• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.228-234
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• 2004

It was discussed about explosion danger of hydrogen gas experimentally that could be happen during the handling and using. Hydrogen concentration was varied from 10 to 60 vol% for get the explosion characteristics of hydrogen and 5 kinds of cylindrical vessel were used to find the explosion characteristics of hydrogen according to the vessel volume. Initial pressure of hydrogen-air mixture was varied from 0.6 to 2 kg/cm2. Based on the experiment, explosion pressure was most high near the 30vol% of hydrogen and explosion pressure was increased slightly according to the increase of vessel volume but explosion pressure rise rate was decreased. Explosion pressure was increased linearly proportional to the initial pressure of gas mixture.

• 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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• 제16권1호
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• pp.8-14
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• 2012

수소는 온실가스 배출을 저감하기 위한 미래 에너지로 고려되고 있지만, 폭발위험에 대한 문제점을 지니고 있다. 따라서 수소가 미래 에너지로 사용되기 위해서는 폭발위험에 대한 연구가 충분히 이루어져야 한다. 폭발위험은 폭발충격에 대한 이해 즉, 폭발과정에서 압력 상승속도에 대한 분석과 밀접한 관계가 있다. 본 연구에서는 폭발에 영향을 미치는 변수, 즉 연소 전후의 비열비, 화학평형상태에서 최대폭발압력, 그리고 연소속도, 이들 변수가 압력 상승속도에 미치는 영향을 살펴보았다. 화학평형상태에서 최대폭발압력과 연소속도는 압력 상승곡선에 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었고, 미연소 가스의 비열비는 초기압력 상승속도보다 최종압력 상승속도에 더욱 영향을 미치고, 연소가스의 비열비는 반대로 초기압력 상승속도에 더욱 큰 영향을 미치는 것을 알 수 있었다. 연소속도는 실험 데이터로부터 구하였으며 밀폐공간에서 수소가스 폭발에서는 폭연에서 폭굉으로 전이가 일어나기에는 연소속도가 매우 느림을 알 수 있었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권1호
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• pp.47-60
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• 2021

수소는 차세대 에너지원으로서 수소경제 활성화 로드 맵에 따라 수소를 안정적으로 생산·저장·운송하기 위한 산업과 더불어 수소차의 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상된다. 이에 따라 터널과 같은 반밀폐공간에서의 수소차의 사고에 대비한 안전대책이 요구되고 있다. 본 연구에서는 도로터널에서 수소차량의 안전성을 확보하기 위한 연구의 일환으로 터널 내 수소차 사고에 따른 다양한 위험요인 중 가스 누출에 따른 화재와 폭발의 위험성에 대한 기초적인 조사·연구를 수행하였으며, 다음과 같은 결과를 얻었다. 수소차 사고 시 가스누출속도는 TPRD의 오리피스직경에 의존하며, 가스가 점화되는 경우에 최대화재강도는 오리피스직경에 따라 3.22~51.36 MW (오리피스직경: 1~4 mm)에 도달하나 지속시간이 짧기 때문에 화재로 인한 위험의 가중은 거의 없는 것으로 분석되었다. 등가 TNT방법에 의해서 폭발에 따른 과도압력을 계산하였으므로 폭발수율을 0.2적용하는 경우, 안전한계 거리는 대략 35 m 정도로 분석되고 등가사망자는 보수적인 관점에서 수십 명 정도에 달할 것으로 예측된다.

• 한국가스학회지
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• 제20권3호
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• pp.12-21
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• 2016

화석연료의 의존도를 줄이고자 대체에너지 연구가 활발하게 이루어지고 있는 현재, 산업에서 가장 많이 사용하고 있는 대체에너지 중 하나가 수소이다. 수소의 수요는 매년 꾸준히 증가하고 있으며, 수소의 생산 및 이송을 위한 설비도 늘어나고 있는 실정이다. 이에 따른 수소설비에서 중대사고가 발생할 확률 또한 증가할 것으로 예상된다. 또한 산업현장에서 가장 사고를 많이 초래하는 물질은 LPG 61%, 수소 12%, LNG 10%로 세 가지 가연성가스의 사고 빈도는 높은 축에 속한다. 따라서 산업용으로 많이 사용되며 사고다발성 가연성 가스인 수소, LNG, LPG가 제한된 공간에서 폭발했을 때의 폭발위험성에 대하여 CFD 시뮬레이션을 이용하여 계산을 하였고, 그 결과들을 기반으로 비교분석하여, 제한된 공간에서의 각 가스별 폭발에 대한 위험성을 검토하였다.

• 한국가스학회지
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• 제12권2호
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• pp.1-6
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• 2008

대부분의 가스공정의 안전한 설계와 조작을 위해서는 취급물질의 확실한 폭발한계, 인화점, 최소자연 발화온도, 최소산소농도 등을 알아야하고, 또한 고온 및 고압에서의 폭발한계도 알아야 한다. 본 연구에서는 수소의 안전한 취급을 위해 수소의 연소특성치인 폭발한계와 최소자연발화온도를 고찰하였다. 문헌자료를 고찰한 결과 수소의 폭발하한계와 상한계는 공기 중에서 4.0 vol%와 77.0 vol%를 추천하고, 최소 자연발화온도는 전면 가열인 경우는 $400^{\circ}C$, 국소 고온표면인 경우는 $640^{\circ}C$를 추천한다. 또한 수소의 폭발한계의 온도 및 압력의존성에 대한 새로운 예측식을 제시하였으며, 제시된 식에 의한 예측값은 문헌값과 일치하였다.

• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.19-26
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• 2024

수소 등 인화성 가스를 취급하는 사업장은 KS C IEC 60079-10-1 기준에 따라 취급시설 주변을 폭발위험장소로 구분하여 관리하여야 한다. 그렇지만 동 기준은 가스의 종류, 실내·외 여부, 대기조건 등의 구분없이 누출특성값을 기준으로 폭발위험범위를 산정하므로 실효성 등에 대한 의문이 제기되고 있다. 본 연구에서는 수소를 대상으로 누출특성과 실외대기 조건에서 시뮬레이션(PHAST 및 HyRAM)을 통해 폭발위험범위를 도출하고 IEC 기준의 log-log 그래프에서 비교하였으며, 각 결과에 대한 회귀분석을 수행하였다. 그 결과, 각 조건에서 시뮬레이션 결과가 IEC 기준보다 0.6~3.8배 이상 적게 나타났으며, 동일한 누출특성값에서 풍속 및 대기안정도에 따라 폭발위험범위가 상이한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 간편하게 사용할 수 있는 누출특성과 폭발위험범위에 대한 선형회귀식을 도출하였다. 따라서, 수소 취급 사업장 등에서 폭발위험범위 산정 시 본 연구에서 제시한 그래프와 선형회귀식을 통하여 IEC 기준과 시뮬레이션 결과를 용이하게 비교 및 활용할 수 있을 것으로 판단된다. 이를 적용할 경우 합리적인 폭발위험장소 구분이 가능하여 경제적인 부담을 최소화할 수 있을 것으로 기대되며, 수소 폭발 등의 위험성을 크게 감소시킬 수 있을 것으로 전망한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권6호
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• pp.659-677
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• 2022

수소는 차세대 에너지원으로 부각되고 있으며, 수소차(FCEV)개발 및 보급이 급속도로 이루어질 것으로 예상된다. 이에 수소차 사고에 대응하기 위한 대책이 요구되고 있으며, 수소차의 안전성에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기존 실험 및 연구자료에 대한 분석을 통해 도로터널에서 수소차 안전성 평가를 위하여 국내 실정에 맞는 수소차 사고시나리오를 개발하였으며, 수소차 사고시나리오의 사고결과에 대한 위험거리를 분석·제시하였다. 수소차 사고시나리오에 따른 사고결과는 경미한 사고, 일반화재, 제트화염, 폭발로 구분되며, 각각의 발생확률을 93.06%, 1.83%, 2.25%, 2.31%로 예측된다. 표준단면(72 m²)의 도로터널에서 국내에서 시판되는 수소차량의 수소탱크제원을 적용하는 경우, 사고결과에 따른 위험 거리는 폭발의 경우 약 17.6 m (폭발압력 16.5 kPa기준), 제트화염은 약 6 m, 파이어볼 형성에 따른 위험거리는 최대 35 m로 분석되었다.

• 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.

• 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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• 대한안전경영과학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.399-415
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• 2005

1991년 6월 신규 계면활성제 [${\alpha}-SF$]의 제조 공정의 하나인 메탄올 정류탑에 있어서 폭발사고가 발생했다. 폭발 형태는 ${\ulcorner}$폭굉${\lrcorner}$ 이였다 라고 판단되어지고 정류탑은 대파되었으며 탑벽 파편은 대강 900m 범위로 비산되었고 사망자 2명, 부상자 13명의 피해를 입었다. 원인물질은 계면활성제의 표백으로 사용하는 메탄올과 과산화수소에 의해 미량 생성한 유기과산화물(Metal Hydroperoxide)에서 정류탑의 운전정지과정 중에 공급액의 $0.1\%$부터 수십$\%$까지 국부적으로 농축되어져 열 폭발을 일으킨 것으로 추정 되어진다.