확산 시뮬레이션(DS1-3) 결과

선박이 정지 상황에서 기관실에서 누출이 발생한 가스가 강제 환기에 의해서 선외로 배출되는 경우로 가스와 공기의 혼합가스가 8.0m/s의 속도로 선미 방향 으로 배출된다. 그림 4.10은 혼합가스가 선미로 배출되는 시뮬레이션 결과이고, 1% 농도의 범위로 기준을 적용하면 선미 배출구 끝부분에서 약 6.0m×0.8m의 영역을 가지고 5% 초과하는 영역은 발생하지 않는다.

선박의 정지 상태에서 선수 방향으로 부산시의 평균 바람 속도(3.6m/s)를 고 려한 시뮬레이션 결과를 그림 4.11과 같다. 그림 4.11 같이 가스 확산 범위가 선박의 정지 시의 경우보다 축소됨을 확인할 수 있고, 5%의 농도를 가지는 범 위는 없는 것으로 나타난다. 따라서 거주구와 선수부에 위치하는 공기 흡입구 위치로부터 1.5m 이상으로 충분히 떨어져 있다고 사료된다.

그림 4.10 선박 정지 시, 기관실 누출 가스가 선미로 배출되는 시뮬레이션 결과

그림 4.11 선박 정지 시, 선수 방향(부산시 평균 바람 속도 3.6m/s)의 바람을 고려한 시뮬레이션 결과

(2) VP3에서 가스가 누출되는 경우

선박의 정지 상황에서 cold box에서 누출이 발생하여 강제 환기에 의한 누출 가스가 선외로 배출되는 경우로 순수 천연 가스가 8.0m/s의 속도로 선박의 측 면방향으로 배출된다. 그림 4.12는 천연 가스가 좌현방향으로 배출되는 시뮬레

그림 4.12 선박 정지 시, cold box의 누출 가스가 선박의 좌현방향으로 배출되는 시뮬레이션 결과

(a) 바람 방향 0° 결과 (b) 바람 방향 15° 결과

그림 4.13 선박 정지 시, cold box의 누출 및 선수 방향 0°와 15°의 바람을 고려한 시뮬레이션 결과

(a) 바람 방향 30° 결과 (b) 바람 방향 45° 결과

그림 4.14 선박 정지 시, cold box의 누출 및 선수 방향 30°와 45°의 바람을 고려한 시뮬레이션 결과

그림 4.13과 그림 4.14는 선박의 정지 시 선미에서 선수로 부는 바람의 방향 에 따라서 가스 농도 시뮬레이션 결과이고, 가스 확산 범위가 선박의 정지 시 의 경우보다 축소됨을 확인할 수 있고, 특히 선수 방향 15°로 바람이 불어오는 경우 가스 농도 범위가 가장 넓게 형성됨을 확인할 수 있다. 바람 방향 15°의 경우에 대한 가스 5%의 농도 범위는 가스 배출구에서 약 3.6mx1.4m로 나타난 다. 이 결과는 cold box에서 순수 연료 가스 100%가 누출되는 경우로 상당히 보수적인 시나리오의 결과이고, 실제 cold box에서 누출된 가스와 공기의 혼합 형태로 외기로 배출되기 때문에 시뮬레이션 결과 보다는 가스 확산 범위가 상 당히 감소되고 가스 농도도 줄어들 것이라 사료된다.

본 시뮬레이션의 결과를 바탕으로 설계 기준 정립을 위해 아직 공기 흡기구 의 위치가 미확정 단계지만, 거주구상부와 선수 앞쪽으로 공기 흡입구의 배치 를 가정하고, 공기 흡입구 위치는 최소 FR.15에서 선수 방향에 위치할 경우 배 출 가스가 흡입구 위치까지 1.5m의 안전거리는 확보 가능하다고 사료된다.

(a) 평면 응답

(b) 측면 응답

그림 4.15 선박 정지 시, cold box의 누출과 선수 방향 15°의 바람에 대해서 8.0s연속 누출의 가스 농도 분포

그림 4.15는 선박의 정지 시 선미에서 선수로 15°로 부는 바람의 방향에 대해 서 8.0s간 연속 가스를 누출 시킨 후 가스 농도 시뮬레이션 결과이다. 여기서 8.0s를 선정한 이유는 가스 클라우드가 충분히 성장하여 더 이상 가스의 확산

같이 가스 누출정지(8.0s)로부터 약 3.0s후에는 선체 주위의 잔류 가스가 상당히 소멸됨을 확인할 수 있고, 흡입구가 최소 FR.15에서 선수 방향에 위치할 경우 거주구의 앞쪽으로는 가스가 도달하지 않으므로 흡입구 위치는 안전하다고 사 료된다. 또한 가스 누출이 멈춘 후 약 2.0s범위 내에 5%의 LFL 초과 영역은 완 전히 소실하므로 폭발의 위험성은 희박하다고 사료된다.