장외영향평가의 위험도 분석

장외영향평가의 위험도 분석

 

■ 대안의 사고시나리오와 사고시나리오를 대상으로 사고의 영향과 발생 빈도를 고려하여 위험도 분석은

    LOPA(Layer of protection analysis; 방호계층분석기법)에 따라 아래의 산정식으로 계산함.

위험도 = 영향범위 내 주민수 × 사고 발생빈도(주요기기 고장빈도×안전성향상도)

 

① 영향범위 내 주민수

: 영향거리(반경)를 기준으로 하여 누출원 중심으로 원을 그려서 원 내의 주민수를 산정,  여기에서는 원의 면적과 지역평균 인구밀도의 곱으로 계산한다

② 주요기기 고장빈도

: 대상 시나리오를 발생시킬 수 있는 각 개시사건의 빈도와 해당 건수를 곱하여 계산한다.

③ 안전성 향상도

: 수동적/능동적 완화장치(안전장치)의 설치/작동으로 인한 위험도를 감쇄를 의미하며,  완화장치가 독립적으로 복수인 경우에는 각각의 안전성 향상도를 곱하여 계산한다

 

 

■ 개시사건의 정의 및 빈도

: 本 평가서의 위험도 분석의 주요기기 고장빈도 및 안전성 향상도는 KORA4.0(KORA Off-Site Risk  Assessment Supporting Tool) 프로그램을 활용하였으며,그 관련된 내장된 데이터는 다음과 같다

[Reference] 방호계층분석(LOPA, Layer Of Protection Analysis)이란 원치 않는 사고의 빈도나 강도를 감소시키기 위하여 독립방호계층(IPL; Independent protection layer)의 효용성을 평가하는 분석도구이다. ☞ LOPA 위험도분석방법은 ① 1단계: 잠재적 사고위험을 확인한다. ② 2단계: 해당설비에서 발생가능한 사고시나리오를 대상으로 개시사건 및 빈도를 확인한다. ③ 3단계: 각 개시사건에 적합한 독립방호계층(IPL)의 사고 완화율을 고려하여 위험도를 평가한다. ④ 4단계: 추정된 위험도가 허용할 수 있는 수준의 위험도보다 높을 경우, 추가적인 위험도 감소대책을 수립하여위험도를재평가한다 ⑤ 5단계: 추정된 위험도가 허용할 수 있는 수준 이하의 위험도일 경우, 더 이상 도출할 시나리오가 없다면 독립방호계층(IPL) 분석을 끝낸다

No.	개시사건	정의	빈도
1	고압용기 파열	고압용기는 공정 중의 고압용기와 고압저장용기를 모두 포함하며,설비 자체의 재질 혹은 제작 결함에 의해 발생하는 사고로,여기에서는 파열에 따른 누출을 말함	10^-6
2	배관파열	배관 자체의 재질 및 제작 결함에 의해 발생하는 사고로,사고시나리오 구획 내 배관이 해당할 경우 적용.사고 발생시 배관 내부 물질이 즉시 방출.배관 길이 100m 당 1개로 반영	10^-5
3	배관누출	배관 자체의 재질 및 제작 결함에 의해 발생하는 사고로,사고시나리오 구획 내 배관이 해당할 경우 적용.배관 길이 100m 당 1개로 반영	10^-3
4	상압탱크 파열 및 누출	액체상태의 유해화학물질을 저장하고 있는 탱크의 파열 및 누출	10^-3
5	플랜지/밸브 누출	플랜지가스켓과 밸브의 패킹 누출을 모두 포함	10^-3
6	펌프/컴프레셔 누출	펌프 등의 케이싱이 파손되어 발생하는 누출	10^-3
7	안전밸브 오작동 및 조기개방	안전밸브의 비정상 작동 및 조기개방으로 인하여 안전밸브를 통해 기체성상의 물질이 대기 중으로 방출되는 경우 적용(안전밸브에 후처리 장치가 연결되어 있는 경우 적용 제외)	10^-2
8	냉각수 공급 중단	냉각 실패를 나타내는 사고발생빈도로 냉각수 공급중단으로 폭주반응이 일어날 수 있는 반응에 해당할 경우 적용	10^-1
9	입/출하 시설 누출	입출하 작업 시 호스 파손 및 호스와 연결된 장비(커플러 등)에서 발생하는 누출을 포함	10^-2
10	외부화재	일반적으로 외부에서 크고 작은 외부화재의 빈도를 적용하며 해당 설비 내부 또는 외부에 인화성 또는 가연성 물질이 있는 경우 적용	10^-2

■수동적/능동적 완화장치의 종류 및 정의

구분	종류	정의
수동적 완화 장치	고임목	입출하시 탱크로리의 이동을 예방하기 위한 안전장치
	내화설비	열전달에 의한 비상조치 가능시간을 길게 할 수 있는 내화절연 및 피복조치를 하였을 경우 적용
	방류벽	누출되는 액체물질이 지정된 영역 바깥으로 퍼져 나가는 것을 방지한다.이는 물질의 증발률 및 점화확률을 낮출 수 있다.방류벽은 누출되는 액체에 대하여 효과적이지만 압축가스나 액화가스의 경우에는 효과적이지 않을 수 있다.
	비산방지실드	플랜지에서 누출되었을 때 비산을 방지하며, 미세누출을 조기에 확인 가능하여 사전 안전조치가 가능하다.비산방지실드의 재질은 내약품성으로 산,알칼리 등에 강한 저항력을 가지고 있어야 하며,누유 시 색상의 변화로 확인이 가능하여야 한다.
	이중 벽 용기	1차 격납용기벽 주위에 2차 격납 장치로 완전히 둘러쌓아 1차 격납이 파손될 경우 완전히 붕괴되는 가능성을 줄인다.
	이중배관	배관을 이중구조로 하고 경우에 따라 배관의 간극에 감지센서 설치로 누출을 확인할 수 있다.
	지중/지하용기	지중 상압탱크의 액체 수위는 지면과 같거나 그 이하여야 한다.이 때,주변 토양은 2차 컨테이너로 간주될 수 있다.
	지하배관시스템	용기 및 배관으로부터 발생되는 물질의 누출범위를 축소시킬 수 있다.
	Non-seal pump	Seal이 없는 펌프
능동적 완화 장치	가스감지기 및 자동차단밸브	가스감지기를 통해 감지할 수 있고 제어실에서 원격조정 되거나 멀리 떨어진 곳에서 자동차단밸브를 통해 통제 가능한 경우는 PFD(사고완화율) 0.1 적용 가능하며 추가적으로 가스감지기 및 자동차단밸브가 연동되어 있는 경우 0.01 적용 가능하다.
	감지기 및 펌프중단	가스감지기,누액감지기 등의 안전장치를 통해 감지할 수 있고 제어실에서 원격 조정되거나 멀리 떨어진 곳에서 펌프 가동 중지 등 제어장치를 통해 통제 가능한 경우 PFD 0.1 적용 가능하며,추가적으로 감지기 및 모터 등이 연동되어 있는 경우 0.01 적용 가능하다.
	고정식 소화설비	소화전,폼소화설비,살수설비 등 고정식 소화설비가 있을 경우 설비별PFD 0.1을 적용할 수 있다.
	과류방지밸브	호스 또는 배관파열로 과도한 유량이 생길 시 자동으로 잠김으로써 대량 누출을 방지한다.과류방지밸브는 갑작스러운 배관 고장 발생 시 흐름을 중지시키도록 적절하게 설계되고 배치되어야 한다.
	릴리프밸브/파열판	초과하는 압력에서 작동하며 배관이나 압력용기의 파열을 방지한다.
	방호수막/물분무	방호수막 시스템은 화염(복사열)차단,연기 확산 억제,안전 대피 공간 확보 등을 목적으로 사용된다.물 분무 시스템은 독성가스 누출 시 차단막을 형성하여 물 용해도가 높은 독성가스를 흡수하는 효과를 일으킬 수 있다.
	예비펌프	냉각수 공급 중단 시 냉각수를 재공급할 수 있는 예비펌프가 있을 경우 적용할 수 있다.
	ACQC	ACQC(Automatic Clean Quick Coupler System)는 탱크로리를 이용하여 대량으로 충전 및 하역 작업에서 안전하게 하여 주는 자동청정 Coupler로서 펌프 가압을 통한 기존방식과 달리 질소 가압을 통해 이송한다.액체물질 입/출하에 사용 가능하다.
	Break Away Safety System	탱크로리를 이용하여 대량으로 충전 및 하역 작업에서 기준 이상의 장력을 받으면 연결부에서 이탈해 호스를 보호하고 누출을 막는다.

■개시사건별 완화장치 적용사례

No.	개시사건	완화장치	사고완화율
1	고압용기 파열	방류벽	1 x 10^-2
		릴리프밸브/파열판	1 x 10^-2
		지하배관시스템	1 x 10^-2
		이중 벽 용기	1 x 10^-1
		지중/지하 용기	1 x 10^-1
		방호수막/물 분무	1 x 10^-1
2	배관파열	방류벽	1 x 10^-2
		가스감지기 및 자동차단밸브	1 x 10^-1~10^-2
		릴리프밸브/파열판	1 x 10^-2
		지하배관시스템	1 x 10^-2
		방호수막/물 분무	1 x 10^-1
		이중배관	1 x 10^-1
3	배관누출	방류벽	1 x 10^-2
		가스감지기 및 자동차단밸브	1 x 10^-1~10-2
		지하배관시스템	1 x 10-2
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
		이중배관	1 x 10-1
4	상압 탱크 파열 및 누출	방류벽	1 x 10-2
		지하배관시스템	1 x 10-2
		통기관	1 x 10-2
		이중 벽 용기	1 x 10-1
		지중/지하 용기	1 x 10-1
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
5	플랜지/밸브 누출	방류벽	1 x 10-2
		지하배관시스템	1 x 10-2
		가스감지기 및 자동차단밸브	1 x 10-1~10-2
		비산방지실드	1 x 10-1~10-2
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
6	펌프/컴프레셔 누출	가스감지기 및 자동차단밸브	1 x 10-1~10-2
		누출감지기 및 펌프중단	1 x 10-1~10-2
		Non-Seal Pump	1 x 10-1
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
7	안전밸브 오작동 및 조기개방	방호수막/물 분무	1 x 10-1
		릴리프밸브/파열판	1 x 10-2
8	냉각수 공급 중단	방류벽	1 x 10-2
		릴리프밸브/파열판	1 x 10-2
		지하배관시스템	1 x 10-2
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
		예비펌프	1 x 10-1~10-2
9	입/출하 시설 누출	방류벽	1 x 10-2
		지하배관시스템	1 x 10-2
		방호수막/물 분무	1 x 10-1
		고임목, ACQC, Break Away System, 과류방지밸브	1 x 10^-1~10-2
		고정식 소화설비 *소화전, 폼 소화설비,살수설비 등은 각각 적용가능	1 x 10^-1~10-2
10	외부화재	고정식 소화설비 *소화전, 폼 소화설비,살수설비 등은 각각 적용가능	1 x 10^-1
		내화설비	1 x 10^-1

^

 

■ 개시사건별 완화장치 적용 주의사항

▨ 영향범위 평가 시 방류벽 또는 트렌치 면적을 적용한 경우, 위험도 분석에서 완화장치     (방류벽, 지하배관 설비) 중복 적용 불가 ▨ 방류벽, 지하배관설비(트렌치)는 액상의 유해화학물질을 취급하며 누출량 전량을 가둘 수 있는 경우 완화장치로     적용 가능 ▨ 사고시나리오 구획 내에 포함된 모든 배관 또는 플랜지가 방류벽, 지하배관설비(트렌치)가 처리할 수 있는 범위 내에     있을 경우 방류벽, 지하배관설비를 완화장치로 적용 가능 ▨ 방호수막/물 분무의 경우 형성된 수막이 누출되어 발생된 독성가스의 확산 등을 효과적으로 차단하는 경우 적용할 수     있으며, 누출물질이 물반응성이 있다면 완화장치로 적용은 부적절함. 아울러, 처리수는 적절한 배수시설을 통해 처리될     수 있어야 함 ▨ 가스감지기 및 자동차단밸브는 누출이 예상되는 지점의 전단 부위에 존재하여 누출을 효과적으로 차단할 수 있는     경우에 적용 ▨ 비산방지실드는 물질의 특성에 맞는 재질의 것이어야 하며 효과적으로 확산을 막을 수 있는 경우에 적용 ▨ 도 금조, 세척조 등 연결된 배관 등이 없으며, 개방형 형태로 취급되어 내용물의 증발이 가능한 경우에는 시나리오     구획 내 송풍기 고장(펌프/컴프레서 누출)을 고려