포소화설비 실기 기출문제풀이 - 3

1. 옥외 저장탱크에 포소화설비를 설치하려고 한다. 그림 및 조건을 이용하여 다음 각 물음에 답하시오. [14점] ★★★★★

 

[조건]

① 탱크용량 및 형태

   ㉠ 원유 (휘발유) 저장 탱크 : 플루팅루프탱크 (부상지붕)이며 탱크내측면과 굽도리판 사이의 거리는 1.2 m 이다.

   ㉡ 등유 저장 탱크 : 콘루프 탱크

② 고정포 방출구 설비

   ㉠ 원유 (휘발유) 저장탱크 : 특형, 방출구수는 2개

   ㉡ 등유 저장탱크 : Ⅰ형이며, 방출구수는 2개

③ 포소화약제 종류 : 단백포 3%

④ 보조포 소화전 : 쌍구형 4개 설치 (각 방유제당 2개)

⑤ 구간별 배관 길이

배관번호	①	②	③	④	⑤	⑥	⑦	⑧
배관길이 m	20	10	10	50	50	100	47.9	50

⑥ 고정방출구의 방출량 및 방출시간

포 방수구의 종류 방출량 · 방출시간	Ⅰ형	Ⅱ형	특형
방출량 [ℓ/㎡·min]	4	4	8
방사시간 [min]	30	55	30

  ⑦ 송액관 내의 유속은 3 [m/s]이다.

  ⑧ 탱크 2대에서의 동시 화재는 없는 것으로 가정한다.

가. 각 탱크에서 고정포 방출구에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 각 탱크에서 고정포 방출구에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

다. 보조포소화전에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]을 구하시오.

라. 보조포소화전에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

마. 각 송액관의 구경 [㎜]을 구하시오.

바. 송액관에 필요한 포소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

사. 포소화설비에 필요한 소화약제의 총량 [ℓ]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 각 탱크에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]

   ① 원유 저장 탱크

   ② 등유 저장 탱크​

나. 각 탱크에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]

  ① 원유 저장탱크​

  ② 등유저장탱크​

다. 보조포소화전에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]

      3 × 400 [ℓ/min] = 1,200 [ℓ/min]

라. 보조포소화전에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]

       3 × 400 [ℓ/min] × 20 [min] × 0.03 = 720 [ℓ]

마. 각 송액관의 구경[㎜] 을 구하시오.

   ① 배관번호 ①

       유량 Q = 위험물 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스 접결구 수 (최대 3개)

    ㉠ 등유 저장탱크의 포수용액량 : 314.16 ℓ/min

    ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (최대 3개)

    ㉢ 유량 합계 Q = 314.16 ℓ/min + 400 ℓ/min × 3개 = 1,514.16 ℓ/min​

② 배관번호 ②

   유량 Q = 원유 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

   ㉠ 원유 저장탱크의 포수용액량 : 217.15 ℓ/min

   ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (최대 3개)

   ㉢ 유량 합계 Q = 217.15 ℓ/min + 400 ℓ/min × 3개 = 1,417.15 ℓ/min ​

  ③ 배관번호 ③

    유량 Q = 등유 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

    ㉠ 등유 저장탱크의 포수용액량 : 314.16 ℓ/min

    ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (최대 3개)

    ㉢ 유량 합계 Q = 314.16 ℓ/min + 400 ℓ/min × 3개 = 1,514.16 ℓ/min​

  ④ 배관번호 ④

    유량 Q = 원유 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

    ㉠ 원유 저장탱크의 포수용액량 : 217.15 ℓ/min

    ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (2개)

    ㉢ 유량 합계 Q = 217.15 ℓ/min + 400 ℓ/min × 2개 = 1,017.15 ℓ/min​

  ⑤ 배관번호 ⑤

    유량 Q = 등유 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

    ㉠ 등유 저장탱크의 포수용액량 : 314.16 ℓ/min

    ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (2개)

    ㉢ 유량 합계 Q = 314.16 ℓ/min + 400 ℓ/min × 2개 = 1,114.16 ℓ/min​

  ⑥ 배관번호 ⑥

    유량 Q = 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

    ㉠ 저장탱크에 연결된 배관은 없으므로 저장탱크 포수용액의 양은 적용하지 않는다.

    ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (2개)

    ㉢ 유량 합계 Q = 400 ℓ/min × 2개 = 800 ℓ/min​

바. 송액관 보정량

  ▣ 송액관에 필요한 포소화약제의 양 (배관 보정량) [ℓ] : 배관의 내경 75[㎜] 초과시 적용

   ㉠ 배관구경 :

     ① 125㎜ = 0.125 m     ② 125㎜ = 0.125 m       ③ 125㎜ = 0.125 m

     ④ 90 ㎜ = 0.09 m        ⑤ 90 ㎜ = 0.09 m          ⑥ 80 ㎜ = 0.08 m

   ㉡ 배관의 길이

     ① 20 m ② 10 m ③ 10 m ④ 50 m ⑤ 50 m ⑥ 100 m

    ㉢ 소화약제의 사용농도 : 단백포 3%​

        ※ ① ~ ⑥ 내경이 75 ㎜를 초과하므로 전부 적용함

사. 소화약제의 총량

  ▣ 소화약제의 총량 Q = Q① + Q② + Q③

    Q① : 등유 저장탱크 소화약제 : 282.74 ℓ

    Q② : 720 ℓ

    Q③ : 48.89 ℓ

    ∴ Q = 282.74 + 720 + 48.89 = 1,051.63 [ℓ]

​

2. 어떤 옥외 저장탱크에 포소화설비를 설치하였다. 다음 그림과 조건을 참조하여 각 물음에 답하시오. [14점] ★★★★★

 

[조건]

  ① 탱크 용량 및 형태

    ㉠ 원유탱크 : 플루팅루프탱크 (부상지붕구조)이며, 탱크 내측면과 굽도리판(foam dam) 사이의 거리는 1.2 m 이다.

    ㉡ 등유탱크 : 콘루프 탱크 (고정지붕구조)

  ② 포소화약제의 종류 : 단백포 3%

  ③ 보조 포소화전 : 4개 설치

원유 탱크		등유 탱크
방출량	방사시간	방출량	방사시간
8 ℓ/㎡·min	30 min	4 ℓ/㎡·min	30 min

  ⊙ 원유탱크의 지름은 12 m, 높이는 10 m 이다.

  ⊙ 등유 탱크의 지름은 25 m, 높이는 10 m 이다.

④ 구간별 배관 길이

배관번호	①	②	③	④	⑤	⑥
종류	고정포 방출구	보조포 소화전	원유탱크 배관	원유탱크 가지배관	등유탱크 배관	등유탱크 가지배관
길이 [m]	10 m	100 m	30 m	50 m	20 m	80 m

  ⑤ 배관의 호칭구경 : 25, 32, 40, 50, 65, 80, 100, 150 중에서 사용하시오.

  ⑥ 송액관 내의 유속은 3 m/sec 이다.

  ⑦ 탱크 2대에서의 동시 화재는 없다.

가. 각 탱크에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]을 구하시오.

나. 보조포소화전에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]을 구하시오.

다. 각 탱크에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

라. 보조포소화전에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

마. 각 송액관의 구경을 구하시오.

     배관 번호 ①, ②, ③, ④, ⑤, ⑥ (계산과정 포함)

바. 송액관에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오. (단, 75[㎜] 이상의 구경만 구하시오.)

사. 포소화설비에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]을 구하시오.

[문제풀이]

가. 각 탱크에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]

  ① 원유 탱크​

② 등유 탱크​

나. 보조포소화전에 필요한 포수용액의 양 [ℓ/min]​

다. 각 탱크에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]

  ① 원유 탱크​

  ② 등유탱크​

라. 보조포소화전에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]​

마. 각 송액관의 구경

  ① 배관번호 ①

    유량 Q = 위험물 저장탱크의 포수용액량 + 보조포소화전의 방사량 × 보조포소화전 호스접결구 수 (최대 3개)

   ㉠ 탱크 중 큰 값의 포수용액량 : 1,963.5 ℓ/min

   ㉡ 보조포 소화전의 방사량 : 400 ℓ/min (최대 3개)

   ㉢ 유량 합계 Q = 1,963.5 ℓ/min + 400 ℓ/min × 3개 = 3,163.5 ℓ/min​

  ② 배관번호 ②

    유량 Q = 보조포소화전 방사량 × 호스접결구 수 (최대 3개)

    Q② = 400 [ℓ/min] × 3개 = 1,200 [ℓ/min] ​

  ③ 배관번호 ③ (원유탱크 배관)

    유량 Q = 원유탱크의 포수용액의 양 [ℓ/min]

     Q① = 325.72 [ℓ/min]​

  ④ 배관번호 ④ (원유탱크 가지배관)

      유량 Q = 원유탱크의 포수용액의 양 / 2 [ℓ/min]

      Q① = 325.72 / 2 = 162.86 [ℓ/min]​

  ⑤ 배관번호 ⑤ (등유탱크 배관)

     유량 Q = 등유탱크의 포수용액의 양 [ℓ/min]

      Q① = 1,963.5 [ℓ/min] ​

  ⑥ 배관번호 ⑥ (등유탱크 가지배관)

      유량 Q = 등유탱크의 포수용액의 양 / 2 [ℓ/min]

      Q① = 1,963.5 / 2 = 981.75 [ℓ/min]​

바. 송액관에 필요한 소화약제의 양 [ℓ] (송액관 보정량)

  ▣ 송액관에 필요한 포소화약제의 양 (배관 보정량) [ℓ] : 배관의 내경 75[㎜] 초과시 적용

   ㉠ 배관구경 :

      ① 150㎜ = 0.15 m ② 100㎜ = 0.1 m ③ 50 ㎜ = 0.05 m

      ④ 40 ㎜ = 0.04 m ⑤ 150 ㎜ = 0.15 m ⑥ 90 ㎜ = 0.09 m

   ㉡ 배관의 길이

        ① 10 m ② 100 m ③ 30 m ④ 50 m ⑤ 20 m ⑥ 80 m

   ㉢ 소화약제의 사용농도 : 단백포 3%​

사. 포소화설비에 필요한 소화약제의 양 [ℓ]

  ▣ 소화약제의 총량 Q = Q① + Q② + Q③

     Q① : 등유 저장탱크 소화약제 : 1,767.45 ℓ

     Q② : 720 ℓ

     Q③ : 54.73 ℓ

    ∴ Q = 1,767.45 + 720 + 54.73 = 2,542.18 [ℓ]

​

3. 옥외 저장탱크에 소화설비로서 옥외포소화전을 5개 설치하였을 경우 소화약제의 양 [㎥] 과 수원의 양 [㎥]을 구하시오.       (단, 3% 단백포를 사용하고 송액관 충전량은 무시한다.) [4점]

가. 소화약제의 양 나. 수원의 양

[문제 풀이]

 가. 소화약제의 양

    Q② = N · S · 8000 ℓ

            = 3개 × 0.03 × 8,000 ℓ = 720 ℓ = 0.72 ㎥

 나. 수원의 양

     Q② = N · S · 8,000 ℓ

             = 3개 × 0.97 × 8,000 ℓ = 23,280 ℓ = 23.28 ㎥

[해설] 옥오포소화전설비 소화약제의 양 · 수원의 양

   보조포(옥외포) 소화전 : N · S · 8,000 ℓ (N : 최대 3개)

    옥내포 소화전 : N · S · 6,000 ℓ (N : 최대 5개)

    호스릴포 소화전

       ※ 바닥면적이 200 [㎡] 미만일 경우에는 75 % 적용

 ▣ 옥외(보조포) 소화전 설비

   Q② = N · S · 8,000 ℓ

   여기서, Q② : 보조포(옥외포)소화설비의 양 [ℓ]

                N : 호스접결구의 수 (최대 3개)

                S : 포소화약제의 사용농도 (%)

 [참고] 옥내포 소화전방식 , 호스릴방식의 포소화약제량

      Q② = N · S · 6,000 ℓ (바닥면적 200 ㎡ 미만은 75 % 적용)

       여기서, Q② : 보조포(옥외포)소화설비의 양 [ℓ]

                     N : 호스접결구의 수 (최대 5개)

                     S : 포소화약제의 사용농도 (%)

​

4. 위험물 옥외탱크 저장소의 방유제 내에 용량 50,000ℓ (직경 4m], 높이 4.6m) 탱크 2기, 용량 30,000 ℓ (직경 3m, 높이

     4.5m) 탱크 1기를 다음 그림과 같이 설치하였을 경우 필요한 방유제의 높이 [m]를 구하시오. (단, 방유제 면적은 230 ㎡,

     각 탱크의 기초높이는 0.5 m이며 기타 구조물의 방유제내 용량과 탱크의 두께 및 보온은 무시하고 소수점 첫째 자리까

     지 구하시오.) [5점] ★★★

 

※ 자주 출제 되지는 않음. 아직 공식이 체계가 잡히지 않은 상태​

[해설] 방유제의 높이

가. 방유제의 높이​​

    여기서, H : 방유제의 높이 [m]

                Vm : 최대 탱크용량의 110 % [㎥]

                Vb : 각 탱크의 기초 부분의 체적 [㎥]

                D1, D2 : 최대 탱크용량 이외의 탱크 직경 [m]

                Hb : 탱크의 기초 높이 [m]

                 A : 방유제의 면적

[문제풀이]

  ㉠ Vm (최대 탱크용량의 110%) : 50,000 ℓ × 1.1 = 55,000 ℓ = 55 ㎥

  ㉡ Vb (각 탱크의 기초 부분의 체적)​

  ㉢ D1, D2 (최대 탱크이외의 탱크의 직경) : D1 = 4m, D2 = 3m

  ㉣ Hb (탱크의 기초 높이) : 0.5 m

  ㉤ 방유제의 면적 : 230㎡​

  ※ 방유제의 높이는 위험물안전관리법에 의해 0.5 m 이상 3 m 이하이므로 0.5 m 를 적용한다.

​

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