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칠보수력용 15MW급 프란시스 수차 실증개발 및 기술확장 가능성 원문보기

물과 미래 : 한국수자원학회지 = Water for future, v.51 no.8, 2018년, pp.25 - 29  

박준관 (한국수력원자력(주) 중앙연구원) ,  권창섭 (한국수력원자력(주) 그린에너지본부) ,  황태규 (한국조선해양기자재연구원)

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문제 정의

  • 이번 장에서는 칠보수력 실증을 통해 확보한 특정 비속도를 가진 프란시스 수차기술의 확장가능성을 살펴보고 이를 통해 신규 수력사업 추진시 칠보수력에 적용된 기술의 확장적용 가능성을 평가하고자 한다.
  • 그러나 성능개선의 경우 신규개발에 비해 수차·발전기에서 발생하는 하중을 건물구조물에 전달하는 역할을 하는 매설 구조물의 변경에 제약이 있어 수차 입·출구 직경을 비롯해 수차의 성능에 큰 영향을 끼치는 설계변수들이 고정되므로 성능증대를 위한 설계 난이도가 높다. 칠보수력의 경우 매설부인 스파이어럴 케이스와 흡출관은 구조변경 없이 기존의 것을 사용하고 수차부와 그 부속기기들만을 대상으로 설계사양을 만족시키며 고효율의 수차모델을 개발하는 것을 목표로 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수력의 활용기원은 어느 시대에서 찾을 수 있는가? 고대 그리스 시대에서 그 활용기원을 찾을 수 있는 대표적인 재생에너지원인 수력은 오랫동안 인류활동을 위한 에너지를 제공해 왔다.
수차의 구성은? 수차는 스파이어럴 케이스와 스테이베인, 런너로 유입되는 유체의 방향을 제어하는 가이드베인, 물이 가진 에너지를 실제로 흡수하는 런너, 그리고 런너출구에서 물이 가진 속도에너지를 압력에너지로 변환시켜 손실을 감소시키는 흡출관으로 구성된다(그림 2 참조).
비속도 수차모델 확장 가능성 평가를 위한 제한조건은? 동일한 비속도 수차모델의 확장 가능성 평가를 위한 제한조건은 아래와 같다. 먼저 회전수와 수차입·출구 직경에 의해 결정되는 입·출구에서의 회전속도를 특정범위 이하로 유지하여 진동 및 소음에 대한 제한치를 설정해야한다. 또한 수차의 크기 기준인 출구직경 증가율은 10% 이하, 그리고 비속도 증감율 15% 이하로 유지할 경우 칠보수력 수차는 그림 3의 우측 표에서와 같이 18~23MW급 수차에 적용 가능할 것으로 판단되며, 50MW급에도 제한적으로 적용가능 할 것으로 판단된다.
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