[논문]다차종 동시 충전을 위한 수소 스테이션의 안전 영향 평가 연구

김부승; 한규진; 홍승택; 최영보

doi:10.7842/kigas.2024.28.1.85

[국내논문] 다차종 동시 충전을 위한 수소 스테이션의 안전 영향 평가 연구
A Study on Safety Impact Assessment of a Multiple Hydrogen Refueling Station

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.28 no.1, 2024년, pp.85 - 99

김부승 (한국가스안전공사 가스안전연구원) , 한규진 (한국가스안전공사 가스안전연구원) , 홍승택 (한국가스안전공사 가스안전연구원) , 최영보 (충북대학교 안전공학과)

초록
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수소전기차의 보급 확대가 빠르게 이루어지며 수소충전소의 모델 또한 다양화되고 있다. 이에 따라 종류별 수소 충전소의 안전에 대한 이슈가 대두되고 있다. 본 연구에서는 승용·버스·트럭 등 다차종 동시 수소충전이 가능한 수소 스테이션의 정량적 위험성평가를 진행하였다. 정량적 위험성평가에 범용적으로 사용되는 Gexcon 사(社)의 Effects&Riskcurves Software를 활용하여 수소 누출에 따른 화재, 폭발 등의 시나리오를 부여하였다. 이를 통해 복사 열, 폭발 과압에 의한 피해 영향 거리를 계산해냈으며, 주변 건물 및 인구에 미치는 위험도를 측정하였다. 피해 영향 거리가 가장 크게 나타난 것은 충전설비 및 고압 압축가스 설비의 화재 및 폭발이었으며 개인적 및 사회적 위험도에 가장 크게 기여한 설비는 고압 압축가스 설비로 나타났다. 이에 따라 충전설비 및 압축가스 설비에 대한 안전거리를 보수적으로 책정하며 적절한 방호조치를 설치한다면 수소 누출 사고 발생 시 인적·물적 피해 최소화에 기여할 수 있을 것으로 검토된다.

Abstract ▼ AI-Helper

As the proliferation of hydrogen electric vehicles accelerates, there is observed diversification in hydrogen refueling station models. This diversification raises safety concerns for different types of stations. This study conducted a quantitative risk assessment of a multi-vehicle hydrogen station, capable of simultaneously refueling cars, buses, and trucks. Utilizing Gexcon's Effects&Riskcurves Software, scenarios of fire and explosion due to hydrogen leaks were assessed. The study calculated the impact distances from radiative heat and explosion overpressure, and measured risks to nearby buildings and populations. The largest impact distance was from fires and explosions at dispensers and high-pressure storage units. High-pressure storage contributes most significantly to personal and societal risk. The study suggests that conservative safety distances and proper protective measures for these facilities can minimize human and material damage in the event of a hydrogen leak.

주제어

표/그림 (25)

그림 Fig. 1. Site of refueling testbed
그림 Fig. 2. Layout by facilities
표 Table 1. Leak properties of each scenario[8][9][10]
표 Table 2. Population around the testbed
표 Table 3. Calculation sets[14]
그림 Fig. 3. Event tree analysis(ETA)
그림 Fig. 4. Dispenser#1 Jet fire GIS Top view
표 Table 4. Jet fire result of each 10% Leak scenario
표 Table 6. Thermal radiation exposure effects[15][16]
표 Table 5. Distance of heat radiation contours due to jet fire
그림 Fig. 5. Calculation set#3 HP storage Delayed ignition Overpressure GIS contours(10 m grid)
그림 Fig. 6. Calculation set#3 MP storage Delayed ignition Overpressure GIS contours(10m grid)
그림 Fig. 7. Calculation set#3 LP storage Delayed ignition Overpressure GIS contours(10 m grid)
표 Table 7. Horizontal jet Dispersion(flammable cloud) result
$Table 8. Total combustion energy result based on fraction(0.08/0.5/1.0) cloud involved in delayed ignition$ 표 Table 8. Total combustion energy result based on fraction(0.08/0.5/1.0) cloud involved in delayed ignition
표 Table 9. Effects estimates for common structures based on overpressure[17][18]
표 Table 10. Max. distance reached by overpressure due to rupture of vessels
그림 Fig. 8. Rupture of vessels overpressure reach distance contours on GIS
표 Table 11. Damage calculations for Rupture of vessels at Xd(17m, 30m)[19]
그림 Fig. 9. Individual risk Contours (0.0001/year)
그림 Fig. 10. Individual risk Contours (10^-5/year)
그림 Fig. 11. Individual risk Contours (10^-6/year)
표 Table 12. Total IR for Analysis points
그림 Fig 12. F-N Curves for societal risk
표 Table 13. Societal risk contribution(%) of each calculation set

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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