국가화재평가원

집합관 안전장치 안전밸브 의 오리피스 크기 선정

국가화재평가원

전성호 원장 소방기술사 / 소방시설관리사

8월 1일부터 가스계 소화설비 집합관 등에 안전장치 등의 설치가 의무화 됩니다.

1. 가스계소화설비 저장용기와 선택밸브 또는 개폐밸브 사이에는 배관의 최소사용설계압력과 최대허용압력 사이의 압력에서 작동하는 안전장치(안전밸브 등)를 설치하도록 NFTC가 개정, 시행됩니다.

안전장치 오리피스 크기는 어떠한 인자에 영향을 받나요?

1. 안전장치의 오리피스 크기는 소요 배출량과 안전장치 작동압력에 의하여 결정됩니다.

2. 소요배출량은 배관 등을 안전하게 보호하기 위한 안전장치의 필요 배출량이고 시간당 배출량 (kg/hr) 으로 환산 적용됩니다.(소요배출량이 클수록 오리피스 크기가 커지는 경향이 있습니다.)

3. 작동압력은 안전장치가 배출을 시작하는 작동압력으로 보호받아야 할 설비(배관 등)의 허용강도보다 작아야 설비를 보호할 수 있습니다.(작동압력이 높을 수록 오리피스 크기가 작아지는 경향이 있습니다.)

4. 즉, 소요배출량이 작을수록 안전장치의 작동압력이 높을수록 오리피스의 크기가 작아집니다.

오리피스 크기를 산출하는 기준 및 적용 산식은? - 액화 소화가스(할로겐 등)

1. 안전장치의 오리피스 크기에 관련된 기준은 KGS FP211와 Kosha_D-26, Kosha_D-18 기준을 따르며 국내 고압가스와 산업안전 관련 안전밸브는 해당 기준을 참고해 설치하고 있습니다.

2. 각 기준의 큰 차이는 없으나 일부 미세한 차이가 있고, 가스계소화설비의 저장량이 일정기준이상일 경우 고압가스 안전관리법을 따르므로 여기서는 KGS기준을 참조하여 오리피스 크기를 산출하는 것을 권장합니다.

3. 먼저 안전장치 소요 분출량(과압 형성을 방지하기 위한 필요 배출량)을 산출합니다.

4. 10초 만에 집합관으로 모이는 할로겐 소화설비의 약제량을 모두 반영하면 소요 분출량은 매우 크게 산출되며, 이 경우 대형 오리피스를 가진 안전장치가 필요하게 되므로 현실적으로는 아래 5항을 전제하여 산출하는 것을 권장합니다.

5. 할로겐 약제는 집합관으로 모일 시 액상과 기상이 혼재 되어 있을 가능성이 크고, 주변 열을 흡수하여 기상화가 이뤄지면서 증발된 약제가 과압을 형성할 것으로 예상됩니다.

6. 액화가스의 증발에 의한 과압 형성 시의 소요배출량 산출식은 여러가지일 수 있으나, 보수적인 산식을 적용하기 위하여 아래 좌측 산식 적용을 권장합니다.

7. 다만, 좌측 산식(W)을 적용하기 위하여는 집합관에 모이는 액화가스가 급속하게 기체화 되지는 않는다는 전제가 필요합니다.

8. 소화약제는 대기중에선 가스 상태를 전제 하므로 우측의 산식을 사용하여 오리피스 크기(A)를 산출합니다.

안전장치의 오리피스 크기는 얼마로 하여야 하는가? – 액화 소화가스

1. http://tool.kfsl.co.kr/ -비회원 로그인 - 가스계소화설비-배관안전 - 집합관 안전밸브 산정 액화소화가스 프로그램을 이용하여 안전밸브 오리피스 크기를 편리하게 산출할 수 있습니다.

오리피스 크기를 산출하는 기준 및 적용 산식은? – 압축 소화가스

1. 압축가스 불활성 기체 의 경우 액화가스 할로겐 와 다른 점은 안전밸브로 부터 방출하여야 할 소요 분출량의 산정이 다릅니다.

2. 그 이유는 압축가스는 집합관에 2상으로 존재하지 않고 기체상으로만 존재하기 때문으로 다음 좌측의 산식 KGS FP211 인용 을 사용하여 소요 분출량 W 을 산정하고 우측의 안전밸브 오리피스 산출식 A 을 이용하여 오리피스 크기를 산출합니다.

안전장치의 오리피스 크기는 얼마로 하여야 하는가? - 압축 소화가스

1. http://tool.kfsl.co.kr/ -비회원 로그인 - 가스계소화설비-배관안전 - 집합관 안전밸브 산정 압축 소화가스 프로그램을 이용하여 안전밸브 오리피스 크기를 편리하게 산출할 수 있습니다.

-본 칼럼은 국가화재안전저널 제 41호에 기고된 글입니다.

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