22년 1회 전기설비기술기준 KEC 16번

16. 수소냉각식 발전기에서 사용하는 수소 냉각 장치에 대한 시설기준으로 틀린 것은?
    ① 수소를 통하는 관으로 동관을 사용할 수 있다.     
    ② 수소를 통하는 관은 이음매가 있는 강판이어야 한다.     ③ 발전기 내부의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설하여야 한다.     
    ④ 발전기 내부의 수소의 순도가 85% 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설하여야 한다.

(풀이) 보통 일반 수용가의 소용량 발전기는 공냉식 냉각방식을 적용합니다. 하지만 발전소와 같이 대용량 발전기는 수소냉각방식을 적용 합니다.
수소냉각방식에서는 동관이나 이음매 없는 강관을 사용하는데요. 동관은 열효율이 좋고, 내구성이 좋으며, 성형이 편하기 때문입니다. 보통 에어컨에 연결된 관들이 동관이라고 보시면 됩니다.
수소의 온도를 계측하는 이유는 수소가 온도에 따라서 기체나 액체로 변화가 가능하기 때문에 수소의 온도를 확인하는 것이 필요합니다.
수소는 수소의 폭발범위는 4~75% 입니다. 이 말은 수소가 공기와 혼합해서 농도가 낮아지게 되면 폭발을 일으킨다는 이야기 입니다. 순도를 높게 유지하는 것이 중요하며, 85%정도에서 경보를 일으켜야 폭발사고를 예방할 수 있습니다. 일반적으로는 97%이상 순도를 유지한다고 합니다. 이음매가 있다면 수소가 누설될 가능성이 높은 위험이 있기 때문에 정답은 2번 입니다.
상식적으로 어떤 배관이든 이음매가 있다는 것은 안전에 있어서 불리한 조건 입니다.

351.10 수소냉각식 발전기 등의 시설
수소냉각식의 발전기ㆍ조상기 또는 이에 부속하는 수소 냉각 장치는 다음 각 호에 따라 시설하여야 한다.
가. 발전기 또는 조상기는 기밀구조(氣密構造)의 것이고 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도를 가지는 것일 것.
나. 발전기축의 밀봉부에는 질소 가스를 봉입할 수 있는 장치 또는 발전기 축의 밀봉부로부터 누설된 수소 가스를 안전하게 외부에 방출할 수 있는 장치를 시설할 것.
다. 발전기 내부 또는 조상기 내부의 수소의 순도가 85 % 이하로 저하한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것.
라. 발전기 내부 또는 조상기 내부의 수소의 압력을 계측하는 장치 및 그 압력이 현저히 변동한 경우에 이를 경보하는 장치를 시설할 것.
마. 발전기 내부 또는 조상기 내부의 수소의 온도를 계측하는 장치를 시설할 것.
바. 발전기 내부 또는 조상기 내부로 수소를 안전하게 도입할 수 있는 장치 및 발전기안 또는 조상기안의 수소를 안전하게 외부로 방출할 수 있는 장치를 시설할 것.
사. 수소를 통하는 관은 동관 또는 이음매 없는 강판이어야 하며 또한 수소가 대기압에서 폭발하는 경우에 생기는 압력에 견디는 강도의 것일 것.
아. 수소를 통하는 관ㆍ밸브 등은 수소가 새지 아니하는 구조로 되어 있을 것.
자. 발전기 또는 조상기에 붙인 유리제의 점검 창 등은 쉽게 파손되지 아니하는 구조로 되어 있을 것.