수소제트화염 주위의 거리에 따른 열적효과에 관한 실험연구

Experimental Study on the Thermal Effect according to the Distance around a Hydrogen Jet Flame

본 연구는 수소차량의 화재 시 수소저장용기의 온도감응식 압력안전장치(TPRD) 작동에 의하여 형성되는 수소가스 제트화염 주위의 온도분포에 따른 안전거리를 분석하기 위한 것이다. 실험은 구경 1.8 mm의 노즐에서 이격거리2 m와 4 m 위치에 설치된 1.8 m × 1.8 m 내화구조의 벽에 약 70 MPa의 압력으로 수소가스를 방출하는 조건으로2회 실시하였다. 수소가스 제트화염 주위의 온도를 분석하기 위하여, 한국소방산업기술원(KFI)에서 성능인증을 받은소방용 방열두건 실험체와 온도센서 5개를 제트화염의 중심으로부터 수평 이격거리 1 m 마다 1개씩 설치하였다. 실험에서는 소방대원의 안전거리를 관찰하기 위해 제트화염 주위의 온도를 측정하였다. 그 결과 소방대원에게 무해한70 ℃ 이하의 안전거리는 방열후드를 착용하지 않은 경우 5 m, 방열후드를 착용한 경우 경우 3 m인 것으로 나타났다. 또한 제트화염 방향과 장애물에 의한 차단 등이 소방대원의 소화활동과 구조활동을 위한 안전거리에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

In this study, the safe distance in the case of a hydrogen vehicle fire was analyzed according to the temperaturedistribution around a hydrogen gas jet flame formed by the thermally activated pressure relief device operation of ahydrogen storage container. The experiment was conducted while 70 MPa hydrogen gas was released from a1.8-mm-diameter nozzle to a 1.8- × 1.8 m fire-resistant structure wall for distances of 2 and 4 m between the nozzle outputand the wall. To analyze the temperature around the hydrogen gas jet flame, five fire-fighting heat-protective hood testsamples, certified by the Korea Fire Institute, and temperature sensors were installed every 1 m from the center of the jetflame in the vertical direction to the direction of the flame. In the experiment, the temperature around the jet flame wasmeasured to observe the safe distance for firefighters. The results show that the safe distances at 70°C or less, which isharmless to firefighters, were 5 m without a heat-protective hood and 3 m with a heat-protective hood. In addition, it wasconfirmed that the direction of the jet flame and blocking by obstacles affect the safe distance during fire-fighting andrescue activities by firefighters.