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문제 정의
- 본 연구에서는 지하 공간 내의 전체적인 열적 분포 특성을 분석하기 위해 천장에서 1 m 떨어진 지점의 XY-plane 과 각 화원의 중심을 지나는 ZY-plane에서의 시간에 따른 온도 분포를 분석 하였다. 또한, 화원으로부터 발생하는 열 기류의 높이 방향과 천장 벽면에 형성되는 연기 전파 정도를 총 7 개 지점에서의 급격한 온도상승 시점을 통해 분석하였다.
- 본 연구에서는 화원 위치에 따른 지하 복합 발전 플랜트 내 화재 해석을 수행하고, 지하 공간의 전체적인 열적 분포 파악하고 천장 및 화원 상부에서의 열 기류 선단의 전파 특성을 정량적으로 분석하였다.
가설 설정
- 복합 발전 플랜트 내에서 연료인 메탄(Methane, CH4) 가스가 누출 직후 연소되는 것으로 가정하였으며, 화재 시나리오가 화재 기류 특성에 미치는 영향을 분석하기 위해 화원의 최대 열 방출률 및 화원의 위치에 따라 Table 1에 나타낸 바와 같이 수치해석 case를 선정하였다. 화재 성장 속도는 ultra-fast 조건을 적용하였으며, 화재 발생 면의 크기는 최소 격자 크기와 동일한 1 m ×1 m이다.
- 이는 case2의 경우 fan room에 의해 불안정해진 화원으로부터의 상승기류가 주위 공기와 혼합되며 퍼져나가며 넓은 범위에 걸쳐 온도상승이 발생하기 때문이다. 이러한 열 유동 특성은 지하 공간 내 화재 감지 설비의 최초 감지 시간에 영향을 줄 수 있다. Fig.
- 하지만 복합발전 플랜트는 가스 터빈, 배열 회수 보일러 (Heat Recovery Steam Generator, HRSG) 등과 같은 대규모설비들로 인하여 건설 공간의 많은 제약이 따른다. 지하복합발전 플랜트의 경우 밀폐공간의 특수성으로 인해 가스 누출에 의한 폭발 및 화재의 위험성이 높다. 따라서 밀폐공간내의 화재특성을 분석하고, 정량적인 데이터를 기반으로 안전 시스템을 확보하여야 한다.
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