수소 제트화염 진압훈련 안전성 확보를 위한 실험적 연구

The Safety of Hydrogen Jet-flame Suppression Training

본 연구는 수소저장시설에서 발생할 수 있는 수소 누출 및 제트화염 사고 발생 시 소방대원의 신체에 미치는 영향과효과적인 대응방안을 수립하기 위한 기초자료를 제공하는 것에 목적을 두고 있다. 수소누출 조건 3가지와 제트화염 조건 8가지로 총 11개의 사고 시나리오를 개발하여 실험을 수행했다. 시나리오 1~5는 고압(70 MPa), 중압(55 MPa), 저압(40 MPa)의 압력별 수소 누출 및 제트화염의 형태를 슐리렌 장치와 고속카메라를 통해 시각적 분석했으며, 그 결과 분사하는 각도는 18~20°, 길이는 10~12 m 정도 분사하는 것을 확인하였다. 시나리오 4~5를 통해 제트화염 측면의 복사열로 인한 피해는 팔과 하체 부분에서 타 부위에 비해 높은 열유속을 나타내었지만, 그 수준은 인체에 영향을 미치기에는작은 것으로 확인하였다. 시나리오 6~11은 소음계를 사용하여 제트화염의 소음을 측정하여 중압(52 MPa)에서 저압(17MPa)보다 10 dB 높게 측정되어 120 dB를 기록하였으며, 오랜 시간 노출될 시 청력 손상이 우려된다

The purpose of this study was to reproduce hydrogen gas leakage and jet flame accidents that can occur in hydrogengas storage facilities to obtain basic data and apply the gained knowledge to firefighter training facilities, thereby improvingsafety and the response to accidents. A total of 11 scenarios were explored. In scenarios 1 5, the hydrogen leakage and jet flame types for high (70 MPa), medium (55 MPa), and low pressures (40 MPa) were visualized with the Schlierensystem. With the aid of a high-speed camera, it was confirmed that the spraying angle and length were 18 20° and approximately 10 12 m, respectively. In addition, in scenarios 4 and 5, the damage caused by the radiant heat was recorded to be slightly higher in the arm/hand and thigh/leg regions. The noise of jet flames was measured in scenarios 6 11 using a sound level meter, indicating a 10 dB louder flame at medium pressure (52 MPa, 130 dB) than at low pressure (17 MPa,120 dB) Therefore, long-term exposure is may damage hearing.