본 연구는 실제 불화수소 누출 사고에 대한 OCA(Off-site consequence analysis) 분석을 통해 최악 및 대안의 사고시나리오를 선정하여 사고영향범위 예측치를 평가하고, 사고 반경 내 농작물의 잔류오염도를 측정함으로써 화학사고로부터 발생될 수 있는 환경 피해영향범위를 도출하고자 하였다. KORA 소프트웨어를 이용하여 사고영향범위를 분석한 결과, 최악의 사고시나리오는 사고 발생지점으로부터 10 km 이상, 대안의 사고시나리오는 1,968 m의 영향범위가 산정되었고, ALOHA 소프트웨어 구동 결과는 약 1.9 km를 나타내었다. 아울러, 실제 사고 지역 내 농작물의 불소화물 잔류 여부를 측정한 결과, 피해지역 내 불소화물 농도는 4.96~276.82 mg/kg 범위로 사고 발생지점 인근이(E-1) 가장 높았고(276.82 mg/kg), 동쪽방향으로 멀어질수록 잔류농도가 감소하는 경향이었다. 한편, 북동 방향 2지점과 남동 방향 4지점은 사고 발생지점 인근보다는 낮은 경향이었다(4.96~28.98 mg/kg). 이러한 결과를 비추어 2 km 내외 지점의 불소화물 농도가 5 mg/kg 이하의 미미한 수준과 대안의 사고시나리오 예측 영향범위인 약 1.9 km를 고려했을 때 피해영향범위는 약 2 km 내외 수준인 것으로 추정된다. 이와 같이 OCA 평가는 누출조건, 기상조건, 시간경과에 따른 물리화학적 변수 등을 사고현장과 동일하게 입력할 수 없기 때문에 실제 피해영향범위와 다른 경향은 있지만 농작물 중 불소화물 잔류오염 여부를 동시에 평가함에 따라 화학사고로부터 화학물질의 확산범위를 산정하는데 있어 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.
The Ministry of Science, ICT and Future Planning made law for Pre-Hazard Risk Analysis in December 31, 2014 to protect researchers from continuing accidents in laboratory. Conducted before an experiment, Pre-Hazard Risk Analysis finds hazards of the experiment and rules to manage the hazards.So the Pre-Hazard Risk Analysis can support laboratory safety system by prevent accidents in laboratory. Pre-Hazards Risk Analysis is newly created system so that executors need Guidelines to perform this analysis properly. This study is to develop guide tool for Pre-Hazard Risk Analysis by analyzing other risk assessment systems; PSM, Off-site Consequence Assessment, laboratory safety system. Also, this study suggested how to establish database for Pre-Hazard Risk Assessment by analyse KRAS.
The risk is expressed as consequence of damage multiplied by likelihood of failure. The installation of a protective system reduces the risk by reducing the likelihood of failure at the facility. Also, the protective system has different effects on the likelihood of failure according to the proof test cycle. However, when assessing risks in the Off-site Risk Assessment (ORA) system, the variation in risk was not reflected according to the proof test cycle of protective system. This study was conducted to examine the need for proof test and the importance of cycle setting by applying periodic proof test of the protective system to ORA. The results showed that the likelihood of failure and the risk increased with longer proof test cycle. The risk of a two-yearly proof test was eight times greater than that of a three-month cycle. From the results, the protective system needs periodic proof test. Untested protective system for a long term cannot be reliable because it is more likely to be failed state when it is called upon to operate. In order to reduce the risk to an acceptable level, it is effective to differently set the proof test cycle according to the priority. This study suggested a more systematic and accurate risk analysis standard than ORA. This standard is expected to enable an acceptable level of risk management by systematically setting the priority and proof test cycle of the protective system. It is also expected to contribute to securing the safety of chemical facilities and at the same time, will lead to the development of the ORA system.
2012년 구미 불화수소 누출사고 이후 화학 물질 사고에 대한 사회적 불안감이 증폭되었고, 이러한 불안감 해소를 위해 2015년부터 장외영향평가제도가 도입되었다. 장외영향평가제도는 대부분의 화학물질을 대상으로 하며, 반도체, 디스플레이, 태양광 산업 등 첨단산업 분야에서 주로 사용되는 대부분의 고압 독성가스가 이에 포함된다. 우리나라 기업들이 첨단산업 분야에서 높은 경쟁력을 보유한 만큼, 국내에서 고압 독성가스 사용량은 지속적으로 증가하고 있으며 이에 따라 사고발생 가능성도 높아질 것으로 예상된다. 이러한 상황에 따라 본 연구에서는 국내에서 사용되는 고압 독성가스 중 제조량 및 사용량이 높은 물질을 대상으로 미국 환경보호청과 미국 해양대기국이 공동 개발한 ALOHA 프로그램을 활용하여 사고영향범위를 평가하였으며, 알진의 사고영향범위가 4,700 m로 가장 넓은 것으로 나타났다. 사고영향범위 결과는 고압 독성가스 누출 시 효과적인 안전거리 결정에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.
장외영향평가란 사업장에서 취급되는 유해화학물질이 누출되었을 시 사업장 외부로 미치는 위험도를 산정하는 것으로, 사고시나리오별 영향평가를 실시하여 사고시나리오별 위험도를 산정하고, 안전성 확보방안 등을 고려하여 사업장의 최종 위험도를 결정하게 된다. 사업장의 최종 위험도에 가장 큰 영향을 미치는 요인은 사고시나리오별 위험도로, 사업장에서는 사고시나리오별 위험도를 낮출 필요가 있다. 본 연구는 이 점에 착안하여 동일한 설비에 대하여 OGP/LOPA의 위험도 산정기법을 적용하여 사고시나리오별 위험도를 산정하고, 각 개시사건별 적용 가능한 완화장치를 검토하여 사고시나리오의 위험도 감소율을 산정하고, 위험도 산정기법별 적정 위험도 기준을 제시하고자 한다. 적용 가능한 모든 완화장치를 고려하여 사고시나리오의 안전성 향상도를 산정할 경우 OGP에 의한 위험도는 8.05E-04, LOPA에 의한 위험도는 1.00E-04로 분석되었으며, IPL 적용사례에 따라 완화장치를 적용한 경우의 위험도는 1.34E-02로 분석되어서, 완화장치를 적용하지 않은 경우의 LOPA 적용시에 비해 위험도가 33배 가량 낮아지는 것으로 나타났다. 완화장치 적용 수준에 따른 안전성 향상율을 비교 검토하여 장외영향평가 시 사업장의 적정 위험도 기준을 제시하였다. 본 연구결과에 따르면 LOPA를 적용한 사고시나리오의 적정 위험도 기준은 $10^{-2}$ 수준으로 나타났으나, 유사연구의 사고시나리오별 적정 위험도 기준은 $10^{-3}{\sim}10^{-4}$ 수준으로, LOPA를 적용하여 사고시나리오의 위험도를 산정하는 경우 허용 불가능한 수준으로 결정될 수 있다. 따라서 LOPA를 적용하는 경우 허용 가능한 위험도 수준을 만족하기 위해서는 완화장치 적용 원칙 외에 추가로 적용 가능한 모든 완화장치를 적용하여야 하며, OGP에 비해 LOPA를 적용하는 경우 위험도가 높게 산정되는 경향이 있으므로 위험도 기법별로 허용 가능한 위험도 수준을 다르게 설정해야 할 것으로 판단된다.
In order to prevent major and chemical accidents, some of the plants which would like to install and operate hazard chemicals handling facilities must submit Off-site Consequence Analysis due to recent arisen leak accidents since 2015. A lot of chemical industrials choose gas detectors as mitigation equipment to early detect gas vapor. The way of placement of gas detectors has two methods; Code-based Design(CBD) and Performance-based Design. The CBD has principles for gas detectors to be installed with consideration for the place that is expected to accumulate gas, and the leak locations according to legal standards and technical guidelines, and has a possibility to be unable to detect by these rules to locate gas detectors by vapor density information. The PBD has two methods; a Geographic Method and Scenario based Method. The Scenario-based Method has been suggested to make up for the Geographic Coverage Method. This Scenario-based Method draw the best optimum placement of gas detectors by considering leak locations, leak speed information, leak directions and etc. However, the domestic placement guidelines just refers to the CBD. Therefore, this study is to compare existing placement location of gas detectors by the domestic CBD with placement locations, coverages and the number of gas detectors in accordance with the Scenario-based Method. Also this study has measures for early detecting interest of Vapor Cloud and suitable placement of gas detectors to prevent chemical accidents. The Phast software was selected to simulate vapor cloud dispersion to predict the consequence. There are two cases; an accident hole size of leak(8 mm) from API which is the highst accident hole size less than 24.5 mm, and a normal leak hole size from KOSHA Guide (1.8 mm). Detect3D was also selected to locate gas detectors efficiently and compare CBD results and PBD results. Currently, domestic methods of gas detectors do not consider any risk, but just depend on domestic code methods which lead to placement of gas detectors not to make personnels recognize tolerable or intolerable risks. The results of the Scenario-based Method, however, analyze the leak estimated range by simulating leak dispersion, and then it is able to tell tolerable risks. Thus it is considered that individuals will be able to place gas detectors reasonably by making objectives and roles flexibly according to situations in a specific plant.
1991년 2월 미하마원전에서 발생한 증기발생기 세관 파열사고에 대한 경험을 바탕으로, 본 사고에 대한 고리 1호기의 대처능력을 평가하기 위하여 해석을 수행하였다. 고리 1호기의 계통설계 및 운전조건은 미하마 2호기와 아주 유사하기 때문에 고리 1호기에서 발생한 가상의 증기발생기 세관 파열사고시의 사고경위 및 전개에 대한 평가가 필요하였다. 해석은 고리 1호기 EOP를 근거로 현실적으로 가능하게 수행되었다. 해석결과, 파열된 세관을 통한 누출은 사고후 약 40분 후에 정지되었으며, 고리 1호기는 유사한 증기발생기 세관 파열사고의 경우 충분한 대처능력이 있음을 보였다. 그러나, SI 신호작동후 소외전원으로 부터의 비안전등급 AC전원으로 단절되는 설계에 대한 재고가 필요하며, EOP의 운전절차가 운전원의 적절한 판단을 요구하기에는 다소 충분치 못함을 보였다. 또한 미하마 원전의 사고를 실험적으로 모사한 LSTF의 실험결과를 이용 해석코드인 RELAP5/MOD3의 평가능력에 대하여 해석을 수행하였다. 해석결과 코드는 사고 초기의 누설량 예측을 제외하고는 일반적으로 실험결과와 잘 일치하고 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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