발전소는 선진 산업사회에서의 중요한 사회기반시설이다. 이러한 발전소가 해초, 물고기, 해파리, 새우 등과 같은 해양생물의 유입으로 정지 될 경우, 사회-경제적으로 심각한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 발전소 취수구 유입구 부분의 해양생물 침투로 인한 발전소 가동이 정지되는 것을 방지하기 위하여, 에어버블 차단막 기술이 활용되고 있다. 본 연구에서는 에어버블 차단막 기술의 기초연구인 에어버블의 거동을 분석하기 위하여 수직형 에어버블 실험장치를 개발 및 에어버블수직 거동 특성을 분석하였다. 에어버블 수직 거동 특성을 분석하기 위하여 수직형 에어버블 실험 장치를 이용하여 에어 분사량에 따른 수심별 에어버블의 상승 속도를 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 수심구간별 에어버블 상승속도 경험식을을 제시하였다. 제시된 경험식은 향후 에어버블 차단막 설계의 기초자료로 활용될 것이며, 발전시설 운영 부분에서의 안정성을 확보하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.
발전소는 선진 산업사회에서의 중요한 사회기반시설이다. 이러한 발전소가 해초, 물고기, 해파리, 새우 등과 같은 해양생물의 유입으로 정지 될 경우, 사회-경제적으로 심각한 문제가 발생하기도 한다. 따라서, 발전소 취수구 유입구 부분의 해양생물 침투로 인한 발전소 가동이 정지되는 것을 방지하기 위하여, 에어버블 차단막 기술이 활용되고 있다. 본 연구에서는 에어버블 차단막 기술의 기초연구인 에어버블의 거동을 분석하기 위하여 수직형 에어버블 실험장치를 개발 및 에어버블수직 거동 특성을 분석하였다. 에어버블 수직 거동 특성을 분석하기 위하여 수직형 에어버블 실험 장치를 이용하여 에어 분사량에 따른 수심별 에어버블의 상승 속도를 측정하였으며, 실험결과를 바탕으로 수심구간별 에어버블 상승속도 경험식을을 제시하였다. 제시된 경험식은 향후 에어버블 차단막 설계의 기초자료로 활용될 것이며, 발전시설 운영 부분에서의 안정성을 확보하는 데 크게 기여할 것으로 기대된다.
Power plant is the important infrastructure to generate electricity. This plant in normally located next to river and seashore in order to take cooling water through intake. However, the plant is stopped when marine organism blocks the intake, and it caused damages by social and commercial. Therefor...
Power plant is the important infrastructure to generate electricity. This plant in normally located next to river and seashore in order to take cooling water through intake. However, the plant is stopped when marine organism blocks the intake, and it caused damages by social and commercial. Therefore, air bubble barrier has been used to block marine organism in order to operate the plant properly. The aim of this study was to test the rates of cut off of floating substance by air bubble barrier to develop the facility for the plant. The test was conducted by current velocity, pressure of air, specific gravity of the substance and the layer of the barrier, and the result showed the blocking rates by the condition. It will be used as basic data to develop the air bubble barrier and to operate power plant properly from the marine organism.
Power plant is the important infrastructure to generate electricity. This plant in normally located next to river and seashore in order to take cooling water through intake. However, the plant is stopped when marine organism blocks the intake, and it caused damages by social and commercial. Therefore, air bubble barrier has been used to block marine organism in order to operate the plant properly. The aim of this study was to test the rates of cut off of floating substance by air bubble barrier to develop the facility for the plant. The test was conducted by current velocity, pressure of air, specific gravity of the substance and the layer of the barrier, and the result showed the blocking rates by the condition. It will be used as basic data to develop the air bubble barrier and to operate power plant properly from the marine organism.
본 논문에서는 에어버블 차단막을 활용한 부유물질 차단율 실험은 에어버블 차단막 설계의 기초자료로 활용된다면, 발전플랜트시설의 안정적인 운영 확보에 큰 도움이 될 것이다.
본 연구에서는 해양생물의 특성에 상관없이 안정적으로 발전플랜트 취수구로부터 해양생물의 유입을 방지할 수 있는 에어버블 차단막 개발을 위하여 에어버블 차단막을 활용한 부유물질 차단 실험을 수행하였으며 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
에어버블 차단막을 활용한 해양생물 유입 차단 실험은 0.1~0.3 m/sec의 유속에서 에어버블 폭기장치의 압력을 1~6 bar로 발생시켜 부유물질의 차단 능력을 평가하였다. 에어버블 폭기장치는 상, 중 하단으로 구성되어 있으며, 각각 단에 상중하, 상중, 상하, 중하, 상, 중, 하 총 7가지 조건으로 공기압을 적용하여 실험을 수행하였다.
3 m/sec의 유속에서 에어버블 폭기장치의 압력을 1~6 bar로 발생시켜 부유물질의 차단 능력을 평가하였다. 에어버블 폭기장치는 상, 중 하단으로 구성되어 있으며, 각각 단에 상중하, 상중, 상하, 중하, 상, 중, 하 총 7가지 조건으로 공기압을 적용하여 실험을 수행하였다. 부유물질의 밀도는 F(0.
대상 데이터
5m/sec까지 발생시킬 수 있으며, 폭기장치는 에어버블 압력을 1 bar에서 6 bar까지 일정하게 발생시킬 수 있다. 또한 부유물질은 밀도를 0.07, 1.01, 1.07로 제작하여 수면에 떠다니는 부유물질 F(Float), 수중 중간에 떠다니는 부유물질 W(Weight), 수중 아랫부분에 떠다니는 부유물질 S(Sink)로 구성하였다.
에어버블 차단막을 활용한 해양생물의 유입차단을 위한 실험장치를 개발하기 위해 필수적인 요소는 에어버블 분사압에 따른 해양생물 유입 차단율이다. 본 연구에서는 에어버블 분사압에 따른 해양생물 유입 차단율을 측정하기 위하여 Fig. 2와 같이 개수로 실험장치 및 폭기장치를 구성하였다. 개수로 실험 장치는 흐름 유속을 0.
데이터처리
에어버블 차단막을 활용한 부유물질 유입 차단 실험은 유속, 에어버블 분사압, 에어버블 분사층을 고려하여 각각 Case 별로 10회의 실험 후 얻은 부유물질 차단율 데이터를 평균으로 낸 값을 이용해 도출해냈다.
성능/효과
-부유물질의 밀도가 높아 질수록 에어버블 차단막의 효율이 낮아졌으며, 이는 에어버블을 이용한 해양생물을 차단하기 위한 실제 장치 개발을 위해서는 분사압력에 따른 부유물질의 이동경로를 분석 한 후, 부유물질 이동경로에 추가적으로 장비를 설치한다면 에어버블 차단막을 활용한 해양생물을 유입차단 효율을 대폭 증가 시킬 수 있을 것으로 판단된다.
-수면을 떠다니는 부유물질은 0.2 m/sec의 유속까지는 에어버블 분사압이 0.1bar이상일 경우 대부분 차단할 수 있으나, 유속이 0.3 m/sec이상이 될 경우에는 4 bar 이상의 에어버블 분사압이 발생되어야 부유물질을 대부분 차단할 수 있음을 확인하였다. 따라서 수면을 떠다니는 해양생물을 차단하기 위해서는 에어버블 분사압 값인 4 bar 이상을 기준으로 그 변화를 파악하고 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
3 m/sec이상이 될 경우에는 4 bar 이상의 에어버블 분사압이 발생되어야 부유물질을 대부분 차단할 수 있음을 확인하였다. 따라서 수면을 떠다니는 해양생물을 차단하기 위해서는 에어버블 분사압 값인 4 bar 이상을 기준으로 그 변화를 파악하고 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
후속연구
본 연구에서 제시된 실험조건에 따른 부유물질 차단율은 에어버블 차단막 설계의 기초자료로 활용하여, 발전플랜트 시설의 안정적은 운영을 확보하는데 기여할 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
발전소의 발전불능 사고를 예방하기 위해 무엇이 방지되어야 하는가?
발전소의 발전불능 사고를 예방하기 위하여, 계속적인 냉각수의 취수를 위한 해양생물의 유입이 방지되어야 하며, 이에 관련된 다양한 선행연구가 수행되어져왔다. 발전소 취수구를 통한 해양생물의 유입을 방지하기 위한 연구는 크게 해양생물체의 특성을 이용하는 생물학적인 연구와 기계설비 등을 이용하는 물리적인 연구로 구분할 수 있다.
발전소 취수구를 통한 해양생물의 유입을 방지하기 위한 연구는 어떻게 구분되는가?
발전소의 발전불능 사고를 예방하기 위하여, 계속적인 냉각수의 취수를 위한 해양생물의 유입이 방지되어야 하며, 이에 관련된 다양한 선행연구가 수행되어져왔다. 발전소 취수구를 통한 해양생물의 유입을 방지하기 위한 연구는 크게 해양생물체의 특성을 이용하는 생물학적인 연구와 기계설비 등을 이용하는 물리적인 연구로 구분할 수 있다. 그러나 생물학적인 연구는 적용되는 해양생물에 따라 서로 다른 특성을 연구해야 하는 어려움이 있고, 물리적인 연구는 연구 지역의 환경과 설치 지역의 환경이 서로 상이하여 충분한 성능을 보이지 못하는 경우가 많다.
본 연구에서 해양생물의 특성에 상관없이 안정적으로 발전플랜트 취수구로부터 해양생물의 유입을 방지할 수 있는 에어버블 차단막 개발을 위하여 에어버블 차단막을 활용한 부유물질 차단 실험을 수행해 얻은 결론은 무엇인가?
-수면을 떠다니는 부유물질은 0.2 m/sec의 유속까지는 에어버블 분사압이 0.1bar이상일 경우 대부분 차단할 수 있으나, 유속이 0.3 m/sec이상이 될 경우에는 4 bar 이상의 에어버블 분사압이 발생되어야 부유물질을 대부분 차단할 수 있음을 확인하였다. 따라서 수면을 떠다니는 해양생물을 차단하기 위해서는 에어버블 분사압 값인 4 bar 이상을 기준으로 그 변화를 파악하고 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단된다.
-부유물질의 밀도가 높아 질수록 에어버블 차단막의 효율이 낮아졌으며, 이는 에어버블을 이용한 해양생물을 차단하기 위한 실제 장치 개발을 위해서는 분사압력에 따른 부유물질의 이동경로를 분석 한 후, 부유물질 이동경로에 추가적으로 장비를 설치한다면 에어버블 차단막을 활용한 해양생물을 유입차단 효율을 대폭 증가 시킬 수 있을 것으로 판단된다.
참고문헌 (6)
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Lu, Jinshu, Zhenfeng Xu, Song Xu, Sensen Xie, Haoxiao Wu, Zhenbo Yang, and Xueqiang Liu (2015). Experimental and Numerical Investigations on Reliability of Air Barrier on Oil Containment in Flowing Water. Marine Pollution Bulletin. 95(1): 200-206.
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