발전플랜트 지중 냉각수 취수시스템의 서지 해석에 관한 연구

초록

본 연구에서는 해수를 이용한 발전플랜트의 지중 냉각수 취수 시스템에서 inlet bay의 길이에 따른 서지 해석을 통해 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) 시뮬레이션으로 정밀 해석한 결과값과 개방형 수조의 유무 및 유속 변화의 영향을 무시한 이론적인 서지 높이 예측값은 잘 일치하였으며, 특수한 조건을 가진 냉각수 계통의 수리 설계 및 서지 높이 예측에 유용하게 적용될 수 있는 것으로 나타났다. (2) 8대 펌프 모두 정지 시 펌프 취수장 inlet bay의 길이가 36 m인 원안의 경우, 취수장에서의 수위는 약 4.1 m 상승하여, 구조물 높이인 5 m보다 낮아 범람 가능성은 없는 것으로 나타났다. 발진 수직구와 도달 수직구에서의 수위 변화는 취수장과 유사한 양상을 보였으며, 최고 수위는 4 m 이하로 낮은 것으로 나타나 수력학적으로 안정적임을 확인하였다. (3) 8대 펌프 모두 정지 시 펌프 취수장 inlet bay 길이가 27 m인 대안의 경우, 펌프 취수장에서의 수위는 원안에 비해 최고 수위가 0.3 m 추가 상승하나 역시 구조물 높이 이하로 유지가 가능하므로 inlet bay 길이 축소를 통해 원가절감이 가능한 설계 대안임을 확인하였다. (4) 4대의 펌프가 정지 시에는 원안과 대안 모두 유량 및 유속 감소와 긴 배관망의 영향으로 12 초 이상의 서지 지연효과가 나타났으며, 취수장 및 수직구에서 수위 상승은 모두 구조물 이내 높이로 나타남을 확인하였다. 향후 펌프 취수장의 inlet bay의 길이를 축소한 대안의 경우 취수장 내의 유동해석 및 균일도 확보 여부에 대해 CFD 해석 등의 추가 연구를 진행할 예정이다.

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