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[국내논문] 지열개발을 위한 심부굴착 원문보기

지열에너지저널 = Korea journal of geothermal energy, v.4 no.2, 2008년, pp.15 - 22  

정재형 (한국건설기술연구원)

초록이 없습니다.

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문제 정의

  • 본 원고에서는 지열활용을 위하여 필수적으로 사용되는 심부 지열정 굴착기법과 경제성, 건설에 따라 우려되는 환경영향을 정리하였다. 지열활용에 사용되는 지열정의 종류를 파악하고, 그에 따른 굴착기술을 소개하였으며, 저비용 고효율 굴착을 위한 요소기술들을 정리하였다.
  • 대형 조사정은 조사를 마친 후 생산정으로 활용하는 것을 염두에 두고 굴착한다. 발전소 건설을 위한 열원까지 직접적으로 굴착한 후에 증기나 열수를 분출시키는 예비실험을 수행하고 발전소를 건설할 수 있을지에 대한 타당성을 최종적으로 조사하는 것이 목적이다. 타당성이 인정되어 발전소 건설이 확정되면, 생산정이나 환원정으로 활용하는 경우도 많다.
  • 굴착비용을 줄이기 위해서는 앞 절에서 언급한 것과 같이 굴착 시 발생되는 불확실성을 제거하고 기존 굴착자료를 체계적으로 정리하는 것이 필요하다. 이와 함께 종래의 굴착기법을 개선 및 개량하여 비용을 절감시키는 노력 또한 매우 중요하며 이런 부분들을 정리하여 보았다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지열발전에 사용되는 지열정에는 어떤 것들이 있는가? 조사단계에서 사용되는 것이 조사정으로서, 지상으로부터 개략적인 조사로 열원이 분포할 것 같은 장소를 선정하고 발전소 설계 및 건설을 위하여 실제로 지하에 구멍을 파서 암석을 채취하고 온도를 측정하여 지열 자원의 질을 조사하는데 사용한다. 굴착하는 공경은 소형의 경우 직경 100 mm정도이고 대형의 경우 220 mm 정도로서 실린더형태의 암석 샘플을 채취하면서 굴착한다. 소형을 사용한 조사는 심도 500 m ~ 1,500 m 정도로서 조사 범위내에서 1 ~ 2 km2 당 1개 정도 굴착하는 것이 일반적이다. 소형 조사정에서 채취한 코어를 분석하여 지표 조사에서 얻을 수 없는 데이터를 획득하여 지표조사와 비교함으로서 보다 정확한 지하 구조를 알 수 있다. 지표에서는 측정할 수 없는 지하의 온도분포를 직접 측정하고, 균열 발달의 정도나 유체의 성질등도 조사할 수 있다. 대형 조사정은 조사를 마친 후 생산정으로 활용하는 것을 염두에 두고 굴착한다. 발전소 건설을 위한 열원까지 직접적으로 굴착한 후에 증기나 열수를 분출시키는 예비실험을 수행하고 발전소를 건설할 수 있을지에 대한 타당성을 최종적으로 조사하는 것이 목적이다. 타당성이 인정되어 발전소 건설이 확정되면, 생산정이나 환원정으로 활용하는 경우도 많다. 생산정(그림 2)은 지하로부터 증기나 열수를 꺼내, 증기를 발전소에 공급하기 위한 우물로서 지하에서 분출되는 열을 손실 없이 지상까지 전달할 수 있도록 설계되어야 한다. 생산되는 증기의 압력을 조절하여 사고를 예방할 수 있는 설비가 부착되어야 한다. 환원정은 생산정에서 생산되어 발전에 사용된 열수나 증기의 응축수를 지하로 되돌려 순환시키기 위한 우물이다. 관측정은 지열발전이 이루어지고 주변 지하의 압력이나 온도를 장기간 관측하기 위한 시설이다. 지열발전은 자연을 그대로 이용하는 시스템으로서, 어느 정도의 불확실성을 가지고 있기 때문에 주변 환경에 대한 지속적인 관측이 필수적이다. 조사정은 폐쇄된 생산정 및 환원정을 활용하는 경우가 많으며, 직경은 매우 다양하다.
지열발전은 무엇을 이용하여 발전하는가? 지열발전은 지구의 열을 직접 또는 간접으로 이용하기 때문에 지표 수백 m에서 수 km까지 지열정을 굴착하여 활용한다. 이 굴착과정에서 지열발전소 건설에 소요되는 상당부분의 비용이 발생하며, 굴착과정의 성패가 지열발전에 영향을 크게 주게 된다.
지열발전소 건설에 소요되는 비용의 대부분은 어디에서 발생하는가? 지열발전은 지구의 열을 직접 또는 간접으로 이용하기 때문에 지표 수백 m에서 수 km까지 지열정을 굴착하여 활용한다. 이 굴착과정에서 지열발전소 건설에 소요되는 상당부분의 비용이 발생하며, 굴착과정의 성패가 지열발전에 영향을 크게 주게 된다.
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