단동선의 가스 확산 시나리오

단동선 기관실 내부의 환기는 건조사양서에 따라 시간당 30회 공기 순환을 고려하여 2개의 Fan에서 강제 환기 조건을 적용하여 배기시스템으로 인한 가스 가 외부로 누출 되었을 때의 가스 확산 시뮬레이션을 수행하였고, cold box와 LNG 연료실과 완전히 독립된 공간으로 격리되고, cold box에서 이중배관을 형 성하여 기관실의 엔진입구까지 연결되므로, LNG 연료실의 확산 시뮬레이션은 제외 하였다.

□ 확산-1 : 기관실 내부 중 터보차저(turbo charger) 직전 배관 연결부에서 가 스가 누출되는 경우와 기관실 내부 중 주기의 몸체 연결 조립부 에서 가스가 누출되는 경우(LP1, LP2)

□ 확산-2 : LNG 연료탱크에서 기화가스가 vent mast로 배출되는 경우(VP1) □ 확산-3 : 기관실 선내의 누출가스와 cold box 내부의 누출가스가 환기구를

통해서 선외로 배출되는 경우(VP2, VP3)

단동선의 가스 확산 시뮬레이션 시나리오의 가스 누출위치는 그림 4.2와 같 이 나타내었으며, 누출방향 및 누출량을 고려하여 표 4.3과 같이 시나리오 초기

그림 4.2 소형 LNG 연료추진 단동선 가스 확산 시나리오 표 4.3 소형 LNG 연료추진 단동선 가스 확산 시나리오 요약 선내 확산

시나리오 가스 누출 위치 누출가스

구성 누출방향 환기

용량 파공율

DS1-1

LP1

(과급기 전) 기관실 기화 가스 (100%NG)

선수, 선미,

좌현, 위 960m³/hr

10%, 30%, 50%

LP2

(기관 몸체) 기관실

혼합가스 (5.8%NG +94.2% Air)

선수, 선미,

좌현, 위 960m³/hr

10%, 30%, 50%

선외 확산

시나리오 가스 누출 위치 배기가스

구성 배기 위치 환기 용량

DS1-2 LNG 탱크 연료실 기화 가스

(100%NG) VP1 960m³/hr

DS1-3

LP1 혹은 LP2 기관실

혼합가스 (5.8%NG +94.2% Air)

VP2 960m³/hr LP3

(cold box내 배관)

연료실 100%NG VP3 80m³/hr

4.1.2 쌍동선 가스 확산 시나리오

쌍동선 발전기실 내부의 환기는 건조사양서에 따라 긴급 상황 시 환기 시스 템이 작동하는 것을 고려하여 배기 시스템으로 인한 가스가 외부로 누출 되었 을 때의 가스 확산 시뮬레이션은 제외하였고, cold box와 LNG 연료탱크가 선체 외부에 배치되어 있는 것을 고려하여 손상 가능성이 선내에 존재하는 것보다 비교적 높을 것으로 사료되어 확산 시뮬레이션을 수행하였다.

□ 확산-1 : 발전기실 내부에서 발전기와 연료공급 배관 연결부에서 가스가 누출되는 경우 및 발전기 본체 연결부에서 가스가 공기와 혼합 된 상태로 누출되는 경우(LP1, LP2)

□ 확산-2 : cold box 인접부위에서 선외로 가스가 누출되는 경우(LP3)

□ 확산-3 : 압력도출 밸브의 가스 배출구인 vent mast로 가스가 배출되는 경 우(VP1)

쌍동선의 가스 확산 시뮬레이션 시나리오의 가스 누출위치는 그림 4.3와 같 이 나타내었으며, 누출방향 및 누출량을 고려하여 표 4.4과 같이 시나리오 초기 조건을 요약하여 명시하였다.

표 4.4 소형 LNG 연료추진 쌍동선 가스 확산 시나리오 요약 선내 확산

시나리오 가스누출 위치 누출가스 구성 누출

방향 환기용량 누출율

DS2-1

LP1

(과급기 전) 발전기실 기화 가스 (100%NG)

선미 우현

상부 85.17kg/hr

10%

30%

50%

LP2 (발전기

몸체)

발전기실

혼합가스 (5.8%NG +94.2% Air)

선미 우현 상부

85.17kg/hr

10%

30%

50%

선외 확산

시나리오 가스누출 위치 누출 및

배기가스 구성 풍향 환기용량 누출율

DS2-2 LP3 cold box 주변

기화 가스 (100%NG)

8방위

-(선외)

파이프 직경비 DS2-3 VP1 vent

mast

기화 가스 (100%NG)

4.2 소형 LNG 연료추진 단동선의 가스 확산 시뮬레이션

소형 LNG 연료추진 단동선의 기관실 내부의 가스 확산 해석은 정립한 확산 시나리오를 기준으로 가스 확산 시뮬레이션을 수행하였다. 엔진의 과급기 이전 에서 누출이 발생한 경우와 엔진 몸체의 연결부에서 누출이 발생한 경우의 2가 지 조건에 대해서 누출율과 누출 방향에 따라서 시뮬레이션을 수행하였으며, 배관 및 엔진 결합부에서 누출한 경우는 명확한 누출율을 산정하기 어려워 API-581기준(DNV-GL, 2008)에 따라 0.25∼2inch 범위에 해당하는 누출 구멍 크 기를 가정하여 1inch에 대한 파공 조건으로 시뮬레이션을 수행하였다.

소형 LNG 연료추진 단동선의 선외 가스 확산 해석은 정립한 확산 시나리오 를 기준으로 가스 확산 시뮬레이션을 수행하였다. 비교적 가스의 클라우드가 형성되어 있을 수 있는 선박이 정지한 상태에서 시뮬레이션을 수행하였고, 선 외 확산 시뮬레이션의 경우 외부에 노출되어 있음에 따라 가스 확산 시뮬레이 션에 바람의 영향을 고려하였다. 부산시 평균 풍속(3.6m/s)이 작용하는 시나리 오를 고려하여, 풍향에 따른 가스 누출에 따른 가스 확산 시뮬레이션을 수행하 여, 위험구역Ⅰ의 경계와 통풍장치의 대한 기존 규정을 재정립하고자 하였다.