• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.795-802
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• 2022

Korea is showing its appearance as a leading country in the hydrogen economy by establishing policies for revitalizing the hydrogen economy and enacting the 「Hydrogen Economy Promotion and Hydrogen Safety Management Act」 for the first time in the world. In addition, domestic hydrogen facilities are using hydrogen energy safely through world-class safety management compared to overseas advanced countries. However, in order to enhance the safety of the rapidly diversifying hydrogen industry and rapid technology development, such as the introduction of liquefied hydrogen, some institutional improvements are needed. In this regard, this paper intends to analyze the results of safety inspections on 13 representative facilities and prepare safety improvement plans to establish preemptive safety measures.

• 한국가스학회지
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• 제25권6호
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• pp.74-79
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• 2021

본 연구는 수소경제 활성화에 따른 글로벌 수소경제 현황과 현재 사용 중인 에너지원들의 안전성을 분석하였다. 수소경제의 이해와 정부 정책 동향 파악, 기존 사용 에너지인 가솔린, 프로판, 메탄과의 특성 비교 분석 및 정량적 피해영향평가 프로그램인 PHAST를 활용하여 각 에너지원별 피해영향평가를 실시하였다. 분석 결과를 활용해 본 연구는 수소경제 활성화를 위한 수소에너지의 안전성을 분석하고 안전성 제고 방안에 대해 제시하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.48-53
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• 2017

유독물 취급업체수가 증가하고 취급업체들이 다루는 물질의 종류가 다양해지고, 그 양도 증가함에 따라 국내 화학 사업장 사고의 심각성을 보여준 대표적인 사례로 2012년 구미 불산 사고를 들 수 있다. 화학사고 발생 시 화학물질 특성과 주변 환경에 따라 효과적으로 대응책을 마련하기 위해서는 예측모델의 활용이 반드시 필요하다. 현재 존재하는 다양한 예측모델들은 실험을 통해 그 정확도를 검증된 적은 있지만, 예측모델들간의 계산 결과 비교를 통해 어떠한 경우에 어떤 모델이 가장 적합한지에 대한 활용성 부분이 부족한 실정이다. 본 연구에서는 구미 불산 사고를 사례연구로 선정하고 불화수소의 누출과 확산에 가장 정확하다고 알려진 HGSYSTEM을 이용하여 농도를 계산하였다. ERPG-2 기준농도 기준으로 사고 지점으로 부터 1 km 이상 확산됨을 확인하였다. 이 결과를 바탕으로 ALOHA와 CARIS의 결과를 비교하여, 가장 대표적인 예측 모델들의 활용성을 분석하였다.

• 한국가스학회지
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• 제26권6호
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• pp.59-64
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• 2022

현재 수소운송설비는 2022년 10월 말 기준 787대가 운행 중이며, Type 1 이음매 없는 용기에 최대 200 bar의 압력으로 1회 최대 340 kg을 운송한다. 현재 안전관리체계 및 설비관리는 양호한 상태이나, 안전성 강화를 위해 제도 및 설비 구조개선이 필요한 실정이다. 이에 따라, 본 논문은 수소에너지 활성화 정책에 의해 수소운송설비 보급·운영의 확대 과정 중 지난 2021년 12월 28일 대전-당진간 고속도로에서 발생한 사고사례를 모사 및 해석을 진행하였으며, 사고 분석 및 해석 결과에 따라 수소운송설비의 안전성 향상 방안에 대해 제언하였다.

• 한국가스학회지
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• 제25권2호
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• pp.13-21
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• 2021

최근 수소자동차 보급의 확대로 수소충전소의 설치가 점차 확대될 예정이다. 본 연구에서는 수소충전소의 최악의 상황을 가정한 시나리오를 기반으로 피해규모를 예측하고 보다 안전한 설계형태를 제안하고자 한다. 피해규모 예측 방법은 전산유체역학(CFD)을 이용한 Flacs solver를 사용하였으며 이전 연구자의 실험 결과와 비교하여 정확성을 검증하였다. 피해규모 예측은 수소누출과 폭발에 대해서 실시하였으며, 예측 대상은 실측치를 기반으로 한 KR model로 하였다. 그리고 비교검토 모델로는 천정이 없는 형태인 Roofless model을 선정하였다. 두 모델에 대하여 분석한 결과 KR model에서는 내부가 60 vol% 이상까지 수소가스가 누적·체류되는 현상을 확인 할 수 있었던 반면, Roofless model의 경우에는 누출 후 벽면을 타고 충전소 외부로 방출·확산되는 현상을 확인 할 수 있었다. 결론적으로 국내에 표준모델로 보급·확산되고 있는 수소충전소 모델보다는 천정이 없는 수소 충전소 형태가 안전상 유리한 것으로 검토되었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권4호
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• pp.116-122
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• 2023

본 연구는 탄소중립 사회 실현을 위해 추진 중인 국제사회(한국, 미국, 유럽, 일본 등)의 수소경제 동향 분석과 더불어, 국민과 밀접한 핵심 수소 사용시설인 기존 구축·운영 중인 기체수소충전소와 향후 구축 예정인 액화수소충전소의 유형별 차이점을 비교·분석하였다. 또한, 정량적 위험성평가 프로그램인 SAFETI를 활용하여 액화수소충전소의 안전성을 분석하고, 조건부 허용영역인 개인적·사회적 위험도와 설비별 위험도 순위를 고려하여 설비 배치 등의 안전성 제고 방안에 대해 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.66-74
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• 2024

This study addresses the escalating issue of worldwide hydrogen gas accidents, which has seen a significant increase in occurrences. To comprehensively evaluate the risks associated with hydrogen, a two approach was employed in this study. Firstly, a qualitative risk assessment was conducted using the bow-tie method. Secondly, a quantitative consequence analysis was carried out utilizing the areal locations of hazardous atmospheres (ALOHA) model. The study applied this method to two incidents, the hydrogen explosion accident occurred at the Muskingum River power plant in Ohio, USA, 2007 and the hydrogen storage tank explosion accident occurred at the K Technopark water electrolysis system in Korea, 2019. The results of the risk assessments revealed critical issues such as deterioration of gas pipe, human errors in incident response and the omission of important gas cleaning facility. By analyzing the cause of accidents and assessing risks quantitatively, the effective accident response plans are proposed and the effectiveness is evaluated by comparing the effective distance obtained by ALOHA simulation. Notably, the implementation of these measures led to a significant 54.5% reduction in the risk degree of potential explosions compared to the existing risk levels.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.750-754
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• 2014

초고농도 과산화수소 제조를 위한 투과증발 공정의 정량적 위험성 분석을 수행하였다. 잠재적 주요 사고는 분해반응에 따른 폭발 및 화재이며 실험실 규모일 때 사고결과는 카테고리 3에 속하는 것으로 판단된다. 대상공정에서 분해반응이 일어나는 과정을 사건트리 형태로 모델링하고 사고원인들의 확률함수를 유사사건 발생빈도 자료를 근거로 설정하였다. 구축된 모델을 사용하여 사고율을 계산한 결과, 수용 가능한 위험수준, 즉 사고빈도가 $10^{-4}/yr$ 이하가 되려면 추가 안전장치가 필요한 것으로 파악되었다. 이를 위해 방호계층분석을 적용한 결과, 촉매반응을 막기 위한 본질적 안전설계, 과열을 막기 위한 SIF (safety instrumented function), 그리고 분해반응이 일어나더라도 폭발로 이어지지는 것을 막는 릴리프 시스템이 요구되었다. 제안된 방법은 과산화수소 농축을 포함한 다양한 화학공정의 안전관리시스템 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제25권6호
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• pp.32-38
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• 2011

산업현장에서 폭발성가스의 사용이 꾸준이 증가 함에 따라 작업자는 물론 일반지역주민들에까지 사고로 인한 생명에 위험을 처하기도 한다. 수소사용공정에서의 사고피해는 공정자체에 국한 되는 것이 아니라 대형화재나 폭발로 이어져 다수의 사상자를 유발시키므로 사고의 유형과 원인을 규명하고 피해규모를 예측하여 이에 대한 안전대책을 수립, 운영하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 소성공정의 수소저장 사용시설에서 화재 폭발시 위험범위를 예측하였다. 실제 사고데이터의 분석결과 사고발생빈도가 가장 많은 배관누출에 대하여 사고 피해예측 시나리오 모델로 선정, 적용하였다. 10 mm Hole에서 120 Bar의 압력으로 수소가스 누출시 Jet fire가 발생되며 Radiation Level 4($kw/m^2$)의 경우 최대 12.45 m까지 복사열의 영향을 주었다. 또한 사고피해 예측을 통한 안전성확보와 개선방안을 제시하였다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.449-461
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• 2013

최근 발생한 경북 구미의 불산 누출 및 경남 울산의 염산 누출사고의 예와 같이 화학공장에서 발생되는 사고중대 부분은 저장탱크나 운송배관 및 플랜지호스 등의 손상에 의한 휘발성 유독성물질의 대량누출이며, 이 경우 누출된 지역의 자연환경과 대기 조건에 따른 유독성물질의 확산 거동이 인적, 물적 피해의 중요한 변수가 되기 때문에 위험성평가는 가장 중요한 관심 대상이 된다. 따라서 본 연구에서는 누출물질에 대한 대기 중 확산을 모사하기 위하여 불산 저장탱크에서 누출된 경우를 예제로 선택하여, 수치해석과 ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres)의 확산 시뮬레이션을 이용한 결과해석을 수행하였다. 먼저 공정위험분석으로 정성적 평가인 HAZOP(Hazard Operability) 결과를 살펴보면 첫째 공정흐름상(flow) 위험 요소로서 플렌지, 밸브와 호스의 균열 등 손상으로 인한 누출에 의한 운전지연 또는 독성가스누출 등이 발생할 수 있고, 둘째 온도, 압력, 부식으로부터는 화재, 질소공급과 압 그리고 탱크나 파이프 이음관의 내부 부식으로 인한 독성누출의 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 다음 결과 영향분석 기법인 ALOHA를 운용한 결과를 살펴보면 Dense Gas Model에 대한 입력 자료값에 따라 미치는 결과 영향이 다소 차이가 있음을 발견하였으나 기상조건으로서 대기안정도 보다는 풍향 및 풍속이 가장 영향을 미치는 것으로 분석 되었다. 또한 풍속이 빠를수록 누출물질의 확산이 잘 일어났고, 수치해석결과인$LC_{50}$과 ALOHA의 AEGL-3(Acute Exposure Guidline Level)과 결과를 비교했을 때 확산길이는 다소 차이가 있지만 확산농도 측면에서는 액체와 증기누출인 경우에 있어서 거의 비슷한 결과를 보였다. 따라서 ALOHA 모델을 운영한 결과 각 시나리오별 경향은 상당히 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 추후 수치해석과 확산모델링에 의한 예측농도를 국제적인 기준치인 IDLH(Immediately Dangerous to Life and Health), ERPG(Emergency Response Planning Guideline), AEGL(Acute Exposure Guidline Level)과 비교 함 으로서 독성 가스의 대한 완충거리를 결정 할 수 있고, 이와 같은 연구방법은 유독성물질 누출에 따른 위험성평가를 보다 효율적으로 수행하는데 도움을 줄 것이며, 지역사회 비상대응체계 수립 시 적절하게 활용할 수 있을 것이다.