재생에너지 기반 알칼라인 수전해설비의 안전작업절차 방안 연구

서두현,김태훈,이광원,홍성철,김현기 한국가스학회 2024 한국가스학회지 Vol.28 No.1

청정수소 중심의 수소산업 육성 계획에 따라 수전해 설비에 대한 기술개발 및 실증운전이 활발하게 이루어지고있다. 새로 개발되고 있는 수소 사용시설 및 용품에 대해서는 위험성평가 수행을 통하여 잠재위험요인을 확인하고안전성을 확보하고 있다. 그러나 일반적으로 대부분 산업사고는 설비의 운전 또는 사용 중에 작업자의 실수 또는잘못된 작업 관행 등에 의해 발생한다. 특히 작업자가 직접 조작하는 운전작업, 분해 또는 해체를 하는 유지보수작업, 설비점검 시에 사고의 발생 가능성이 크다. 이러한 이유로 실증운영을 위해 개발되는 설비에 대한 주요 작업에대하여 올바른 작업 방법을 검토하여 작업절차서를 수립하여야 한다. 이에 본 연구에서는 수전해 설비 운영에서의 주요 작업에 대해 작업안전분석(JSA: Job Safety Analysis)를 수행하여 안전한 작업 방법 및 필요한 조치사항을 도출하였다. In accordance with the clean hydrogen-centered hydrogen industry development plan, technology development and demonstration operation of water electrolysis devices are being actively carried out. Risk assessments are performed on newly developed hydrogen-using facilities and supplies to identify potential hazard factors. However, in general, most industrial accidents are caused by operator's human error or incorrect work practices. Additionally, the possibility of accidents occurring during operation control, maintenance, and inspection increases. For this reason, for equipment developed for demonstration operation, the correct work methods for the main jobs of operator must be reviewed and work procedures must be prepared. Accordingly, in this study, we conducted a job safety analysis (JSA) on major jobs in the operation of water electrolysis facilities to study safe work methods and necessary measures.

국제문제 : 집중분석 ; 중국, 왜 남북정상회담 주목하나 -TMD 저지명분 노린다

서두현 평화문제연구소 2000 통일한국 Vol.198 No.-

수소충전소의 위험도 산출 및 적용에 대한 고찰

서두현,김태훈,이광원 한국가스학회 2020 한국가스학회지 Vol.24 No.5

In Korea, hydrogen stations are being promoted and commercialized. However,the risk assessment for the hydrogen station is not clear. In particular, it is not clear how tocalculate the risk and acceptable criteria for a hydrogen station. Therefore, in this study, three hydrogen stations being installed were selected and generalrisks were calculated and the social risk of each hydrogen station was calculated. In general,the method of risk assessment is individual/social risk. This is an individual's death rate con sidering the frequency of accidents, And the likelihood of death according to the number ofnearby residents. These can be used to calculate the level of risk for a hydrogen station. However, this method of calculate risks is the criteria for judging whether it is acceptable areunclear. For this reason, this study investigated the allowable standards for foreign risks andconsidered that they were acceptable by applying the risks of selected domestic hydrogenstations. 국내에서는 수소충전소 보급 및 상용화를 추진 중에 있으나 수소충전소에 대한 위험도 판정이 명확하지 않다. 특히 수소충전소에 대한 위험도 산출 방법 및 허용가능 기준이 명확하지 않은 실정이다. 이에 본 연구에서는 설치 중인 수소충전소 3개소를 선정하여 일반적인 위험도 산출 방법을 활용하여 각각의 수소충전소의 사회적 위험도를 계산해보았다. 일반적인 위험도 산출의 방법으로 개인적/사회적 위험도를 통한 사고빈도를 고려한 개인의 사망활률 및 인근주민의 수에 따른 사망 가능성을 통해 수소충전소의 위험도 수준을 산출할수 있다. 그러나 이러한 위험도의 경우에도 허용가능 여부를 판단할 기준이 불분명한 실정이다. 이에 국외의 위험도 허용가능 기준을 조사하고 국내의 선정된 수소충전소의 위험도를 적용하여 허용가능 수준임을 고찰해 보았다.

고압 이산화탄소 저장탱크 가스누출에 의한 방출시 확산범위 고찰

서두현,장갑만,이진한,조영도,권정락 한국에너지학회 2014 한국에너지공학회 학술발표회 Vol.2014 No.4

CO2 임시 저장 탱크에서의 물리적 폭발에 따른 피해영향 고찰

서두현,장갑만,이진한,이광원 한국가스학회 2015 한국가스학회지 Vol.19 No.2

CCS(Carbon Dioxide Capture and Storage)은 온실가스의 주원인 중 하나인 CO2를 감축하기 위한 대안으로 발전, 시멘트 및 철강 산업 등에서 발생하는 대량의 CO2를 포집, 압축․액화하여 저장소에 격리하는 일련의 전 과정을 말한다. 이때, 포집된 CO2는 수송 과정 전․후에 임시저장소에 저장 하게 된다. CO2는 일반적으로 비 가연성, 무독성가스로 저장소에서 화학적 폭발을 일으킬 가능성이 희박한 가스지만, 임시로 저장되어 보관될 동안 100bar이상의 압력으로 보관되고 있으며, 포집된 가스에 포함된 불순물과 산화물 등에 의해 용기의 부식으로 인한 물리적 폭발이 일어날 가능성이 있다. 폭발 강도는 일반적으로 TNT 상당질량을 통해 계산할 수 있으며, CO2 임시 저장소는 대량의 CO2를 보관하기위한 시설로 용기의 용량을 100,000L(100톤)로 가정하여 계산하였다. 계산을 통하여 약 100bar로 압축되어 저장된 100톤의 임시저장소 1개가 폭발할 때의 폭발위력을 산출하면, 대략 2346 lb 이며, 이를 환산하면 약 1064 kg의TNT가 폭발하는 위력과 동일한 것으로 계산된다. 폭발중심으로부터의 거리에 따른 과압은 환산법칙(scaling law) 을 통해 계산하였다. 또한, 폭발과압으로 인한 인체 상해에 대해 폐출혈(Lung Haemorrhage)로 인한 사망과 고막파열 등의 상해를 고려하여 Probit 모델을 통하여 추정하였다. CO2 is non-flammable, non-toxic gas and not cause of chemical explosion. However, various impurities and some oxides can be included in the captured CO2 inevitably. While the CO2 gas was temporarily stored, the pressure in a storage tank would be reached above 100bar. Therefore, the tank could occur a physical explosion due to the corrosion of vessel or uncertainty. Evaluating the intensity of explosion can be calculated by the TNT equivalent method generally used. To describe the physical explosion, it is assumed that the capacity of a CO2 temporary container is about 100 tons. In this work, physical explosion damage in a CO2 storage tank is estimated by using the Hopkinson's scaling law and the injury effect of human body caused by the explosion is assessed by the probit model.

고무 씰링 재료에 대한 CO₂ 침지 영향에 관한 고찰

서두현,장갑만,이진한,이광원,Seo, Doo-Hyoun,Jang, Kap-Man,Lee, Jin-Han,Rhie, Kwang-Won 한국가스학회 2014 한국가스학회지 Vol.18 No.5

CCS(Carbon Capture and Storage)는 제철, 철강, 발전소 등에서 발생되는 $CO_2$를 포집 및 저장하는 기술로서, 지구 온난화의 주범인 $CO_2$를 감축시키는 효과적인 기술이다. CCS 포집 기술과 저장 기술은 집중적인 개발을 도모하고 있으며, 현재 실증단계에 있다. 그러나 상용화 단계에 이르기 위해서는 포집, 저장 기술을 비롯하여 수송기술까지도 구성 요소에 대한 안전성 확보가 필요하다. 특히, 수송기술은 CCS 특성상 파이프라인을 이용한 수송기술이 적합하지만, $CO_2$ 파이프라인 운용 사례가 부족하여, 파이프라인 또는 구성 요소(밸브 등)에 대한 적합한 재질을 선택해야 한다. 본 연구에서는 $CO_2$ 파이프라인에 사용 가능한 고무재질을 알아보고자 여러 분야에서 사용되는 고무 재질을 $CO_2$에 침지하여 압력 온도 변화에 따른 부피변화를 비교 분석 하였다. CCS(Carbon Capture and Storage) which is technic to capture and storage the carbon-dioxide is the method that reduces the carbon-dioxide from the industries to prevent earth from the global warming. In order to apply to the practical site, it is inevitable to investigate the possibility of damage in the pipe or components by carbon-dioxide. In this paper, the immersion test is performed to estimate the suitability of the rubber which is used to seal or connect the pipelines because the rubber has not been validated. Also, the immersion test is carried out in a certain condition(pre- and supercritical state).

패키지형 수소충전소의 고장형태별 영향 분석

서두현,이광원,김태훈 한국수소및신에너지학회 2020 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.31 No.1

In this study, the purpose is to identify the risks of the facilities of packaged hydrogen stations. As a risk identification method, failure mode & effect analysis (FMEA), a qualitative risk assessment, was used to analyze failure mode and effects of component of each facility. The analysis criteria were used to derive the risk priority number (RPN) using the 5-point method according to severity, incidence, and detectability. The study analyzed a total of 141 components of 23 types that can be identified on the design of the packaged hydrogen filling station. As a result, 683 types of failures and their causes and effects were identified. and the RPN was number of a total of 1,485. Of these, 10 failure types with a RPN value of 40 or more were deemed necessary. In addition, a list of failure types with a severity score of 5 was identified and analyzed.

현장르포 : 사할린은 이제 이웃에 있다

서두현 평화문제연구소 1992 통일한국 Vol.107 No.-

수소 전주기 시스템의 HAZOP 수행 시 위험 요인 라이브러리 적용 연구

서두현,이광원,이동민,신단비,김현기,이충현,김태훈 한국수소및신에너지학회 2023 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.34 No.4

The risk assessment (safety assessment) must be performed to verify the risks during operation and installation of the hydrogen system and to ensure safe design and operation. Among them, hazard and operability study (HAZOP), a qualitative risk assessment, is most often used to discover risk factors and secure safety. However, in HAZOP performance, there is a difference in the level of evaluation results depending on the level and experience of the evaluator, and there is a high possibility that subjective results will be derived. This study aims to develop a risk factor library that can list and provide information on potential risk factors in order to solve these problems when performing HAZOP, reduce risk factors that are omitted or overlooked.

Off-Site 패키지형 수소충전소의 FTA 분석

서두현,김태훈,이광원,최영은 한국수소및신에너지학회 2020 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.31 No.1

For the fault tree analysis (FTA) analysis of the packaged hydrogen filling station, the composition of the charging station was analyzed and the fault tree (FT) diagram was prepared. FT diagrams were created by dividing the causes of events into external factors and internal factors with the hydrogen event as the top event. The external factors include the effects of major disasters caused by natural disasters and external factors as OR gates. Internal factors are divided into tube tailer, compressor & storage tank, and dispenser, which are composed of mistakes in operation process and causes of accidents caused by parts leakage. In this study, the purpose was to improve the hydrogen station. The subjects of this study were domestic packaged hydrogen stations and FTA study was conducted based on the previous studies, failure mode & effect analysis (FMEA) and hazard & operability study (HAZOP). Top event as a hydrogen leaking event and constructed the flow of events based on the previous study. Refer to “Off shore and onshore reliability data 6th edition”, “European Industry Reliability Data Bank”, technique for human error rate prediction (THERP) for reliability data. We hope that this study will help to improve the safety and activation of the hydrogen station.