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[국내논문] 침사지 효율성 제고를 위한 에너지 소산 구조물의 설계
Design of Energy Dissipaters for Improving on Efficiency in Settling Basin 원문보기

한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집, 2006 May 18, 2006년, pp.1323 - 1327  

정상화 (한국건설기술연구원) ,  김창완 (한국건설기술연구원) ,  이민호 (한국건설기술연구원)

초록
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일반적으로 화력발전소는 원활한 원료 및 냉각수의 공급과 환경적인 요인으로 인해 내륙보다는 해안에 위치하고 있다. 발전소의 안정성을 확보하기 위해서는 고열의 발전기를 냉각하는 냉각설비들이 반드시 필요하며 이를 위해 취수로를 통한 냉각수의 원활한 공급이 이루어져야 한다. 이러한 냉각수 공급은 대용량 펌프에 의해 이루어지며, 취수로 구조물의 형상 및 냉각수의 흐름조건에 따라 성능과 수명이 좌우된다. 특히 해안에 위치하는 지리적 여건상 직접취수가 많으며 이러한 경우 유사가 취수로에 유입되어 펌프 흡입 시 균열과 임펠러 마모 등을 유발시켜 펌프의 안전에 악영향을 미치게 된다. 따라서 취수로에 유사의 퇴적을 유도하는 침사지를 설계하게 되며 Hydraulic Institute Standards(1998)에서는 허용설계유속을 0.2 m/s 이하로 정하고 있다. B 발전소는 직경 3 m의 대형 취수관로 3개를 통해 매우 빠른 유속으로 취수로에 유입되는 냉각수 계통 구조물을 가지고 있어 침사지 내 유속이 허용기준을 초과하였다. 본 연구에서는 침사지내 유속을 만족시키기 위해 다양한 에너지 소산 구조물 설계방안을 제시하였다. 각 설계방안에 따른 흐름 특성 및 유속 분포를 파악하고 common bay 내에서의 난류특성을 분석하여 비교.검토하였다. 수리모형실험 결과를 통해 각각의 설계방안에 따른 침사지의 효율을 평가하였으며 최적의 에너지 소산 구조물에 대한 설계방안을 제안하였다.

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문제 정의

  • 그러나 취수관로로부터 유입되는 빠른 유속의 흐름을 적절히 감쇄시키지 않을 경우 침사지의 규모는 크게 증가하며 이는 경제적 또는 지형적인 조건을 만족시키지 못하는 결과를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 기존 설계안이 침사지내의 허용 유속을 만족시키는가를 검토하고 침사지효율을 증가시키는 새로운 에너지 소산 구조물을 제안하였다. 본 수리실험을 통해 다음과 같은 결론을 도출하였다.
  • 그러나 침사지의 규모는 경제적 측면과 지형적 측면에서 제한을 받고 있기 때문에 취수관로에서 유입되는 빠른 유속의 흐름을 특정 구조물로 감소시키지 않을 경우 침사지는 무한정 커지게 된다. 따라서 본 연구에서는 침사지의 규모가 결정되어 있는 상황에서 설계 유속을 만족시키기 위해 적절한 에너지 소산 구조물을 설계하고 수리모형실험을 통해 검토하였다.
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