• 한국전산구조공학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.1-8
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• 2024

본 논문에서는 확률론적 처리기법을 적용하여 플랜트 시설물의 폭발 재현주기에 따른 폭발 위험도를 분석하였다. HSE에서 제공하는 누출 데이터, DNV에서 제시한 플랜트당 연간 누출 빈도, 다양한 연구진이 제시한 점화 확률을 고려하여 누출량에 따른 폭발 재현주기를 산정하였다. 산정된 폭발 재현주기를 통해 폭발 위험도를 증기운의 부피 및 반경, 폭발하중에 대하여 평가하였다. 재현주기에 따른 증기운의 반경과 과거 실제 증기운 폭발 사례, 내폭설계 가이드라인을 비교 분석하여 설계폭발하중 모델을 위한 기준거리를 제시하였다. 멀티에너지법을 통하여 폭발 재현주기에 따른 폭발하중의 범위를 분석하였으며, 설계폭발하중 모델의 기준이 되는 재현주기를 제안하였다. 본 연구의 결과로 플랜트 시설물에 대한 성능기반 내폭설계의 간략한 표준안으로 활용이 가능하다.

• Architectural research
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• 제15권3호
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• pp.151-158
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• 2013

Offshore oil and gas process plants are exposed to hazardous accidents such as explosion and fire, so that the structural components should resist such accidental loads. Given the possibilities of thousands of different scenarios for the occurrence of an accidental hazard, the best way to predict a reasonable size of a specific accidental load would be the employment of a probabilistic approach. Having the fact that a specific procedure for probabilistic accidental hazard analysis has not yet been established especially for explosion and fire hazards, it is widely accepted that engineers usually take simple and conservative figures in assuming uncertainties inherent in the procedure, resulting either in underestimation or more likely in overestimation in the topside structural design for offshore plants. The variation in the results of a probabilistic approach is determined by the assumptions accepted in the procedures of explosion probability computation, explosion analysis, and structural analysis. A design overpressure load for a sample offshore plant is determined according to the proposed probabilistic approach in this study. CFD analysis results using a Flame Acceleration Simulator, FLACS_v9.1, are utilized to create an overpressure hazard curve. Moreover, the negative impulse and frequency contents of a blast wave are considerably influencing structural responses, but those are completely ignored in a widely used triangular form of blast wave. An idealistic blast wave profile deploying both negative and positive pulses is proposed in this study. A topside process module and piperack with blast wall are 3D FE modeled for structural analysis using LS-DYNA. Three different types of blast wave profiles are applied, two of typical triangular forms having different impulse and the proposed load profile. In conclusion, it is found that a typical triangular blast load leads to overestimation in structural design.

• 한국가스학회지
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• 제10권3호
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• pp.48-53
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• 2006

본 연구에서는 LPG용기를 취급판매 하는 소매상점에의 화재 및 폭발 상황시 인근 아파트 단지에 얼마나 영향을 주는지에 관한 피해 분석을 하였다. 위험성 평가는 피해분석과 빈도분석으로 이루어지는데 여기서는 피해분석에 중점을 두고 수행하였다. 피해분석을 위하여 두 개의 최악시나리오를 Event Tree Analysis를 통하여 선정하였다. 선정된 시나리오를 바탕으로 W equivalent Method와 컴퓨터 모델링을 통하여 과압과 비산정도를 예측하였다. 이를 바탕으로 소매상점으로부터 거리별 영향분석을 실시하여 폭발사고 발생시 실제 얼마만큼의 위험 영향이 미치는지를 정량적 분석으로 표현하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.20-28
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• 2005

미국, 유럽 등의 대형 화학회사들은 효율적인 위험관리를 위해 단계적 위험성평가 전략을 채택하고 있다. HAZOP이나 정량적위험성평가와 같은 상세한 평가를 수행하기 위한 사전단계로서 위험선별(risk screening)기법을 도입하였다. 본 연구에서는 Khan과 Abbasi가 제안한 위험선별방법인 화재폭발손실지수 법(Fire & Explosion Damage Index, FEDI)을 국내의 BTX플랜트에 적용시켜 보았다. 적용결과를 정량적위험성평가의 결과와 비교해 본 결과, 화재폭발손실지수법이 위험잠재성을 파악하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 알 수 있었다. 또한 화재폭발손실지수 법에 대한 민감도분석을 수행함으로써 화재 및 폭발에 영향을 미치는 가장 큰 인자는 설비내 물질의 특성과 양(quantity)임을 알 수 있었다. 본 연구의 결과를 바탕으로 하여 HAZOP의 사전단계로서 화재폭발손실지수 법을 적용한다면 보다 효율적인 위험성 평가가 가능할 것이다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제20권1호
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• pp.6-14
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• 2006

가스로 인한 화재 및 폭발사고의 예측 가능한 프로그램을 구체화하고, 적절한 사회적 위험기준을 제시하기 위하여 최근 11년간의 가스사고 데이터베이스를 분석하였다. 먼저 동일유형의 가스사고 발생가능 성을 판단할 수 있는 Poisson 분석 방법을 적용하기 위해 3개의 사고유형, 즉 누출, 폭발, 화재로 구분하여 총 16개 항목으로 나누어서 적용하였다. 그 결과, 시공 작업 부주의-폭발-배관의 항목의 사고발생반도가 가장 작았으며, 배관연결부이완부식-누출-배관의 경우는 가장 높은 빈도를 나타내었다. 따라서 이에 대한 적절한 가스사고 대응책이 마련되어야 할 것이다. 또한 치명적인 가스사고의 추세와 합리적인 위험정책에 대한 지침을 결정하기위해 D. O. Hagon 방정식과 회기직선식을 이용하여 F.N 곡선의 누적사망자의 최소 및 최대점에 대응시켜 허용가능영역을 설정하였다. 향후 가스사고에 대한 신뢰성 있는 분석을 위해서는 가스로 인한 화재 폭발사고에 대한 데이터베이스를 지속적으로 확충보완을 시켜야 되며, 이를 위한 표준 코드화 작업이 요구된다.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제9권2호
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• pp.135-148
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• 2017

Topside areas on an offshore oil and gas platform are highly susceptible to explosion. A blast wall on these areas plays an important role in preventing explosion damage and must withstand the expected explosion loads. The uniformly distributed loading condition, predicted by Explosion Risk Analyses (ERAs), has been applied in most of the previous analysis methods. However, analysis methods related to load conditions are inaccurate because the blast overpressure around the wall tends to be of low-level in the open area and high-level in the enclosed area. The main objectives of this paper are to study the effects of applying different load applications and compare the dynamic responses of the blast wall. To do so, various kinds of blast pressures were measured by Computational Fluid Dynamics (CFD) simulations on the target area. Nonlinear finite element analyses of the blast wall under two types of identified dynamic loadings were also conducted.

• 한국가스학회지
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• 제16권5호
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• pp.58-65
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• 2012

현재 가연성 가스의 누출시 누출된 가스의 확산과 VCE에 의한 과압을 예측하기 위해 여러 모델들이 이용되고 있다. 그러나 이 모델들은 누출설비의 지형과 장애물 그리고 건물들의 영향에 대해서는 충분히 고려하지 않은 단순한 접근방법을 이용하고 있다. 이에 본 연구는 누출된 물질의 연소형태, 설비의 Geometry, 난류, 장애물, 바람의 영향 등 여러 변수를 고려하여 보다 정확하게 분석할 수 있는 CFD(Computational Fluid Dynamics) Model을 검토함으로서 누출된 가스의 확산과정과 분포형태 그리고 폭발시 화염과 과압의 결과를 2D와 3D의 가상공간에서 제시하였다. 이러한 CFD 분석결과는 폭발에 대한 리스크 분석과 리스크 기반의 설계에 있어 유용하게 활용될 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.223-229
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• 2014

본 연구는 시뮬레이션 툴을 이용해 HCNG 연료의 폭발 특성에 대하여 고찰하였다. 충전소의 대량 가스누출로 인한 증기운 폭발과 저장용기 폭발에 의한 피해 범위를 예측하였다. HCNG 충전소에서 증기운 폭발이 발생할 경우 충전소 내부에 50~200kPa의 폭발압력이 형성되었다. 저장용기가 폭발할 경우 수소의 경우 과압이 미치는 거리는 59m, 복사열이 미치는 거리는 75m로 측정되었다. CNG의 경우 과압이 미치는 거리는 89m, 복사열이 미치는 거리는 144m로 예측되었다. 수소와 CNG를 혼합한 30%HCNG의 경우 과압이 미치는 거리는 81m, 복사열이 미치는 거리는 130m로 예측되었다. 폭발과압 및 복사열이 미치는 피해거리는 CNG가 가장 높게 나타났으며 HCNG는 CNG와 수소의 사이에 위치하였다.

• 한국가스학회지
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• 제18권1호
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• pp.52-60
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• 2014

본 연구에서는 석유화학공정에서 잠재위험요소를 확인하고, 사고 결과분석을 통해 안전대책 수립 등의 위험관리 방안을 제시하고자 하였다. 이를 위해 프로필렌 회수공정(PRP)에서 현실적인 상황을 고려한 누출 시나리오를 선정하고, PHAST RISK(ver. 6.7) 프로그램을 사용하여 화재 및 폭발 사고의 피해범위를 산출하고, 피해영향을 해석하였다. 그 결과, 6개의 PRP 공정지역 중에서 디프로파나이저 지역, 디에타나이저 지역 및 히트펌프 지역에서는 화재 및 폭발 사고의 피해범위가 매우 크게 나타났다. 따라서 제트화재가 발생하는 공정지역에서는 200 m의 반경 내에서 사람이 상주할 수 있는 건물을 설치하지 않는 것이 바람직하고, 재고량과 압력이 큰 공정지역에서는 사고위험을 사전에 예방해야 하고, 사고 발생 시에는 신속한 대처방안 수립이 요구되었다.

• 한국가스학회지
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• 제3권2호
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• pp.77-84
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• 1999

본 연구에서는 경기도 부천시 OOO소재의 위험물 판매 취급소인 XX상사를 표준모델로 선정하여 여기서 취급하는 제 4류 위험물에 대한 위험성 평가를 실시하고 아울러 바로 길건너 맞은편의 약 20m 거리에 위치한 LPG 충전소에 대한 위험성 평가도 아울러 실시하였다. 본 연구에서의 위험성평가를 위해서는 PHAST와 Super-Chem 소프트웨어를 이용하였으며 이러한 Simulation 결과를 이용하여 분석한 결과 물질 중 아세톤의 경우 TNO 모델에 의한 복사열 평가에 의해 설비에 손상을 줄 수 있는 $37.5kw/m^2$에 해당하는 거리는 PHAST 모델의 경우 68.51m에 이르렀으며, Super-Chem 모델의 경우는 40.9,3m에 이르렀다. LPG 충전소에 대한 Simulation 결과 Fireball 지름은 125.2m에 이르며 Fireball의 높이는 206.2m에 이른다. 또한, 그 지속시간은 11.28초로 계산되었다.