[논문]가스계소화설비의 약제 방출량에 대한 이론적 고찰 및 방출시험 (II)

박신영; 김위경

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박신영 (한국전력기술) , 김위경 (한국원자력안전기술원)

가스계 소화설비는 소방관계법에 따른 인증 프로그램에 의해 설계를 수행한다. 하지만, 현장에 설치되는 가스계 소화설비는 공급배관의 규모 및 형상에 차이가 있어 인증 프로그램의 적절성을 보장 할 수가 없다. 따라서 모의시험을 통해 선택밸브 위치에 따른 차이점을 검증하여 모의시험의 개선방향을 제시하고 직접 방출시험의 소개와 가스계 소화설비의 판정방법 개선 필요성을 제시하고자 한다.

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문제 정의

따라서 방화지역의 조기 경보시간인 30초를 이용하여 미리 소화약제 배관에 약제를 충진하여 배관 내부 공기를 대기로 방출함으로써 방호구역에 높은 농도의 소화 약제를 방출할 수 있도록 공기조기방출설비를 이용하여 설계를 하였다. 모의시험을 통해 가스계 소화설비의 판정방법을 검증하고 직접 방출시험을 통해 개선된 판정방법에 따른 결과를 소개하고자 한다.

제안 방법

소화약제 저장탱크와 방화지역 사이의 거리가 먼 신고리 원자력발전소 3,4호기 이산화탄소 소화설비는 설계프로그램 인증시 사용된 모의설비와 크게 다르다. 따라서 방화지역의 조기 경보시간인 30초를 이용하여 미리 소화약제 배관에 약제를 충진하여 배관 내부 공기를 대기로 방출함으로써 방호구역에 높은 농도의 소화 약제를 방출할 수 있도록 공기조기방출설비를 이용하여 설계를 하였다. 모의시험을 통해 가스계 소화설비의 판정방법을 검증하고 직접 방출시험을 통해 개선된 판정방법에 따른 결과를 소개하고자 한다.
약제가 계속 방출되어 산소농도측정에 영향을 미친다. 따라서 이를 검증하고자 모의시험을 통해 드라이아이스의 발생 여부를 확인하고, 선택밸브 후단에 CO₂ 약제가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우의 영향을 비교하였다.
신고리 원자력발전소 3,4호기에 설치된 CO₂ 소화설비의 경우 소화약제 저장탱크와 방호구역간의 거리가 멀어 방출개시 후 68초(농도측정지연시간 8초 포함) 이내에 설계농도 만족 요건을 만족시키기 어려워 공기조기방출설비를 이용해 필요약제량의 130%가 방출되도록 설계를 했다. 현장에 설치된 CO₂ 소화설비의 성능을 확인하기 위해 신고리 원자력발전소 3호기의 비상디젤발전기실에서 직접 방출시험을 실시하였으며 드라이아이스의 발생 방지를 위해 사전에 히터를 이용해 30℃까지 룸을 가열하였고, 아래 Table 2에 적용된 CO₂ 소화설비 개략도와 시험결과를 표시하였다.
소화설비의 경우 소화약제 저장탱크와 방호구역간의 거리가 멀어 방출개시 후 68초(농도측정지연시간 8초 포함) 이내에 설계농도 만족 요건을 만족시키기 어려워 공기조기방출설비를 이용해 필요약제량의 130%가 방출되도록 설계를 했다. 현장에 설치된 CO₂ 소화설비의 성능을 확인하기 위해 신고리 원자력발전소 3호기의 비상디젤발전기실에서 직접 방출시험을 실시하였으며 드라이아이스의 발생 방지를 위해 사전에 히터를 이용해 30℃까지 룸을 가열하였고, 아래 Table 2에 적용된 CO₂ 소화설비 개략도와 시험결과를 표시하였다.

성능/효과

방호구역의 온도를 높이고, 공기조기방출설비를 적용해 상기와 같은 좋은 결과를 얻을 수 있었다.
시험결과 방호구역의 온도가 –70℃ 전후까지 떨어져 드라이아이스가 발생하는 것을 육안으로 확인하였고, 배관 내 잔존하는 약제가 농도측정에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

후속연구

가스의 기화속도가 결정되고 가스분석기의 측정지연시간이 존재하므로, 화재시와 같이 방호구역의 온도를 높이고 선택밸브 후단의 잔존 약제의 영향을 배제하거나 가스분석기의 측정지연시간을 고려하여 방출시험의 합격여부를 판단하는 시험요건의 확립이 필요한 것으로 판단된다. 또한, CO₂ 소화설비의 경우 인증받은 설계프로그램과 현장의 설치 여건이 다르므로 직접 방출시험을 통해 설계프로그램의 검증을 1차로 수행하고 나머지 방호구역에 대해서는 NFPA 2001[2]에 의해 청정약제소화설비에 적용하는 완전성시험(Enclosure Integrity, 일명 Door Fan Test)을 실시하여 신뢰성을 검증하는 방안의 적용이 필요할 것으로 판단된다.

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