Evaluation of Hydrogen Explosion Protection Performance for a Gas Cylinder Cabinet Using 3D Scanning & TNT Equivalency Method

가스 실린더 캐비닛은 캐비닛 내부에서 화재로 인한 외부 환경을 보호하거나 캐비닛 외부 화재로부터 가스 실린더를 보호하며 특정 고압가스 등을 사용하기 위한 목적으로 설치되어 있다. 캐비닛 내 가스 실린더는 가스를 소비하는 동안 유체의 흐름에 따른 물리적, 화학적 요인으로 인해 가스 폭발 사고의 위험성에 항상 노출되어 있다. 하지만 국내 가스 실린더 캐비닛 관련 기준은 실린더의 분리·보관에 필요한 일반사항 및 기술지침은 정립되어 있으나 방호성능에 관한 내용은 전혀 언급되어 있지 않다. 특히, 최근 지구온난화 대응 및 탄소중립 정책으로 인해 폭발성이 매우 높은 수소 사용이 급증하고 있는데 실린더 캐비닛 내 수소 폭압프로파일 산출 및 방호성능에 대한 연구는 전무한 상태이다. 이에 본 연구에서는 3차원 스캐닝 시스템을 이용하여 실제 가스 실린더 캐비닛에 대해 역설계를 수행함으로써 신뢰성이 확보된 캐비닛 모델에 대해 TNT 당량법을 이용한 AUTODYN 폭발해석을 수행하여 폭발 프로파일을 산출한 후 최종적으로 수소 누출로 인한 가스폭발 사고에 대한 방호 성능을 평가하였다.