가스기술사 | 수소 연료전지 사용시설 시설기준 (KGS FU671)

수소저장시설 또는 제조시설로 수소연료를 공급받고
이를 연료전지로 사용하는 시설의 설치 기준에 대해 간략하게 설명하겠다.

 

 

KGS FU671

 

 

1.3 용어 정의

이 기준에서 사용하는 용어의 뜻은 다음과 같다.

 

1.3.1 “수소제조설비”란 수소를 제조하기 위한 것으로서 규칙 제2조제3항에 따른 수소용품 중 수전해설비 및 수소추출설비를 말한다.

1.3.2 “수소저장설비”란 수소를 충전ᆞ저장하기 위하여 지상 또는 지하에 고정 설치하는 저장탱크(수소 의 품질을 균질화하기 위한 것을 포함한다)를 말한다.

1.3.3 “수소가스설비”란 수소제조설비, 수소저장설비 및 연료전지와 이들 설비를 연결하는 배관 및 그 부속설비 중 수소가 통하는    부분을 말한다.

1.3.4 “수소용품” 이란 연료전지(「자동차관리법」에 따른 자동차에 장착되는 연료전지는 제외한다), 수전해설비 및 수소추출설비로서 다음에 따른 것을 말한다.

 (1) 연료전지 : 수소와 산소의 전기화학적 반응을 통하여 전기와 열을 생산하는 고정형(연료소비량이 232.6㎾ 이하인 것을 말한다) 및 이동형 설비와 그 부대설비

 (2) 수전해설비 : 물의 전기분해에 의하여 그 물로부터 수소를 제조하는 설비

 (3) 수소추출설비 : 도시가스 또는 액화석유가스 등으로부터 수소를 제조하는 설비

1.3.4 “불연재료”란 「건축법 시행령」 제2조제10호에 따른 불연재료를 말한다.

1.3.5 “방호벽”이란 높이 2m 이상, 두께 0.12m 이상의 철근콘크리트 또는 이와 같은 수준 이상의 강도를 가지는 것으로서 2.9.2에서 정하는 벽을 말한다.

1.3.6 “보호시설”이란 제1종보호시설 및 제2종보호시설

 

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배치기준

 

1. 화기

수소가스설비 외면으로부터 화기와의 우회거리 8m

연료전지가 실내에 설치되 있는 경우 우회거리 2m 이상으로 할 수 있음.

 

2. 보호시설

 

 

기초기준

 

수소제조설비 및 수소저장설비는 지반침하가 발생하지 않도록 지반조사, 기초공사, 고정조치를 한다.

(설비의 중량이 1ton 미만인 경우는 콘크리트 기초만으로 가능)

 

수소제조설비 및 수소저장설비 기준

 

수소제조설비 및 수소저장설비를 실내에 설치하는 경우 그 실 벽은 그 설비의 보호와 그 설비를 사용하는 시설의 안전 확보를 위하여 불연재료를 사용하고, 그 지붕은 불연 또는 난연의 가벼운 재료를 사용한다.

 

1. 수소저장설비는 5m3이상의 가스 저장 시 가스방출관 설치

2. 5ton 이상 저장 시 내진설계

 

수소제조설비

1. 수전해설비

- 강제환기만으로 이루어지는 경우에는 강제환기가 중단되었을 때 수전해 설비의 운전이 정지되도록 한다.

- 실내에 설치하는 경우 해당 실 내의 산소 농도가 23.5% 이하가 되도록 유지

- 수소 및 산소 방출관의 방출구는 지면에서 5m 또는 상부에서 2m 이상 높은위치로 설치

  (화기와는 6m 이격)

- 산소를 대기로 방출하는 경우에는 방출구에서의 산소 농도가 23.5% 이하가 되도록 공기 또는 불활성가스와 혼합하여 방출한다

- 동결로 인한 파손을 방지하기 위하여 해당 설비의 온도가 5℃ 이하인 경우에는 설비의 운전을 자동으로 차단하는 조치

 

2. 수소추출설비

- 실내에 설치하는 경우 일산화탄소를 검지하기 위한 검지부를 설치한다.

- 산소농도가 19.5% 미만이 되는 경우 수소추출설비의 운전이 정지되도록 한다.

수소가스설비 기준

 

수소가스설비의 구조는 수소가 누출되지 않는 것으로 한다.

 

중간밸브 및 계량기, 압력조정기 설치는 기준에 따라 적합하게 설치한다.

 

배관설비 기준

 

1. 하중에 대한 안전성

2. 적정한 재료 사용

3. 접합부분은 용접시공 (플랜지, 나사로 할 경우 점검 조치 필수)

4. 신축흡수조치

5. 절연조치

6. 배관은 그 외부에 사용가스명·최고사용압력 및 가스의 흐름방향을 표시한다

 

배관의 설치 시 배관의 부식방지와 검사 및 보수를 위하여 지면으로부터 0.3m 이상의 거리를 유지

 

사업소 밖의 배관설치의 경우,  사업소 밖 배관의 유지 상태를 감시하기 위하여 필요한 경우에는 순회감시차를 보유하고 배관의 유지, 보수, 수리 등을 위한 기자재창고 등을 설치.

- 운영상태 감시장치 설치

-  안전제어장치 설치

 

연료전지 설치기준

 

연료전지는 화재 및 폭발 사고를 방지하기 위하여 수소연료사용시설의 안전확보와 정상작동이 가능하도록 다음 기준에 따라 설치 (가스소비량이 232.6㎾(20만㎉/h)를 초과하는 연료전지는 제외)

 

1. 발생되는 가연성 가스는 건축물 밖으로 배기 및 배기가스가 실내로 유입되지 않도록 조치

2. 접지

3. 전선은 발열부로 부터 0.15m 이상 이격조치

 

 

사고예방설비 기

 

1. 과압안전장치 설치

2. 방출관

 - 수소저장설비에 설치하는 경우에는 지상으로부터 5m 이상의 높이 또는 수소저장설비의 정상부 로부터 2m의 높이 중 높은 위치로서 주위에 화기 등이 없는 안전한 위치에 설치한다.

3. 가스누출경보기 및 가스누출자동차단장치 설치

- 사업소 안 실내 : 설비군의 바닥면 둘레 10m 마다 1개 이상

- 건축물 밖 : 설비군 바닥면 둘레 20m 마다 1개 이상

 

4. 긴급차단장치 설치

- 시가지‧주요하천‧호수 등을 횡단하는 배관의 경우 설치

5. 방폭설비 설치

6. 환기설비 설치(수소가스설비를 실내에 설치하는 경우)

7. 부식방지설

8. 정전기제거설비

 

피해저감설비 기준

 

1. 방호벽 설치

수소의 저장능력이 60㎥ 이상인 수소저장설비를 실내에 설치하는 경우 해당 공간의 벽은 다음 기준에 따른 방호벽으로 설치한다.

2. 수소저장설비 온도상승방지설비 설치

온도상승방지장치를 설치하여야 하는 수소저장설비는 가연성가스 저장탱크 또는 가연성 물질을 취급하는 설비와 (1)부터 (3)까지의 거리 이내에 있는 저장탱크로 한다.

(1) 방류둑을 설치한 가연성가스저장탱크의 경우 해당 방류둑 외면으로부터 10m 이내

(2) 방류둑을 설치하지 않은 가연성가스저장탱크의 경우 해당 저장탱크 외면으로부터 20m 이내

(3) 가연성물질을 취급하는 설비의 경우 그 외면으로부터 20m 이내

 

표시기준

 

1. 경계표지

2. 경계책

- 수소제조설비·수소저장설비 및 연료전지를 설치한 장소 주위에는 외부인의 출입을 통제할 수 있도록 경계책을 설치

- 경계책의 높이는 1.5m 이