2가지 선형의 대상 선박에 적용이 어려운 가스 확산 및 폭발 손상과 관련한 규정에 대하여 기관실 및 발전기실과 연료탱크 가스 배관 및 다양한 연결부에 서 가스 연료가 누출되는 경우에 대한 가스 확산 시나리오를 정립하였고, 기관 실, 발전기실, cold box, vent mast 등 선체 내·외부에서 가스가 누출되는 상황을 가정하여 가스 확산 시뮬레이션 하여 규정을 재정립하였다. 또한 가스 확산 시 뮬레이션 결과에 따른 cold box인접 구역에서의 폭발 시나리오를 선정하여 가 스 확산 및 폭발 전용 해석 프로그램인 FLACS 소프트웨어(FLACS, 2016)를 이 용한 가스 확산 및 폭발 시뮬레이션을 수행하였다.
소형 LNG 연료추진 선박의 가스 안전 구역에 대한 규제 적용을 위한 가스 확산 시뮬레이션 검토 결과, 단동선의 경우 건조사양서에 따른 환기가 시간당 30회 공기순환을 하고 있으며, 건조사양서에 따른 가스 감지센서를 2개를 설치 하게 된다면 1개가 고장이 발생한다 하더라도 1개의 여유분이 있으므로, LFL 농도에 도달하는 경우는 없을 것이라고 사료된다. 쌍동선의 경우 각 발전기실 에 3개 이상의 가스 감지센서와 3개 이상의 강제 배기 시스템을 설치하게 된다 면, 가스가 누출되어도 폭발 한계에 도달할 경우가 없으며 강제 환기에 의해 외부로 배출 될 것으로 판단된다. 또한, 압력도출 밸브에 의하여 가스가 vent mast로 배기되는 경우, 부산시 기준 평균 풍속 3.6m/s를 고려하면 두 가지 대상 선박 모두 가스가 빠르게 소산되어 폭발 가능성은 현저하게 낮아지며 바람이 불지 않는 경우에는 공기보다 상대적으로 밀도가 낮은 가스의 특성상 연직방향 으로 상승하려는 특성이 있어 기타 안전구역으로부터의 기존 규정을 완화할 수 있다고 판단된다.
쌍동선 cold box 주위에서 가스 누출 발생 시, 바람이 불지 않는 경우 폭발 가능한 가스 클라우드가 형성된 것을 확인하였고, 가스 폭발 시뮬레이션을 수 행 시, 0.017barg의 매우 낮은 폭발압력이 발생하여 폭발에 의한 인접구역의 구
추가로 설치하여 연속 노출에 의한 가스 확산을 사전에 차단하는 설계 기준을 마련하여 위험구역 범위에 대한 규정을 완화할 수 있다고 사료된다.
500톤을 초과하는 선박에 적용되는 IGF code에 기초한 소형 LNG 연료추진 선박의 가스 확산 및 폭발 시뮬레이션 결과로부터 본 연구의 대상 선박인 소형 LNG 연료추진 선박에 적합한 설계 기준을 제안하였다. 본 선박에 제안한 설계 기준은 모든 소형 가스 연료추진 선박에 적용할 수는 없지만, 이를 기반으로 다양한 크기와 형태의 소형 LNG 연료추진 선박에 적용할 설계 완화 기준을 추 정하기 위해서는 더 다양한 크기와 형태의 선박 시뮬레이션이 필요할 것이다.
참 고 문 헌
API RP 581, 2008. Risk-Based Inspection Technology, DNV-GL.
Gexcon, 2016. FLACS Users manual. Gexcon AS, Norway.
IMO, 2009. Interim Guidelines on Safety for Natural Gas-FuLFLed Engine Installations in Ships, Res. MSC.285(86).
KR, 2019. Rules for the Classification of Steel Ships, Part 7 Ships of Special Service, Korea.
Lee, S.G., Pyun, J.H., and Ha, J.H., Design Criteria of Gas Diffusion and Explosion in Small FRP LNG Fueled Ship, Asia Navigation Conference 2019 (ANC2019), Busan, Korea, November 21-23, pp. 1-13.
Lee, S.G., Lee, J.S., and Pyun, J.H., Design Criteria of Collision and Grounding in Small FRP LNG Fueled Ship using FSI Analysis Technique, Asia Navigation Conference 2019 (ANC2019), Busan, Korea, November 21-23, pp. 1-9.
Ministry of Oceans and Fisheries, 2019. [Online] (Updated 1 June 2020) Available at: http://www.mof.go.kr/statPortal/cate/statView.do [Accessed 15 December 2019]
MOF, 2015. Standards of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk and Gas Fueled Propulsion Ship, Korea.