quantitative risk assessments were conducted through a general risk assessment program (phast/safeti 7.2). Through the risk assessment, the range of damage according to accident scenarios and the ranking that affects the damage according to the risk factors are listed, and scope of damage and countermeasures for risk reduction are provided. The quantitative risk assessment result of the packaged hydrogen filling station through this task will be used as the basic data for improving the safety of the packaged filling system and preparing safety standards.

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저장장치
저장장치란?
압축된 수소를 대용량의 고압용기에 저장하는 시스템이며 운전장치는 각 장치를 연결하는 고압밸브, 배관, 센서 및 통합제어장치로 구성된다.

압축장치는 다이아프램 혹은 부스터를 이용하여 저압의 가스를 고압으로 압축하는 장치로서 수소자동차의 경우 35 MPa 혹은 70 MPa의 충전압력을 필요로 한다. 저장장치는 압축된 수소를 대용량의 고압용기에 저장하는 시스템이며 운전장치는 각 장치를 연결하는 고압밸브, 배관, 센서 및 통합제어장치로 구성된다.

수소충전소의 구성
수소충전소의 구성은 어떻게 구분할 수 있는가?
수소공급장치, 압축장치, 저장장치, 충전장치, 운전장치로 구분할 수 있다

일반적인 수소충전소의 구성은 수소공급장치, 압축장치, 저장장치, 충전장치, 운전장치로 구분할 수 있다(Fig. 1).

해외의 leak database
국내의 위험성 평가시 해외의 leak database를 활용하지만 수소충전소 해석에 사용하는데 한계가 있는 이유는?
이러한 데이터베이스는 수소가스에 특화되어 있지 않고 천연가스 및 석유가스 분야에서 누적된 자료이기 때문에 수소충전소 해석에 사용하는 데 한계가 있다.

현재 국내에서는 이러한 누출원에 대한 데이터베이스가 운영이 되고 있지 않아 위험성 평가시 해외의 leak database를 활용하는데, 영국 HSE에서 운영하는 Hydro Carbon Release Database(HCRD)1)와 미국의 Oil & Gas Producers (OGP)에서 운영하는 Process Release Frequencies Database2)가 대표적이다. 그러나 이러한 데이터베이스는 수소가스에 특화되어 있지 않고 천연가스 및 석유가스 분야에서 누적된 자료이기 때문에 수소충전소 해석에 사용하는 데 한계가 있다. 본 연구에서는 최근에 미국의 국립연구소인 Sandia National Laboratory(SNL)에서 수소충전소에 대한 위험성평가를 위해 작성한 사고 시나리오 데이터3)를 활용하였다.

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