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수소충전소 안전거리 설정을 위한 수소제트 및 화염 특성 분석
A study of jet dispersion and jet-fire characteristics for safety distance of the hydrogen refueling station 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.23 no.6, 2019년, pp.74 - 80  

강승규 (한국가스안전공사 가스안전연구원 수소연구실)

초록
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수소를 고압으로 압축하여 사용하는 수소충전소는 안전 확보를 위해 설비간의 안전거리를 규정하고 있다. 수소 충전소에서 발생하는 사고 중 대부분의 사고는 누출사고이며, 누출 시 점화로 인해 제트화염이 생성된다. 고압의 수소 누출로 인한 가스 확산 및 제트화염의 해석은 안전거리 설정에 가장 중요한 요소이다. 본 연구에서는 고압의 환경에서 운용되는 수소충전소에서 발생할 수 있는 누출사고를 대비한 안전관리 규정 도출을 위하여 누출원 크기별 누출조건을 모사하고 위험거리 등을 파악하여 향후 안전기준 제정 시 참고자료로 활용하고자 한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Hydrogen refueling stations that use compressed hydrogen at high pressure provide safety distances between facilities in order to ensure safety. Most accidents occurring in hydrogen stations are accidental leaks. When a leak occurs, various types of ignition sources generate a jet flame. Therefore, ...

주제어

#hydrogen leak   #jet-fire   #safety distance   #hydrogen refueling station   #leak size  

표/그림 (8)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 해외의 사고빈도 데이터는 국내 환경을 반영하기에 부적합 할 수 있어, 확산 및 복사열, 폭풍압 등 피해영향을 분석하여 안전거리를 설정하는 일본의 방법이 국내에 적합할 것으로 사료된다. 따라서 본 연구에서는 수소충전소에서 발생하는 누출하고를 누출원 크기별로 시뮬레이션을 수행하고 누출확산거리 및 제트화염에 의한 화염 길이, 복사열 영향을 분석하고자 한다.
  • 본 논문은 수소충전소에서 발생할 수 있는 누출사고에 대한 평가를 통해 안전거리 설정에 대한 가이드라인을 제시하고자 한다. 누출원의 크기에 따른 제트확산 및 제트화염의 특성을 분석하여 사고에 따른 최소 안전거리를 확인한다.
  • 본 연구는 수소충전소 설비에서 발생 가능한 수소 누출원의 크기에 따라 누출시나리오를 정의하고 제트확산 및 제트화염을 해석하여 안전거리를 평가하였다. 누출시나리오의 선정을 위해 국제표준(IEC 60079-10-1)에서 권장하고 있는 구동방식 및 부품별 누출원 면적을 적용하여 대표 누출원의 크기를 6가지로 분류하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
누출원의 크기가 증가할수록 나타나는 현상은? 누출원의 크기가 증가할수록 제트 확산 거리가 증가하는 현상을 확인 할 수 있으며, 50%LFL 거리는 LFL 거리의 약 2배까지 확장되는 것을 볼 수 있다. 누출가스의 확산 거리는 수소충전소 안전거리 기준 중 화기와의 거리를 설정하는데 중요한 고려 사항이다.
안전거리란 무엇인가? 안전거리(Safety distance)는 발생 가능한 사고로 인한 피해 영향을 완화하고 사소한 사고가 대형사고로 확대되는 것을 방지하기 위해 사고위험요인으로부터 보호대상(사람, 설비 등)까지의 최소 이격거리를 말한다. 유럽의 EIGA는 산업설비에 대한 안전거리를 설정하는데 있어 기본 원칙을 정의하고 Fig.
국내에서 발표한 수소전기차 관련 중장기 로드맵의 구체적인 목표는? 국내에서도 2019년 수소경제로드맵을 발표하고 2040년까지 수소전기차 290만대를 보급하고 1,200기의 수소충전소를 구축하겠다는 목표를 제시하였다[1]. 수소전기차의 보급확대를 위해서는 충전인프라의 확대가 필수적이며 이를 위해 충전인프라의 위험성 평가 및 실증 연구를 통한 국내의 안전·운영 규제를 안전성과 경제성이 양립되는 방향으로 세부 시설기준 개발을 도모하고 있으며, 기존의 충전소, 주유소와 수소충전소간의 융합 스테이션 기준마련 및 설비간 이격거리 마련(충전소 형태별 설치기준, 안전거리 재설정)을 위한 연구가 진행되고 있다.
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참고문헌 (9)

  1. Korea Hydrogen Economy Roadmap, MOTIE, (2019) 

  2. J.W. Park, Y.S. Huh and S.K. Kang, "A Study on Site to Build Hydrogen Multi Energy Filling Station in Domestic LPG Station", Trans. of Korean Hydrogen and New Energy Society, 28(6), 642-648, (2017) 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Determination of safety distances, EIGA, IGC Doc 75/07/E, (2007) 

  4. Review of 70MPa hydrogen station technical standards, KHK, (2012) 

  5. Katrina M. Groth, Ethan S. Hecht and John T. Reynolds, "Methodology for assessing the safety of Hydrogen Systems: HyRAM 1.0 technical reference manual", Sandia Report, SAND2015-10216, (2015) 

  6. Jeffrey LaChance, William Houf, Bobby Middleton, and Larry Fluer, "Analyses to Support Development of Risk-Informed Separation Distances for Hydrogen Codes and Standards", SANDIA REPORT, SAND2009-0874, (2009) 

  7. IEC60079-10-1 Explosive atmospheres - Part 10-1: Classification of areas, International Electro-technical Commission, (2015) 

  8. Facility/Technical/Inspection Code for Fuel Vehicles Refueling by Type of On-Site Hydrogen Production, KGS FP 216, (2019) 

  9. Facility/Technical/Inspection Code for Vehicles Refueling by Type of Compressed Hydrogen Delivery, KGS FP 217, (2019) 

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