• 한국전산구조공학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.197-205
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• 2015

가스 생산용 해양플랜트 설비의 경우 폭발의 위험에 노출되어 있으며, 폭발사고는 구조물의 안전성에 치명적인 영향을 미칠 수 있다. 따라서, 이러한 폭발사고에 의한 피해를 최소화하기 위해서는, 폭발하중에 의한 구조부재의 동적응답 특성을 명확히 파악할 필요가 있다. 폭발하중의 경우 매우 짧은 시간 동안에 구조물에 가격되었다가 소멸되기 때문에 구조부재의 고유주기 및 폭발하중의 지속시간을 고려한 동적응답 평가가 필수적으로 요구된다. 일반적으로 가스 폭발하중의 경우, 부 압력단계가 전체 하중 이력에서 상당 부분 존재하며, 본 연구에서는 이러한 부 압력단계의 형상에 따라 총 하중 지속시간을 결정하는 하중 모델을 제안하였다. 방화벽은 폭발사고 시 장비 및 인명 피해를 방지하고자 FPSO 탑사이드 모듈 사이에 배치되는 구조부재이므로 폭발하중에 의한 응답이력 특성 분석이 반드시 필요하다. 때문에 무 감쇠 단 자유도 모델에 가스 폭발하중을 적용하여 변위응답 특성을 분석하였으며, 평판으로 구성된 방화벽의 FE 모델을 이용한 하중 지속시간과 구조부재들의 고유주기를 고려한 응답 특성을 분석하였다. LS-DYNA를 이용한 선형/비선형 구조해석 분석결과, 부 압력단계의 지속시간이 구조물의 동적응답에 큰 영향을 주는 것을 보였다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권2호
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• pp.419-427
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• 2024

지하철 공사장 인근에서 천공작업 중 부주의로 지하에 매설된 도시가스 배관에 구멍을 발생시켜 새어 나온 가스가 우수관 및 하수관을 통하여 지하 공사장 내부로 유입 정전기 등의 점화원과 접촉 폭발할 경우 피해 영향범위 및 위협구역을 ALOHA 프로그램에 적용 산정하였다. 도시가스 배관의 길이,직경 및 압력 등 다양한 조건을 입력하여 위협구역 산정결과 증기구름 가연성지역의 Red Zone는 1.2~1.4km, 폭발지역의 Yellow Zone는 0.8~1.0km 및 제트화재의 Red Zone는 45~61m로 나타났다. 이 연구에서는 증기구름의 가연성 지역에서 농도와 조건이 적절히 조합된 상태이면 가연성을 증가시키고, 폭발지역 내부에서는 유리창이 깨질 수 있는 압력인 1.0psi로 폭발이 일어날 수 있으며, 제트화재인 경우에는 높은 온도와 열복사가 발생 주위 건물 밀집지역으로 화재가 빠르게 확산할 뿐만 아니라 열복사 영향으로 많은 인명피해가 발생할 수 있음을 영향범위 및 위협구역 범위로 나타내었다.

• 화약ㆍ발파
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• 제40권3호
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• pp.19-32
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• 2022

수소는 다른 연료에 비해 에너지효율이 높고 유해물질이 배출되지 않아 미래의 청정에너지원으로 인식되고 있다. 그러나 수소는 밀도가 낮아 운반 및 저장시에 부피가 커서 압축하거나 특별한 운반체를 사용해야 하며, 공기중에 노출 시 화재나 폭발의 위험성이 있다. 수소-공기 혼합물의 폭발에 관한 실험이나 수치해석적 연구가 진행되어 오고 실물 수소 충전소를 대상으로 한 폭발 시뮬레이션에 관한 연구사례는 극히 드물다. 본 연구에서는 실제 수소 충전소를 대상으로 Lidar 스캐닝을 수행하여 point cloud 데이터를 획득하고 수소 충전소 3 차원 구조 모델을 작성한다. 3 차원 구조모델은 Ansys 사 AUTODYN 에 적용되어 수소 충전소의 수소폭발을 가정한 TNT 등가량의 폭발 시뮬레이션을 실시하고 주변에 전파하는 폭발압력을 계산하여, 수소 충전소 폭발에의한 주변 보안 건물의 안전거리에 관한 정보를 제공한다.

• 한국안전학회지
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• 제37권6호
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• pp.158-165
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• 2022

Eco-friendly policies proposed by the government of The Republic of Korea have encouraged the use of eco-friendly vehicles. Hydrogen vehicles have exhibited the highest growth rate, although the current number of registered vehicles is low. In hydrogen vehicles, a thermally activated pressure relief device (TPRD) is installed to prevent explosions in the hydrogen gas cylinder. When discharged due to low ignition energy, hydrogen gas readily forms a jet flame. The risks induced by such jet flames were analyzed through a numerical analysis. Jet flames can activate TPRDs installed in nearby hydrogen gas cylinders. As a result, high-voltage cables exposed in the lower area of a vehicle can ignite within seconds. There was a 9.5-kW/m2 area around the vehicle (which can result in casualties) at a distance of ~5 m from the hydrogen gas cylinder, and a 37.5-kW/m2 area (which can cause significant damage) in the form of an inverted triangle toward the lower section of the vehicle. We believe that the risk factors analyzed herein should be considered for addressing accidents in hydrogen vehicles.

• 한국가스학회지
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• 제22권5호
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• pp.38-45
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• 2018

LPG충전소 내에서 발생하는 주요 사고는 제트화재, 풀화재, 증기운 폭발로 구분된다. 방호벽을 충전소 내에 설치하면, 제트화재 시나리오에 대해서는 복사열로 인한 피해를 경감할 수 있고 풀화재 시나리오에 대해서는 풀의 확장을 제한하는 효과를 얻을 수 있다. 또한 증기운 폭발 시에는 증기운의 확산과 폭발과압으로 인한 인명피해를 경감하는 효과를 얻을 수 있다. 본 연구에서는 제트화재, 풀화재, 증기운 폭발 등 LPG충전소에서 발생 가능한 사고 시나리오별로 방호벽의 피해경감 정도를 평가할 수 있는 방법을 제안하였으며, LPG충전소 내 방호벽의 효과성에 대해 사례연구를 수행하였다. 이를 통해 제트화재와 증기운 폭발 발생 시 방호벽 뒤에 위치한 수용체의 사망확률을 효과적으로 줄일 수 있다는 것을 보여준다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.85-99
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• 2024

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.

• 한국해양공학회지
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• 제27권1호
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• pp.51-58
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• 2013

Recently, there has been an increase in the demand for natural gas as a source of clean energy, which has increased the demand for LNG carriers. However, LNG carriers require a capital investment to obtain equipment for the regasification process, which prevents fires and explosions. Thus, on account of NIMBY, a CNG carrier is suggested that eliminates the need for regasification equipment. Meanwhile, carbon dioxide emissions are more and more regulated by international conventions such as the Kyoto Protocol. Because of this, $CO_2$ carriers have also received international attention as a methodology to transport and store $CO_2$ cargoes. Several vessels or tanks to transport and store $CO_2$ gas have been studied in various countries. This paper proposes a conceptual design for a 20ft container shaped tank to effectively transport small cargoes of $CO_2$ and CNG. The proposed pressure vessel or tank will be carried by a conventional containership or special cargo ship. The influences of the design parameters for proposed pressure vessel or tank. Including the materials, scantlings, and shape of the pressure vessel, are studied theoretically and computationally.

• 화약ㆍ발파
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• 제38권1호
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• pp.1-13
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• 2020

국내외에서 가스 소비량 증가에 따라 가스 폭발 사고가 꾸준히 발행하고 있으며 석탄 저장소 옥내화 대책에 따른 가스 폭발 위험성이 대두되고 있다. 이러한 가스 폭발의 영향을 분석하기 위하여 TNT 등가량 산정법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 석탄이 배출하는 가연성 가스인 CO, CH₄, C₂H₄의 공기 내 부피 함량에 따른 폭발사례에 대한 TNT 등가량을 산정하였다. 또한 계산된 TNT 등가량을 이용하여 거리에 따른 최대 압력과 임펄스 변화량을 가스 폭발 사례별로 비교, 분석하였다. 3개 혼합 가스의 TNT 등가량 증가 양상은 C₂H₄의 공기 중 부피함량에 의존하는 경향을 보이고 있다. 또한 TNT 특성곡선의 인자인 최대 압력과 임펄스도 가스의 개수가 증가함에 따라 그 값이 증가하는 양상을 띠고 있다.

• 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.

• 한국가스학회지
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• 제21권4호
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• pp.84-91
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• 2017

다양한 산업분야의 첨단제품들의 기능향상이나 디자인 등을 위해 알루미늄이나 마그네슘과 같은 가연성 금속의 사용량이 증가하고 있으며, 이러한 금속의 가공공정의 증가로 인한 금속분진이 발생할 가능성이 증가되며 이는 금속분진으로 인한 폭발사고의 증가로 이어지고 있다. 금속분진에 의한 폭발의 경우 고체 및 열분해에 의해 발생된 증기의 혼합 상태에서의 연소라는 점에서 실험적인 해석이 가스폭발이나 증기운 연소에 비해 매우 복잡하기 때문에 국내 외적으로 분진폭발에 대한 연구가 현재로서는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 가연성 금속분진의 폭발에 대한 리스크 분석을 위한 기반구조를 마련하고, 이러한 기반을 토대로 효율적인 분석방법을 제시하기 위해 분진폭발에 대한 폭발이론과 특성에 대하여 정리 및 제시하였으며, 금속성분진 별 폭발특성을 데이터베이스화 하여 분진폭발에 대한 리스크 분석과 연구에 사용할 수 있는 기반을 마련하였다.