| 초록 |
수소 공급시설에는 배관, 밸브 등 많은 장치들이 복잡하게 설치되어 있고, 장치들간의 연결부 등에서는 누출이 발생할 가능성이 존재한다. 수소 기체는 기존의 에너지원인 탄화수소 기체에 비하여 큰 폭발 가능 농도범위, 낮은 최소발화 에너지 등, 물리·화학적 특성이 상이하다. 하지만, 수소사용 시설의 안전 규정 및 기준이 명확하게 정립되어 있지 않은 이유로, 유럽, 미국 등에서 이를 보완하기 위한 선행연구가 다양하게 수행되었다. 그러나, 국내 가스안전 기준은 수소만을 대상으로 하기에는 미흡한 부분이 있기 때문에 안전 기준을 조금 더 보완할 필요가 있다. 국내 가스안전 기준을 참고하여 수소사용시설의 감압부를 대상으로 자연환기 및 강제환기의 사례연구를 유체전산모사를 통하여 진행하였다. 먼저, 수소기체의 빠른 확산을 위하여 자연환기의 효과를 최대화 하는 조건인 환기구 위치, 면적 등의 사례연구를 수행하였다. 또한, 누출 발생시 폭발사고를 방지하기 위하여 수소농도가 기준인 1/4 LFL (1 vol%)을 넘지 않는 강제환기 사례연구를 추가적으로 진행하였다. 그 결과 위-아래 교차로 설치된 환기구를 통하여 장치내부의 수소농도를 가장 효과적으로 낮출 수 있었으며, 기준농도를 넘는 경우는 강제환기를 통하여 1/4 LFL 이하로 농도를 낮출 수 있었다. 본 연구는 수소 설비 안전설계의 참고자료로 유용하게 활용 될 것이다. |
