• 터널과지하공간
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• 제20권6호
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• pp.446-454
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• 2010

압축공기를 활용한 가스터빈 발전방식(CAES-G/T)은 태양열이나 풍력과 같은 신재생 에너지의 출력 변동성을 조절하는 유력한 수단 중 하나로 고려되고 있다. 국내에서 CAES 발전이 실용화된다면 지질여건상 암반터널식이 채택될 가능성이 크다. 암반터널식 CAES 시설에서는 압축공기 저장공간을 밀폐시키기 위한 콘크리트 플러그의 설치가 필요하므로 플러그의 형상과 크기를 결정하는 것이 중요한 설계변수가 된다. 파괴에 대한 안전율 분포와 접촉부 접촉압력 분포 분석을 통해 2가지 형태의 콘크리트 플러그에 대한 안정성 평가를 수행하였다. 주어진 지질조건에서는 테이퍼형 플러그가 쐐기형 플러그에 비해 구조적으로 안정한 것으로 나타났다. 쐐기형 플러그의 경우 측면 접촉부에서 분리현상이 예측되었고 이러한 분리면에서 압축공기의 누출 가능성과 마찰저항의 감소가 발생할 수 있음을 보여주었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권6호
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• pp.568-576
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• 2015

본 연구에서는 압축공기에너지저장 설비를 운영함에 있어 위험성이 크다고 분석된 '내조시스템 파손에 따른 압축공기 유출'과 '접근갱도 내 화재 발생' 리스크를 대상으로 시나리오를 작성하여 분석을 실시하였다. Bernoulli 방정식과 운동량 방정식을 결합하여 압축공기 분출에 따른 충격력을 계산하기 위한 식을 유도하였다. 이 식을 바탕으로 시나리오를 작성하여 충격력을 계산한 결과 충격력은 균열 직경의 제곱 및 압축공기의 압력에 비례하는 것으로 나타났다. 계절의 변화 및 화원의 위치에 따른 연기 확산 거동을 분석하기 위하여 4가지의 화재 시나리오를 작성하였다. 저장 공동 벽면 근처에서 화재가 발생한 경우는 10 m 떨어진 지점에서 화재가 발생한 경우보다 연기가 호흡한계선까지 하강하는 데 소요되는 시간이 더 짧은 것으로 나타났는데 이는 연기 파선단 전파로 인해 발생한 것으로 예측된다. 갱내로의 공기 유동 방향에 따라 연기의 확산 거동이 달라지기 때문에 겨울에 화재가 발생한 경우는 여름에 발생한 경우보다 연기의 확산속도가 빠르고 더 멀리까지 연기가 퍼지는 것으로 나타났다. 피난 시뮬레이션 해석 결과 여름과 겨울 화재에서의 피난요구시간(RSET)은 각기 262, 670 s로 분석되었다.

• 터널과지하공간
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• 제25권1호
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• pp.107-114
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• 2015

본 연구에서는 CAES 저장 공동의 운영단계에서 발생할 가능성이 있는 리스크를 분석 및 평가하고, 가장 높은 리스크 수준을 가지고 있는 것으로 판명된 리스크에 대해서 화재 시나리오를 작성하였다. 운영단계에서의 리스크를 상위 리스크와 하위 리스크로 구분하였다. 상위 리스크는 '기술적 리스크', '시설 리스크', '자연재해 리스크'로 이루어져 있으며, 하위 리스크는 11개의 리스크 요인들로 구성되어 있다. 20인의 관련 분야 전문가에게 설문 조사를 실시하였으며, 설문 내용을 분석하기 위해서 ANP 모델을 적용하였다. 리스크 우선순위를 결정하기 위해서 ANP 분석 결과와 기 결정된 리스크 평가기준을 비교하였으며, 그 결과 '관리공동 내 화재 발생'이 위험도가 가장 높은 리스크로 선정되었다. '관리공동 내 화재 발생' 리스크가 미치는 영향을 평가하기 위하여 시나리오를 작성한 후 분석하였다. 3가지 종류의 시나리오를 고려하였으며, 시나리오를 분석하기 위해서 FDS 화재 해석 프로그램을 사용하였다. 해석 결과 터널 내부에서 외부로 바람이 부는 경우를 가정한 No. 3 시나리오가 연기 확산 속도가 가장 크면서 가장 빠르게 연기가 호흡 한계선 이하까지 하강하는 것으로 나타났다. 따라서 운영요원이 접근터널에서 피난하는 경우 No. 3 시나리오가 가장 불리한 조건으로 판명되었다.