Cho, Sung Min;Lee, Seung Hoon;Lyu, Geun Jun;Kim, Young Gyu
한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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2011.11a
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pp.98.2-98.2
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2011
지구 온난화의 원인이 되는 이산화탄소를 저감하며 유해한 배기가스를 배출하지 않는 수소연료전지자동차(FCV)에 대한 관심이 높아지고 있다. 한국가스안전공사에서 현재 구축하고 있는 평가장비는 이러한 수소연료전지자동차용으로 사용되는 고압용기의 수압반복시험 및 밸브류로 구성된 고압수소저장시스템의 단품 및 시스템 평가를 통한 안전신뢰성 검증을 목적으로 하고 있다. 현재 수소연료전지자동차는 차량이나 부품의 시험 방법에 대한 통일된 기준/표준/시험법이 아직 완전하게 정비되어 있지 않고, 시장에서의 도입 제도, 기준 등이 만들어지고 있는 현실이다. 또한 연료로 수소를 사용하는 도입단계에 있기 때문에, 수소용기가 반복압력변동에 따라 어떤 거동을 나타내는지에 대한 실험관련 연구가 미진한 상태이다. 따라서 수소연료전지자동차용 고압수소저장시스템에 대한 내구성, 안전성 확보를 위하여 수소연료전지자동차에서 중요한 부품인 용기에 대한 반복피로시험이 필요하다. 특히 복합재 용기 분야에서 Type3용기에 대한 높은 안전성과 내구성이 보고되고 있지만 실질적으로 얼마나 다른 용기에 비해 높은 성능을 가지고 있는지 국내에서는 체계적으로 검증된바 없다. 따라서 구축된 수압반복 장비를 이용하여 Type3 용기에 대한 수압반복시험을 실시하였으며, 이를 통해 수소용기의 거동을 확인하고자 한다.
전 세계는 온실 가스의 방출을 줄이기 위하여 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 에너지를 찾기 위해 연구개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 계속적인 연구에서, 전 세계의 국가들은 태양열, 풍력, 지열 및 수소에너지와 같이 화석연료를 대체할 다양한 가스를 조사해왔다. 대체에너지 중 수소 연료는 실제로 배출가스가 없기 때문에 가장 유망한 대안이라고 할 수 있다. 연료전지자동차용 연료로 수소를 사용하기 위해서는 저장합금, 액체 및 압축 상태로 저장할 수 있다. 이 중 세계 대부분의 자동차 메이커 들은 수소를 압축하는 방식을 채택하고 있으며, 주행거리를 확보하기 위하여 고압상태로 수소가스를 저장하는 방식을 사용한다. 수소연료전지 자동차용으로 고압의 수소를 저장할 수 있고, 자동차에 탑재할 수 있도록 가벼운 용기의 개발이 진행되고 있다. 이 중 Type3와 Type4 형태의 용기가 시범적으로 적용되고 있으며, 이러한 용기의 안전성을 확보하기 위한 기준들이 국 내외에서 개발되고 있다. 현재 국제기준 중 UN ECE의 WG.29에서 선진국들을 중심으로 수소연료전지 자동차용 용기의 안전성 평가를 위한 기준을 개발하고 있다. 본 연구에서는 ISO. 15869의 기술기준에 대한 안전성 분석과 미국의 SAE J2579의 기술 보고서에서 제시한 새로운 개념의 안전성 평가 기법을 기준으로 제정되고 있는 UN ECE WG.29의 draft초안을 비교하고, 향후 수소연료전지 자동차용 용기를 위한 국내기준의 방향을 제시하고자 한다.
Park, Woo-Il;Tak, Song-Su;Lee, In-Woo;Hong, Soon-Pa
Journal of the Korean Institute of Gas
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v.25
no.6
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pp.74-79
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2021
This study analyzed the current status of the global hydrogen economy and the safety of energy sources currently in use due to the activation of the hydrogen economy. Understanding the hydrogen economy, identifying government policy trends, comparing and analyzing characteristics with existing energy sources such as gasoline, propane, and methane, and evaluating damage impact for each energy source using PHAST, a quantitative damage impact assessment program. Using the analysis results, this study analyzes the safety of hydrogen energy to revitalize the hydrogen economy and suggests ways to improve safety.
As the demand for hydrogen increases, the facilities for storing hydrogen has been important, and a few laws for hydrogen facilities should be complied. According to the Occupational Safety and Health Act in Korea, in case liquid hydrogen with a storage capacity of 5 tons or more is handled, a Process Safety Management (PSM) system should be complied. However, there are some standards which are not proper for flammable low-temperature liquefied substances on the current Occupational Safety and Health Act. In this study, 7 key points in process safey information and safety operation procedures among PSM components are suggested and how these key points should be improved is derived based on scientific analysis.
As the proliferation of hydrogen electric vehicles accelerates, there is observed diversification in hydrogen refueling station models. This diversification raises safety concerns for different types of stations. This study conducted a quantitative risk assessment of a multi-vehicle hydrogen station, capable of simultaneously refueling cars, buses, and trucks. Utilizing Gexcon's Effects&Riskcurves Software, scenarios of fire and explosion due to hydrogen leaks were assessed. The study calculated the impact distances from radiative heat and explosion overpressure, and measured risks to nearby buildings and populations. The largest impact distance was from fires and explosions at dispensers and high-pressure storage units. High-pressure storage contributes most significantly to personal and societal risk. The study suggests that conservative safety distances and proper protective measures for these facilities can minimize human and material damage in the event of a hydrogen leak.
Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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2002.11a
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pp.34-39
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2002
원자력발전소(원전)에서 발생 가능성이 거의 없지만, 그래도 핵연료의 용융을 가져오는 중대사고가 발생하면 다량의 수소가 발생한다. 즉, 노심이 노출됨에 따라, 노심은 과열되고 핵연료 피복재인 지르코늄이 수증기와 반응을 하여 산화되면서 수소를 생성하게된다. 원자로내에서 생성된 수소는 발생된 수소는, 원자로 냉각재계통(Reactor Coolant System, RCS)이 건전하다면 RCS내에 축적되고, RCS에 누설 경로가 있다면 격납건물로 방출되어 격납건물에 축적된다.(중략)
This study was conducted using FLACS, a specialized gas accident analysis program. Hydrogen refueling stations subject of safety analysis, consist of compression facilities, storage tanks, and hydrogen piping. The safety analysis of potential risk factors was conducted after reflecting the design specifications of major facilities and components, environmental conditions around hydrogen refueling stations, etc. As of 2021, about 70 refueling stations in Korea are available, and 1,200 are scheduled to be introduced in the next 2040. To prepare for possible accidents caused by potential hazards for the safe distribution of hydrogen refueling stations, we intend to derive hydrogen leakage diffusion scenarios and review their safety.
As hydrogen is classified as an eco-friendly fuel, vehicles using hydrogen fuel are being developed worldwide. Vehicle fuel hydrogen is stored in cylinders at 70 MPa, so there is a high risk of explosion. Therefore, it is important to inspect hydrogen cylinders in used-vehicles. This study was conducted to improve the inspection method of the cylinders currently mounted on used-hydrogen buses. The inspection method is an image analysis method using a camera. Calcaulation algorithm was developed to quantitatively chech the amount of hydrogen leakage by the image method. As a result of adding a contact angle element to the calculation algorithm suggested by the GTR regulation and comparing it with the experimental data of the GTR regulation, the algorithm reliability was 94%, which secured similarity.
With the expansion of domestic hydrogen fuelling station infrastructure, it is necessary to secure reliability among hydrogen traders, and for this, technology to accurately measure hydrogen is important. In this study, 4 types of hydrogen trading volume calculation models (model 1-4) were presented to improve the accuracy of the hydrogen trading volume. In order to obtain the reference value of model 4, and experiment was conducted using a flow rate measurement equipment, and the error rate of the calculated value for each model was compared and analyzed. As a result, model 1 had the lowest metering accuracy, model 2 had the second highest metering accuracy and model 3 had the highest metering accuracy until a certain point. But after the point, model 2 had the highest metering accuracy and model 3 had the second metering accuracy.
Hydrogen refueling stations that use compressed hydrogen at high pressure provide safety distances between facilities in order to ensure safety. Most accidents occurring in hydrogen stations are accidental leaks. When a leak occurs, various types of ignition sources generate a jet flame. Therefore, the analysis of leaked gas diffusion and jet flame due to high pressure hydrogen leakage is one of the most important factor for setting the safety distance. In this study, the leakage accidents that occur in the hydrogen refueling station operated in high pressure environment are simulated for various leakage source sizes. The results of this study will be used as a reference for the future safety standards.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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