지하배관의 매설 지역에 따른 위험성 평가 및 비교
초록/요약
에너지 수송용 배관은 초기 설치비용 문제만 해결 되면 생산 현장으로부터 에너지를 안정적으로 공급받을 수 있을 뿐 만 아니라 관리 비용이 매우 저렴하기 때문에 가장 실용적인 에너지 운송 시스템으로 평가 받고 있다. 그러나 배관 길이의 증가와 함께 배관 파손에 의한 사고 사례도 증가하고 있는 실정이다. 실제로 지난 2010년 미국 캘리포니아 주의 산 브루노 시에서 천연가스 파이프의 불량 용접 부 파손으로 폭발 사고가 발생했다. 이로 인하여 사망자 8명 부상자 58명이 발생했다. 국내의 경우 2015년 울산석유화학 단지에서 굴착 작업 중 배관 손상으로 인해 수소가스 누출 사고가 있었다. 인명피해는 없었지만 만약 근처에 점화 원이 있었다면 큰 피해로 이어질 수 있었던 사고였다. 이렇듯 예상치 못한 사고가 발생했을 때 그 피해를 최소화하기 위해서는 지하 배관망에 대한 적절한 위험성 평가가 필요하다. 본 논문에서는 국내 실정에 맞는 지하 배관 사고 위험성 평가 기법으로 정량적 위험성 평가 (QRA)을 제안하고, 실제로 임의의 지역의 수소배관과 암모니아배관을 각각 3 구간 총 6구간에 적용 해보았다. PHAST v6.7를 이용해 파이프라인의 독성 및 화재 위험도를 Societal Risk로 나타내고, 구간 별 파이프라인의 위험도를 2가지 방법으로 비교 분석해 보았다.
more초록/요약
Objectives : The Buried gas pipelines can be safer and more efficient than vehicle tranportations for material and enery transport in modern society. But underground pipelines can be dangerous and have many safety issues because it is difficult to inspect and manage. If an accident occurs, it will incur property and personal injury due to sudden gas leak or explosion. In fact, The Kaohsiung, Taiwan gas explosion accident of 31 July 2014 had caused the deaths of 32 people and 321 people were injured. It caused by leaking 4 inches diameter propene buried pipeline. Besides According to The pipeline and hazardous materials safety administration (PHMSA) report, 10 people were killed, 52 cases of major accidents occurred in 2010. Therefore, Buried gas pipeline risk assessment is needed to prevent any accident. Our paper conducted a study on six intervals of petrochemical complex in Ulsan, Korea. The main intention of this paper is Comparing the relative risk of the buried pipeline of six intervals. And we determined whether a interval is the most dangerous Methods : the methodology used in Quantitative Risk Assessment (QRA) has focused on the risk comparison. During the QRA using risk analysis software packages as DNVGL PHAST. we made F-N curve of toxic, fire & explosion based on rupture scenarios by using QRA. Results : As a result, we could represent the accident risk ranking of the three intervals Conclusions : We found that Pipeline risk is influenced by carrying a substance and population density.
more목차
제 1장 서 론 1
제 1절 연구목적 및 배경 1
제 2절 사고사례 3
1. 국내 사고사례 3
2. 국외 사고사례 5
(1) 타이완 가오슝 가스 폭발사고 5
(2) 산 브루노 배관 폭발사고 6
제 3절 선행 연구 7
1. 지하배관의 위험성 평가 방법 7
2. 국외 연구 8
3. 국내 연구 9
4. 선생연구를 통한 연구 방향 9
제 2장 이론적 고찰 10
제 1절 대상 물질의 물리 화학적 특성 10
1. 수소 10
2. 암모니아 11
제 2절 사고결과 분석(Consequence Analysis) 12
1. 사고결과 분석 절차 12
2. 누출 모델 14
3.1. 대기 확산 모델 16
3.2. 가우시안 모델(Gaussian Model) 16
4. Jet Fire 모델 18
5.1. 피해 기준 20
5.2. 독극물 투여-반응곡선 모델(Probit function) 20
6. 매설배관의 위험도 기준 22
제 3장 연구 방법 및 결과 24
제 1절 Quantitative Risk Assessment (QRA) 24
제 2절 Case Study 26
1. 대상 시설의 선정(System Description) 26
2. 위험요소 파악(Hazard Identification) 30
3. 사고영향 및 빈도 분석(Consequence and Frequency Estimate) 31
4. 최종 위험도 산정(Risk Summation Result) 33
(1) FN curve를 이용한 사회적 위험(Societal Risk) 산정 33
(2) 관심지점(매 km)의 사회적 위험(Societal Risk) 비교, 수소 배관 36
제 4장 결 론 및 향후 연구 39
제 1절 결 론 39
제 2절 향후 연구 40
제 5장 참고문헌 41
Abstract 43
