혼소 발전소에서 암모니아 누출 시나리오에 따른 위험성 평가
Risk Assessment for Ammonia Leakage Scenarios in Co-Firing Power Plants
- 주제(키워드) 암모니아 , 혼소 발전 , 정량적 위험성 평가 , 개인적 위험도 , 사회적 위험도
- 주제(DDC) 628
- 발행기관 아주대학교 일반대학원
- 지도교수 정승호
- 발행년도 2026
- 학위수여년월 2026. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 환경공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000036630
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
암모니아는 탄소중립을 위한 연료로 주목받고 있으며, 기존 석탄 화력발전소에 도 암모니아를 혼소하여 전력을 생산하도록 확대 적용되고 있다. 그러나 암모 니아는 인화성과 높은 독성을 가진 만큼 안전성 확보는 필수적이므로, 국내에 서도 암모니아 혼소 발전소를 대상으로 한 위험성 평가 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 그러나 대부분의 연구가 영향 평가（Consequence analysis, CA） 단 계에서 결론을 도출하고 있으며, 개인과 집단의 피해 확률 및 규모에 대한 정 량적 위험성 평가（Quantitative Risk Assessment, QRA） 분석은 미흡한 실정이 다. 따라서 본 연구에서는 암모니아 혼소 발전을 위해 암모니아 공급 설비 설 치가 계획된 국내 발전소를 대상으로 두 가지 설치 계획（안）에 대하여 QRA를 수행하였다. 이를 위해 사고 시나리오를 선정하고 사고빈도 산정 및 영향평가 를 수행하였으며, 개인적 위험도（Individual Risk, IR） 및 사회적 위험도 （Societal Risk, SR）를 산출하였다. 사회적 위험도를 나타내는 F-N 곡선 （Frequency–Number of fatalities）을 통해 위험도 차이를 분석하고, 사회적 수 용 가능성을 검토하였다. F-N 곡선 결과 Plan 1의 경우 모든 설비가 수용 가 능 영역에 위치하였다. Plan 2의 경우 Loading arm이 합리적 허용 가능한 위 험도（As Low As Reasonably Practicable, ALARP） 영역에 위치하였고, 그 외 설비는 수용 가능 영역에 위치하였다. 종합적인 F-N 곡선은 Plan 1의 경우 수 용 가능 영역, Plan 2는 ALARP 영역에 위치하여 암모니아 혼소 설비 설치 계 획（안）은 Plan 1이 Plan 2보다 위험도가 낮은 것으로 평가되었다. 본 연구는 암 모니아 혼소 설비 설치를 계획 중인 화력발전소를 대상으로, 설치 계획（안）에 따른 위험성을 정량적으로 평가하고 비교·분석하였으며, 향후 발전소의 안전성 확보와 설비 배치 의사결정에 기초 자료로 활용될 것으로 기대된다. 키워드: 암모니아, 혼소 발전, 정량적 위험성 평가, 개인적 위험도, 사회적 위험도
more초록/요약
Ammonia has gained attention as a carbon-neutral fuel and is increasingly being applied to existing coal-fired power plants through co-firing. However, due to its high flammability and toxicity, ensuring safety is essential, and numerous studies have been conducted to assess ammonia-related risks in power plant environments. Still, many of these studies conclude at the consequence analysis （CA） stage and lack quantitative evaluations of the probability and magnitude of harm at both individual and societal levels. In this study, a quantitative risk assessment was performed for a domestic power plant planning to install an ammonia supply system for co-firing operations. Major leak scenarios were established, and frequency and consequence analyses were conducted to evaluate Individual Risk （IR） and Societal Risk （SR）. Furthermore, risk differences between two installation plans were examined using F–N curves to evaluate societal acceptability. The results of the societal risk analysis showed that all facilities under Plan 1 fell within the acceptable risk region. Under Plan 2, the loading arm was located in the ALARP （As Low As Reasonably Practicable） region, while the remaining facilities were within the acceptable region. The combined F –N curves indicated that Plan 1 remained entirely within the acceptable region, whereas Plan 2 extended into the ALARP region, confirming that Plan 1 poses a lower overall societal risk compared to Plan 2. This study quantitatively assessed and compared the risks of different installation plans for ammonia co-firing supply facilities at a thermal power plant. The findings can serve as foundational data to support safety enhancement and facility layout decision-making in future ammonia co-firing power plant projects
more목차
제 1장 서론 1
제1절 연구 배경 및 선행연구 1
제2절 연구 목적 5
제 2장 연구 방법 7
제1절 정량적위험성평가 7
1. QRA 개요 7
제2절 시뮬레이션 프로그램 15
1. EFFECTS 개요 15
2. Gas outflow through hole model 16
3. Two-phase discharge model 17
4. Mass transfer controlled pool evaporation model 19
5. SLAB model 20
6. Gaussian plume model 23
7. Probit model 24
제3절 사고 시나리오 선정 26
1. 연구대상 26
2. 공정조건 28
3. 누출공 및 누출시간 산정 30
4. 누출 발생빈도 산정 32
5. 기상조건 34
6. 인구조건 35
제 3장 결과 및 고찰 36
제1절 독성영향평가 36
제2절 개인적 위험도 39
제3절 사회적 위험도 44
1. 연간 기대 사망자 수 44
2. F-N curve 45
제 4장 결론 49
참고문헌 51
영문 요약(Abstract) 56
