7조- Coca Kora

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : KORA, ALOHA software를 활용한 Design of safe 암모니아 탱크 설계

영문 : Design of safe ammonia tank using KORA and ALOHA software

과제 팀명

TEAM Coca KORA

지도교수

이상철 교수님

개발기간

2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 김**(팀장)

서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 고**

서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 권**

서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 이**

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

◇ 사전예방을 원칙으로 하는 safe by design 암모니아 저장탱크 설계를 위해 시나리오 분석을 통해 암모니아 사고영향범위에 영향을 미치는 설계 인자 후보군을 도출 한다. 이에 대한 Tool로 KORA(Korea Off-site Risk Assessment supporting tool)와 ALOHA(Areal Locations of Hazardous Atmospheres) software를 이용한다. KORA를 이용하여 암모니아 탱크의 최적 저장온도, 저장질량, 결속배관 최대 직경, 방류벽의 형태와 추가 설계 요소를 선정하며, ALOHA를 이용하여 설계 대상으로 선정한 안산시 화력발전소의 지형, 기상정보, 암모니아 기본 정보 등을 입력하여 three threat zone을 도출한다. 이 후, 도출된 위험도에 따라 사고예방범위를 줄일 수 있는 대체방안으로 water-foam liquid curtain system을 설계한다. 적절한 거리와 개수를 선행연구의 데이터에 기반 해 산정한 뒤 최종적으로 선정된 설계인자들을 종합하여 safe by design 암모니아 탱크설계 시스템을 제시한다.

개발 과제의 배경

◇ 2015년에 화학물질관리법이 시행된 후 사고로 인한 주변 환경영향을 평가하고 사전에 화학사고 누출을 줄일 수 있도록 안전진단 및 취급시설 검사 등의 감시 활동을 강화하고 있다. 그럼에도 관련 사고는 빈번히 발생하고 있으며, 특히 암모니아 관련 사건이 주를 이루고 있다. 발생형태는 냉동장치의 냉매 가스로 암모니아가 이용되는 경우의 누출, 발전소의 대기오염 방지 시설의 일환인 탈질 공정에서의 암모니아 누출 등이 있다. 그러나 이러한 부분에서 기업들의 노력은 아직 미비하며, 지속적으로 발생하고 있는 이러한 사고를 고려하여 공정설계 시 ‘공정의 효율성’만이 아닌 ‘사고 시의 영향 최소화’를 함께 고려할 필요가 있을 것이다. 그리고 이를 통해 공정의 안전성 향상뿐 아니라 사후관리에 의해 소요되는 행정 비용과 추가 설비 투자비를 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것이다.

◇ 기존의 존재하는 다양한 분야의 공정들은 지금까지 ’공정의 효율성‘을 바탕으로 공정을 설계했다. 그러나 만약 평가자가 여러 변수를 고려하여 사업장으로부터 장외 영향범위를 줄일 수 있도록 설계단계에 반영하여 안전성 향상 방안의 반복적인 보완을 한다면, 사후관리에 의해 소요되는 행정 비용 및 추가 설비 투자비를 효과적으로 줄이는 데 도움이 될 뿐 아니라 기업의 사회적 가치 상승 역시 기대할 수 있을 것이다.

◇ 이 설계를 통해 암모니아 화학사고 발생 시 피해를 최소화함으로써 근로자 및 주변 지역 거주자들의 안전에 기여할 수 있다. 또한, 공정설계에 있어서 장외영향 범위 등 환경적 관점에서 새로운 지표를 제시했다는 점에서 의미가 크다. 우리가 제시한 공정설계 방식이 다양하게 활용되어 화학 사고 발생 피해를 최소화하고 국민의 안전이 보장되는 공정 생태계를 구축할 수 있게 된다.

◇  장외영향평가서는 유해화학물질 취급시설 설계·설치단계에서부터 사업장 외부의 제3자에게 인적·물적 피해를 일으키지 않도록 안전개념에 따라 설계되었는지 확인하여 취급시설이 충분한 안전성을 확보하도록 유도하는 제도적 장치이다. 현재 이용되고 있는 장외영향평가서작성 도움 프로그램은 KORA(Korea Off-site Risk Assessment supporting tool), ALOHA (Areal Locations of Hazardous Atmospheres) 등의 프로그램이 있다. 그 중 본 연구에 활용할 KORA프로그램은 화학물질안전원에서 무료로 배포한 작성지원 프로그램으로 타 프로그램에 비해 접근성이 높고, 지속적인 프로그램 고도화를 통해 혼합 수용액에 대한 이론적 기반을 구현했기 때문에 최근 장외영향 평가서 작성을 위한 기본 툴로 이용되고 있다. 또한 KORA는 평가서 및 계획서 작성을 지원하기 위해 사업장 공정정보, GIS엔진(지도), 고시에 따른 서식지원, 시나리오 영향범위 평가, 설비위험도 산정 기능을 제공한다.

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

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특허 출원 내용

내용