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[국내논문] 도심지 하천매설배관의 위험성 평가에 관한 연구
A Study on the Risk Assessment of River Crossing Pipeline in Urban Area 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.24 no.2, 2020년, pp.22 - 28  

박우일 (한국가스안전공사 가스안전연구원) ,  유철희 (한국가스안전공사 가스안전연구원) ,  신동일 (명지대학교 재난안전학과) ,  김태옥 (명지대학교 재난안전학과) ,  이효렬 (한국가스안전공사 가스안전연구원)

초록
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본 연구에서는 도심지 국가하천을 지나는 도시가스 고압 배관에 대하여 정량적 위험성 평가를 실시하였다. 위험성 평가는 최악의 시나리오 조건에서 실제 도시가스 물성, 교통량과 인구·기상 데이터를 기반으로 수행하였으며, 평가 결과 사회적(societal) 위험도와 개인적 (individual) 위험도는 조건부 허용영역에 위치하는 것을 확인하였다. 이는 하천매설 배관의 시공 시 당시 보호관으로 보호하거나 방호구조물 안에 설치한 것에 따른 위험 경감 효과가 고려되지 않은 위험성 평가 결과에 반영되지 않은 점을 고려한다면 보다 안전하다고 판단할 수 있다. 또한, SAFETI v8.22를 활용하여 복사열에 의한 사고 피해 거리와 확산 거리 등이 풍속과 대기안정도의 변화에 따른 영향을 분석하였다. 결과적으로 위험성 평가 결과 현재까지 배관의 안전성은 확보되어 있으나, 주기적인 점검과 모니터링을 통해 하상 변동을 포함한 예상치 못한 사고를 방지하는 등 안전성 향상방안을 제언한다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this study, quantitative risk assessment was carried out for city gas high-pressure pipelines crossing through urban rivers. The risk assessment was performed based on actual city gas properties, traffic volume and population and weather data in the worst case scenario conditions. The results con...

Keyword

#risk analysis   #pipeline   #SAFETI   #leak frequency   #consequence  

표/그림 (12)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 위험성 평가를 통해 도심지의 하천 횡단 매설 배관 안전성을 확인하고, 필요 시 안전성 향상을 위한 대안을 마련하고자 하였다. 국내 도심지의 A에 위치한 국가하천을 횡단하는 배관을 대상으로 선정하였으며, 위험성 평가 결과 F-N curve의 위험도는 조건부 허용범위(ALARP) 내에 분포하는 것을 확인하였다.
  • 국내 기준의 경우에는 하천횡단 매설 배관에 대해 설계 전 위험성 평가나 피해 영향을 확인하지 않고 있으며, 더불어 위험 등급 분류에 따른 매설 심도 선정에 대한 상세기준을 제시하지 않고 있어 국외 기준과의 부합화가 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 도심지와 인접하여 상대적으로 위험도가 높은 하천횡단 매설 배관에 대해 위험성 평가를 실시하여 피해 영향 분석을 통한 안전성 향상방안 강구 및 기준 부합화를 위한 기초 자료로 활용하고자 한다. 

가설 설정

  • [8] 자료에는 사고 요인별 누출 양상과 사고빈도가 정리되어 있으며, 위험성 평가 시에는 각 누출공의 크기별 사고 발생빈도의 최악의 시나리오를 적용하였다. 즉, 소누출에서는 부식에 의한 사고, 중누출에서는 타공사를 포함한 외부간섭, 대누출은 지반이동이라는 사고 상황으로 가정하였다.
  • 주간은 06:00~18:00, 야간은 18:00~06:00으로 구분하였으며, 주거지역의 경우 주간은 총인구의 70%, 야간의 경우에는 99%가 상주한다고 가정하였다. 또한, 도심지 인근 지역의 하천에 설치된 산책로 이용인구를 주간 30명, 야간 150명으로 가정하였다.
  • 6은 위험성 평가 조건에 따라 매설 배관에서 발생하는 도시가스의 누출 범위를 나타낸 것이다. 확산 범위는 풍속의 영향이 지배적이며, 풍속이 강함에 따라 확산 높이는 낮아지고 거리는 증가하는 경향을 보인다. 중누출 이상의 조건에서 확산 범위는 거주지 인근까지 근접해지나 강한 풍속에 의한 희석, 환기 효과로 인해 가연성 가스가 장기간 체류하지 않아 피해 영향은 없을 것으로 판단된다.
  • 22에 입력한 결과를 나타낸 것이다. 배관의 관경은 20 in, 두께는 7.9 mm, 배관 사용년 수는 33년이며, 유량은 사용량에 따라 유동적으로 변하기 때문에 15 kg/s로 가정하였다. 
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
위험성 평가란? 위험성 평가란 시설에 존재하는 다양한 위험성 (hazard)을 인지하고 그에 따른 위험(risk)을 분석 · 평가하여 이를 안전하게 관리(control)하기 위한 적합한 방법을 결정하는 과정을 말한다.[4]
국가하천 및 지방 1 · 2급 하천의 규정은? 다만 현장 여건상 교량에 설치할 수 없는 경우에는 하천 밑을 횡단하여 매설할 수 있으며, 하천 등급에 따라 매설 심도를 구분하여 규정하고 있다. 국가하천 및 지방 1 · 2급 하천의 경우 매설 심도는 4.0 m 이상, 소하천 · 수로의 경우에는 2.5 m 이상, 경암으로 이루어진 하천과 기타 하천은 1.2 m 이상으로 유지하도록 규정되어 있다.
위험성 평가의 단계중 위험요소를 확인하는 단계는? 위험성 평가의 일반적인 절차는 위험요소 확인과 사고시나리오 수립, 설정된 사고시나리오에 대한 빈도 분석과 결과분석, 개인적/사회적 위험도 분석, 위험 감소 방안 수립으로 정리된다. 위험요소를 확인하는 단계에서는 HAZOP과 같은 정성적 평가 기법이 적용될 수 있으며 사고빈도 분석은 통계 데이터나 FTA(Fault Tree Analysis) 분석 기법 등이 적용된다. 사고결과분석은 누출 등 사고시나리오에 근거하여 거리별 복사 열이나 폭발 압력 피해 규모를 해석하고 사람이나 건물의 피해 정도를 산정한다.
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참고문헌 (13)

  1. Lee, D. H., Jo. Y. D., Choi, S. C., Bang, H. J., Gong, J. S., and Ma, Y. H., "A study on the depth of cover for river-crossing pipelines", Korea Institute of Gas, 2010(5), 159-162, (2010) 

  2. The Institution of Gas Engineers, "Steel and PE pipelines for gas distribution", IGE Code TD1, 4th ed., 1677, (2005) 

  3. Park, W. I., Jo. Y. D., Yu, C. H., and Ryou, Y. D., "Research and Analysis of International DOC (Depth of Cover) Standards for Installing City Gas Pipelines Crossing a River", Korea Institute of Gas, 2018(5), 106-106, (2018) 

  4. Ryou, Y. D., Chae, C. K., Kwak, C. S., Jo. Y. D., Yoon, Y. K., Lee, K. S., and Lee, S. K., "Comparison of Safety Measures to Installing High Pressure Pipelines in the Cities", Korea Institute of Gas, 2008(4), 316-322, (2008) 

  5. Yoon, Y. K., Oh, S. K., Seo, J. M., Lim, D. Y., and Yoon, E. S., "A Development of System for Efficient Quantitative Risk Assessment on Natural Gas Supply Facilities", Korea Institute of Gas, 2012(1), 39-45, (2012) 

  6. 한국산업안전보건공단, KOSHA GUIDE P - 107 - 206 최악 및 대안의 누출 시나리오 선정에 관한 기술지침, (2016) 

  7. 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 

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

  9. European Gas Pipeline Incident Data Grop, Gas Pipeline Incidents 10th Reaport 1970-2016, (2018) 

  10. P.A.M. Uijt de Haag and B.J.M. Ale, "Guideline for Quantitative Risk Assessment, 'Purple book' Exposure and Damage", (2005) 

  11. 서울열린데이터광장, (2019) 

  12. 기상청, (2019) 

  13. 통계청, (2019) 

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