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연구센터

화재폭발연구센터

화재폭발 연구센터

선박 및 해양플랜트 설비의 화재 폭발에 대한 연구 및 성능평가 지원

화재폭발 연구센터 (Fire and Explosion Research Centre(FERC))는 육상 및 해상에서 발생할 수 있는
화재 및 폭발 사고에 관한 실험적 연구 및 수치적 연구를 통해 피해규모 예측 및 인명/재산/환경 피해를 저감할 수 있는 기술에 대해 연구하고 있습니다.

구성원
센터장 서정관 교수 부센터장 김정환 연구교수
산하연구실 신뢰성 해석 연구실
구조안전설계 연구실
연구원 이승열 책임연구원
박성우 책임연구원
김덕영 선임연구원
1. 위험도 평가 기술 개발
연구내용

현재 대부분의 선박 및 플랜트에서는 발생가능한 위험을 줄이고 완화하기 위해 위험도 평가 및 관리 기술을 사용하고 있습니다.
정확한 위험도 평가 및 관리를 하기 위해서는 위험요소(Hazards) 식별, 사고 시나리오 선정, 발생 빈도 및 심각성 해석, 위험도 평가 및 관리 절차로 수행됩니다.

세부 연구주제
- HAZID 및 HAZOP 수행
- 사고 시나리오 선정 기술
- 폭발/화재 빈도 및 심각성 해석 기술
- 화재 및 폭발 위험도 평가관리 표준화 방안
- 위험도 저감 기술 개발
2. 친환경 연료 핵심기술 개발
연구내용

지속가능한 탈탄소 사회를 구현하고 온실가스 감축을 위해 친환경 연료 도입을 선박 및 육상 플랜트 분야에서 추진하고 있습니다.
친환경 연료는 화학적/물리적 물성이 상이하며 선박 연료로 사용 시 추진방식(액체, 기체) 및 사용조건(온도, 압력)이 다양합니다.
이에 친환경 연료의 안전성 확보를 위한 화재 및 폭발사고에 대한 정확한 피해 규모 예측 및 피해저감 기술을 실험 및 수치해석 기법을 사용하여 개발합니다.

세부 연구주제
- 친환경 연료의 해상 및 운영환경을 고려한 화재 폭발 피해규모 예측기술
- 가스 누출 감지기 위치 최적화 기술
- 환기시스템 설계 및 성능 검증 기술
- 친환경 연료의 누출/폭발/화재 안전 기준 개발
3. 선박 및 해양플랜트 설비 성능평가 기술 개발
연구내용

선박 및 해양플랜트 산업의 고품질 고부가 가치화가 요구되고 있습니다.
이에 선박 및 해양플랜트 설비들의 화재와 폭발 하중에 대한 실증 실험 및 수치해석 기술을 개발하여 선박해양플랜트 설비들의 성능을 평가합니다.

세부 연구주제
- 선박용 ESS 화재진압 시험평가 기술 개발
- 해양플랜트 플레어 시스템 및 복사열 차폐막 설계 엔지니어링 기술 개발
- 연료탱크 및 이송시스템의 극저온 열전달 및 열응력 성능 평가기술 개발
- 화재진압시스템의 성능평가 기술 개발
- 방화벽 및 방폭벽 성능평가 기술 개발
4. 해양사고 방제대응 기술 개발
연구내용

국제사회의 강력한 해양환경 규제로 친환경 선박 도입 임박에 따라, LNG, 암모니아 등 친환경 연료를 동력으로 쓰는 선박 비율이 확대되고 있습니다.
친환경 선박 연료 누출사고 발생시 피해 최소화를 위해 친환경 선박 연료 누출사고에 대한 실시간 해양환경 정보를 연계, 확산 특성 및 피해규모(화재, 폭발, 독성물질 노출)를 예측 할 수 있는 기술이 개발되어야 합니다.
친환경 선박 사고 현장을 신속 정확히 파악할 수 있도록, 방제 대응에 필요한 오염 범위, 확산 추이, 피해규모 예측 등을 도출하여 해양사고 방제대응 기술을 개발하고자 합니다.

세부 연구주제
- 친환경 선박 사고 대응 데이터 플랫폼(SW, HW)개발
- 친환경 선박 사고 데이터 저장 관리 기술 개발
- 친환경 선박 연료 특성별 사고 방제 대응 매뉴얼 개발
5. 함정 화재 폭발 설계 기술 개발
연구내용

함정의 전투시 또는 운용시 발생하는 사고에 대한 함의 생존성 향상을 위하여 통합생존성 향상은 새로운 기술개발에 따른 위협무기체계 및 함정 탑재 무기체계의 첨단화에 따라서 지속적인 함정의 통합생존성 설계 관리지침에 개정 및 반영되어야 합니다.
이에 함정의 전투시 또는 운용시 발생할 수 있는 화재 및 사고에 대한 설계 기술을 개발하고자 합니다.

세부 연구주제
- 비행갑판 격납고 화재 해석 및 화재진압 해석 S/W 개발
- 통합생존성 관리지침 개정(안) 연구
- 미래무인전력 대응 함정 구조성능 기술 개발
관련 연구설비 및 장비
야외 화재 및 폭발 실증시험 설비

∙ Test yard: L250 x W180 (m)
∙ Test model size: L20 x W15 x H10 (m)
∙ Maximum gas supply: ~ 2kg/s
∙ Maximum water supply: 20 (ℓ/min)/m3
∙ Blower: 50m /min, 1HP2
∙ Ignition plug: 20,000V
∙ Test bed size: L27 x W22 (m)

야외 방폭벽 실증시험 설비

∙ Test frame size: L12 x W6 x H4 (m)
∙ Data acquisition: 1 MS/s, 32 ch.
∙ Gas analyzer: 20ppb ~ 30ppm
∙ Maximum blast pressure: 2bar (operational), 5bar (structure)
∙ Maximum test model sizes: L2 x W4, L4 x W4, L4 x W6, L4 x W8 (m)

수직형 방화구조 시험 설비

∙ Max. test specimen size: : 4.5x4.5m
∙ Max. temperature: 1,430degC
∙ Max. load: 2MN (200ton)
∙ Fire curve: Standard and non-standard

수평형 방화구조 시험 설비

∙ Max. test specimen size: 6.5x4.5m
∙ Max. temperature: 1,430degC
∙ Max. load: 3MN (300ton)
∙ Fire curve: Standard and non-standard

화재 좌굴 붕괴 실증시험 설비

∙ Internal diameter of furnace: 4.5m
∙ Maximum test model size: Ø2 x L5 (m)
∙ Maximum temperature: 1,430 deg. C
∙ Gas burner: Max. 463kW
∙ Overall internal length of furnace: 5m
∙ Exhaust gas treatment system: 1200m3/min
∙ Maximum loading capacity: 10MN and 200mm stroke
∙ Data acquisition sampling rate: 10 S/s

실내 화재 시험설비

∙ Test space: 30 x 25 x 16 (m)
∙ Data acquisition: 5 S/s, 184 ch.
∙ Gas supply: ~1kg/s (LPG or LNG)
∙ Gas storage capacity: 4.9ton
∙ Water supply: ~20 (ℓ/min)/m2
∙ Water storage capacity: 600ton

폭발 가압 시험 설비

∙ Maximum blast pressure: 2.5bar
∙ Blast pressure sensor: 1 MS/s (PCD-1MP)
∙ Test data: Pressure, strain, temperature
∙ Maximum test panel size: L1,000 x W1,000 (mm)
∙ Design code: BS 5500 TO BS 1501-151- 430A
∙ Data acquisition: 8 ch. (DEWE-31-16), 1MS/s (per ch.)

산소지수 시험기

∙ Oxygen concentration resolution: 0.1%
∙ Gas supply: Oxygen, Nitrogen
∙ Operating temperature: 23 oC ± 2 oC

수행과제
∙ 2011.05~2016.04, 산업통상자원부, 해양플랜트 폭발/화재 시험기술개발 기반구축사업
∙ 2015.10~2018.09, 산업통상자원부, 해양플랜트용 방폭형 10T Bridge crane 국산화 개발
∙ 2015.10~2017.09, 중소기업청, 질식사고 방지를 위한 이산화탄소 소화설비의 안전시스템 개발
∙ 2016.12~2019.10, 산업통상자원부, 액화수소운송선용 CCS 설계 및 검증기술 개발
∙ 2017.04~2020.12, 산업통상자원부, 중형급(100MMSCFD) FPSO용 Flare System Package 개발
∙ 2019.06~2023.12, 산업통상자원부, 수소연료전지추진선박용 연료저장 및 공급시스템 핵심소재의 성능평가 설비 구축 및 평가기술 개발
∙ 2020.04~2024.12, 해양수산부, 수소 누출예방 및 피해저감 기술 개발
∙ 2021.04~2022.12, 산업통상자원부, 친환경 선박 및 고부가가치 선박용 폭발 및 화재성능 공압식 풍우밀 도어 개발
∙ 2021.05~2023.12, 산업통상자원부, 선박용 ESS 안전성 평가체계 개발 및 시험인증기반구축
∙ 2022.04~2026.12, 산업통상자원부, 해양쓰레기 수거처리선박 건조실증 및 위험도 분석
∙ 2022.07~2023.12, 산업통상자원부, 방화성능 H120급 친환경 선박 및 고부가가치 선박용 풍우밀 도어 국산화 개발
∙ 2023.05~2023.12, 중소벤처기업부, 친환경 에너지 안전성 확보를 위한 유동 및 구조해석 인터페이스 소프트웨어 개발
∙ 2024.04~2026.12, 전기차 해상운송 중 화재예방을 위한 SOC 기준 설정 및 가이드라인 개발
∙ 2024.10~2028.12, 액체수소 운반선 운송시스템의 극저온 배관 개발 및 실증

신뢰성 해석 연구실

신뢰성 해석 연구실은 유한요소법/전산유체역학 소프트웨어를 이용하여 선박 및 해양플랜트 구조물의 설계에 필요한 각종 유체 및 구조 거동 해석기법을 연구합니다.
또한 폭발/화재/충돌 등 실증 실험을 수치해석기법으로 검증하여 선박 및 해양플랜트 구조물의 설계 및 GUI 프로그램을 개발합니다.

연구분야
- 각종 연료에 대한 누출에 대한 화재 특성 분석
- 화재 피해규모 예측
- 화재 위험도 평가
- 화재사고 원인 규명 조사
- 화재 실험 검증
- 액면 화재에 대한 특성 분석
- 화재 진압 해석
연구분야
- 친환경 연료의 누출 및 확산 특성 분석
- 핵화 연료의 액면 누출 및 확산 특성
- 환기시스템 성능 평가
- 가스 감지기 위치 최적화
- 가스 확산 실험 검증
∙ 연구분야
- 친환경 연료의 폭발 특성 분석
- 환기구 형상에 따른 폭발 특성 분석
- 폭발 피해규모 예측
- 폭발 위험도 평가
- 폭발 실험 검증
- 폭발사고 원인 규명 조사
∙ 연구분야
- 화재/폭발에 의한 구조응답해석
- 연료탱크 및 이송시스템의 극저온 열전달 해석 및 열응력 해석
- 비선형 구조해석(정적/준정적/동적)
- 진동 및 소음해석
- 선박의 최종강도 및 종강도 해석
∙ 연구분야
- 비행갑판/격납고 화재 및 화재진압 해석 S/W
- 화재 간이해석 S/W
- 화재 노즐배치 최적화 S/W
- 선박의 최소용접량 해석 기술 개발
보유 S/W
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