KR100522908B1 - 플랜트용 운영 구조체 및 플랜트용 운영 구조체를 작동시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 플랜트 구조체는 정화 챔버(6) 및 냉각 액체용 펌프(14)를 구비한 펌프 챔버(4)를 포함한다. 상기 펌프 챔버는 정화 챔버(6)와 직접 인접하고 펌프 챔버의 기하학 형상은 장치가 작동중일 때 냉매의 높은 속도때문에 펌프 챔버의 기하학 형상은 교란하는 소용돌이가 피해지도록 한다. 두 개의 챔버가 서로에 대해 직접 인접함으로써 통상적인 안정 영역을 제거함으로써 비용이 절감된다.

Description

플랜트용 운영 구조체 및 플랜트용 운영 구조체를 작동시키는 방법{OPERATIONS BUILDING FOR A PLANT AND METHOD OF OPERATING AN OPERATIONS BUILDING FOR A PLANT}

본 발명은 냉각 액체용 펌프 챔버 및 정화 챔버를 가지는 플랜트, 특히 발전소용 운영 구조체에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 운영 구조체를 작동시키는 방법에 관한 것이다.

산업 플랜트에서, 특히 전력을 발생시키기 위한 발전소에서, 냉각 액체가 플랜트를 작동시키기 위해 필요하다. 냉각 액체를 이용하는 통상적인 예는 발전소의 냉각탑에 있는 증기를 냉각시키는 것이다. 이러한 경우, 냉각 액체는 일반적으로 천연 저장소, 예를 들면 강 또는 호수로부터 이동되어, 우선적으로 정화 챔버에서 정화된 다음 펌프 챔버에 배치된 펌프에 의하여 펌프 챔버를 경유하여 플랜트 부품으로 보내진다. 대형 플랜트에서, 펌핑 시스템의 전달 성능은 초당 냉각 액체의 수 입방 미터이다. 유동 경로, 냉각 액체를 정화하기 위한 정화 장치, 펌프 챔버, 및 특히 펌프는 대응되게 용적이 큰 설계로 이루어진다. 펌프로의 냉각 액체 유동은 확실하고 영구적으로 중단되지 않는 펌프 작동이 중요하다. 특히 가능하게는 펌프로의 소용돌이없는 유동(vortex-free flow)이 상기 목적을 위해 요구된다.

설계에 관련하여, 정화 챔버 및 정화 챔버의 유출 단면은 통상적으로 매우 좁고 높은 반면, 유동에 대해 정화 챔버의 하류부에 배치되는 펌프 챔버는 넓고 평평하며 예를 들면 덮개가 있는 펌프 챔버(covered pump chamber)로서 설계된다. 정화 챔버의 이러한 매우 상이한 챔버 구조 및 내부 구조에 의해, 냉각 액체에 난류(turbulence)가 발생되고 또는 유동 방향으로 볼 때 정화 챔버의 하류부에서 냉각 액체에 난류(turbulence)가 발생된다. 펌프를 손상시키는 표면 또는 바닥 소용돌이(surface or base vortices)의 형성을 초래하는 난류 또는 소용돌이를 방지하기 위해, 통상적으로 안정화 섹션(calming section)이 정화 챔버와 펌프 챔버 사이에 제공된다. 상기 안정화 섹션은 운영 구조체의 제조 동안 상당한 공간이 요구되며 이는 비용에 역 효과를 발생시킨다.

루에거(Lueger)에 의한 책 "Lexikon der Technik"[기술 사전(Lexicon of technology)] 제 4 판, 제 6 권; Deutsche Verlags-Anstalt GmbH, Stuttgart, 1965, 루돌프 본 밀러(Rudolf von Miller)에 의해 편집된 "Lexikon der Energietechnik und Kraftmaschinen"[동력 공학 및 원동기 사전(Lexicon of power engineering and prime movers)], A-K, 666 내지 667 쪽 및 669 내지 670 쪽에서는 발전 플랜트용 운영 구조체를 공개하고 있다. 운영 구조체는 냉각 액체용 펌프를 배치하기 위해 펌프 챔버 및 정화 챔버를 가진다. 운영 구조체는 다수의 흡입 챔버를 구비한 자유 수역(free body of water) 상의 흡입 구조체로서 설계되어 물은 가능한 소용돌이 없이 개별적인 흡입 챔버로 균일하게 유동되고, 수역의 바닥은 유입되는 물에 의하여 소용돌이치거나 역 효과를 발생시키지 않는다.젤 알스톰 테크니컬 리뷰 제 12-1993(GEL Alstom Technical Review No. 12-1993); Paris; ISSN: 1148-2893; 쿠르코트(Courcot), 피., 고우디(P., Goudy), 및 라프레이, 제이. 에프.(Lapray, J. F.)에 의한 "산업적 복합체 및 발전소를 냉각하기 위한 펌핑 스테이션 및 대형 생수 펌프(Pumping stations and heavy duty raw water pumps for the cooling of industrial complexes and power plants)"라는 제목의 논문은 다른 방법으로 정화 챔버와 펌프 챔버 사이에 종래의 안정화 섹션을 없앨 수 있지만, 이에 불구하고 회전 스크리닝 장치가 유일하게 제공되는 펌프 장치를 공개하고 있다. 이러한 종래 기술의 경우, 특히 냉각 액체 흐름에서 파괴적인 소용돌이(disruptive vortices)의 형성이 확실하게 회피되지는 않는다.

도 1은 운영 구조체를 상세하게 도시한 측면 단면도이고,

도 2는 콘크리트 나선형 케이싱 펌프를 구비한 운영 구조체를 상세하게 도시한 측면 단면도이고,

도 3은 펌프 챔버의 수평방향 단면도이다.

본 발명의 목적은 낮은 플랜트 제조 비용으로 확실한 플랜트 작동을 보장할 수 있는 플랜트용 운영 구조체, 및 운영 구조체를 작동시키는 방법을 특정하기 위한 것이다.

운영 구조체와 관련된 목적은 냉각 액체용 펌프를 배치하기 위한 펌프 챔버와 또한 정화 챔버를 가지는 운영 구조체에 의한 본 발명에 따라 달성되며, 펌프 챔버는 정화 챔버에 직접 인접하고 펌프 챔버는 흡입 개구를 경유하여 정화 챔버에 연결되며, 흡입 개구가 챔버 측벽에 대해 경사지게 뻗어 있는 벽 영역에 인접되며, 펌프 챔버로 유동하는 냉각 액체를 위한 유동 단면이 펌프 챔버에 설치되는 펌프에 의하여 점점 줄어들어, 냉각 액체가 약 2 내지 3 m/s의 유속을 가짐으로써, 파괴적인 소용돌이를 피할 수 있게 된다.

본 발명은 시작부터 놀라운 발견을 하는데, 이 놀라운 발견은 정화 챔버가 펌프 챔버의 전방에 직접 배치될 수 있다는 것이며, 다시 말해서 종래의 안정화 섹션은 펌프 챔버에서 발생하는 파괴적인 소용돌이, 특히 표면 소용돌이가 발생하지 않는다는 것이다. 이는 상대적으로 높은 유속을 초래하는 펌프 챔버의 적당한 구조에 의하여 소용돌이를 피할 수 있기 때문이다. 유속과 소용돌이 형성 사이의 이러한 관계가 놀라운 발견이며, 이는 지금까지 완전하게 반대로만 이루어졌는데, 즉 소용돌이를 피하기 위해 가능한 가장 낮은 속도가 설정되어야 하는 것으로 생각되었기 때문이다. 충분한 유속의 수준은 펌프 챔버의 구조, 펌프의 크기, 펌프의 성능, 냉각 액체의 종류와 같은 다수의 인자들 중 특히 펌핑되는 냉각 액체의 양에 종속된다. 초당 수 입방 미터의 펌핑 성능을 구비한 산업 플랜트에서, 지금까지 약 0.5 m/s의 유속이 안정화 섹션에 제공되었다. 소용돌이를 피하기 위해, 이보다 높은 유속, 특히 약 2 내지 3 m/s 사이의 유속으로 설정된다.

이러한 구성의 중요한 장점은 안정화 섹션이 존재하지 않음으로써 운영 구조체의 전체 용적을 감소시켜 운영 구조체의 제조 비용을 상당히 감소시킨다는 것이다.

챔버 구조는 작동 동안 냉각 액체가 펌프 챔버로 통과할 때 냉각 액체의 유속이 증가하도록 구성될 수 있다.

종래 플랜트와 여기서 설명되는 플랜트에서, 정화 챔버에 배치되는 정화 장치내의 냉각 액체에 대한 유속은 약 1 m/s이다. 종래 플랜트에서, 이러한 유속은 펌프 챔버로의 유입에서 안정화 섹션을 통해 약 0.5 m/s로 감소되지만, 본 실시예는 이와 반대로 충분히 높은 유속을 형성하도록 속도를 증가시킨다.

펌프 챔버로 유동하는 냉각 액체가 경유하는 흡입 개구는 챔버 측벽에 대해 경사지게 형성되는 벽 영역에 인접되어 있다. 이것은 소용돌이 형성의 통상적인 원인이 되는, 펌프 챔버에서의 역류 공간을 회피하게 한다.

특히 바람직한 일 실시예에서, 펌프 챔버의 유입 영역에서의 통상적으로 큰 확장 각도에도 불구하고, 펌프 튜브의 배출 작용에 의해, 벽으로부터의 유동 분리를 확실히 방지하도록 펌프 챔버에 펌프가 위치설정된다.펌프가 설치되면, 펌프 챔버로 유동하는 냉각 액체에 대한 유동 단면이 점점 줄어든다. 펌프 튜브의 직경이 큰 범위에 걸쳐 변화할 수 있으며, 그 결과 작은 튜브 직경 및 높은 임펠러 속도를 가진 펌프와 큰 튜브 직경과 낮은 임펠러 속도를 가진 펌프가 동일 챔버로 삽입될 수 있다. 소위 캐비테이션(cavitation), 즉 증기 거품의 형성 및 갑작스런 파열을 피하기 위해 낮은 수준의 소위 "필요한 유효 양정(necessary net positive suction head)"(NPSH)을 달성하도록, 튜브 직경 및 임펠러 속도가 선택된다. 이러한 목적을 위해, 특히 펌프의 축 중앙과 챔버 후방벽 사이의 거리 및 바닥과 펌프 흡입 벨 사이의 거리가 챔버의 크기 및 흡입 벨 직경의 함수로서 설계된다.

벽 및 바닥 소용돌이를 피하여 펌프 튜브에서의 수용가능한 속도 프로파일을 얻기 위해, 바람직한 실시예에서, 펌프 챔버는 하나의 대안으로서 후술되는 특징들을 가지며 바람직하게는 후술되는 특징들을 조합한다.

- 펌프의 영역에 있는 챔버 바닥 위에 냉각 액체의 유입 방향에 대해 거의 수직하게 뻗어 있는 안내 실(directing sill)로서, 특히 펌프의 방향으로 유동을 편향시키는 기능을 하는 안내 실;

- 바닥 소용돌이에 대한 유동 저항으로서 챔버 바닥에 배치되고 거의 유입 방향으로 형성되는 종방향 실;

- 특히, 수직으로 형성되는 벽 실로서 챔버 후방벽의 종방향 실의 연속체,

- 덮개가 있는 펌프 챔버로서 설계되는 펌프 챔버의 챔버 덮개로부터의 벽 실의 이격 공간으로서, 소용돌이를 피하기 위해, 펌프 주위에서의 충분한 유동을 보장하는 이격 공간이며,

- 챔버 측벽은 흡입 영역에서와 같이, 경사지게 형성되는 벽 영역을 경유하여 후방 챔버벽과 통합된다.

- 챔버 바닥은 챔버 후방벽에 대해 사각(bevel)을 형성한다.

- 챔버 바닥에 대해 특히 수직하게 형성되는 종방향 플레이트는 흡입 개구에 펌프 챔버로 배치된다.

- 필요한 경우, 펌프 챔버의 내부는 유동 연결부를 통하여 외부로부터 접근가능하며, 유동 연결부는 냉각 액체의 추가 이동 또는 냉각제 특성을 측정하기 위해 이용된다. 예를 들면 냉각 액체에 의해 임시 정화 목적을 위해 또는 소화 목적을 위해 냉각 액체가 이동된다. 이를 위해, 펌프는 항상 펌프 챔버 또는 안정화 섹션에 배치된다. 그러나, 이러한 펌프는 유동 저항으로서 작용하고 종종 표면 소용돌이 형성의 원인이 된다. 챔버 벽을 경유하는 유동 연결부를 구비함으로써, 내부에 이 같은 펌프 장치가 더 이상 요구되지 않는다.

- 펌프 튜브가 펌프 챔버의 챔버 덮개를 통하여 안내되는, 소위 관형 타입 펌프가 이용되는 경우, 부가적으로 또는 선택적으로 상당히 많은 양의 액체가 챔버 덮개 위로 회수될 수 있다. 이 액체는 펌프 튜브와 챔버 사이의 고리형 갭을 통하여 펌프 챔버로부터 나온다.

펌프 챔버 자체에 제조되는 특정 설비에 부가하여, 바람직한 개선예가 정화 챔버에 흡입되어 균일하게 유출되는, 유동에 기여하는, 소용돌이를 회피하고 안정되게 유동하며 균일하게 유동하도록 하는 수단이 제공된다. 이를 위해, 펌프 챔버처럼 정화 챔버는 흡입 영역 내에서 펌프 챔버로 경사지게 형성되는 측벽을 가진다. 더욱이, 정화 장치는 펌프 챔버의 흡입 개구 바로 전면에 설치되고 펌프 챔버의 흡입 개구를 완전히 둘러싸는 것이 바람직하다. 상기 정화 장치는 측부에 유동 안내판(flow-directing plate)을 가지는 것이 바람직하며, 상기 유동 안내판은 펌프 챔버 반대쪽으로 향한다.

다른 일 실시예는 펌프를 콘크리트 나선형 케이싱 펌프(concrete spiral casing pump)로서 형성하는 것이 바람직하며, 콘크리트 나선형 케이싱 펌프의 콘크리트 나선형 케이스는 펌프 챔버의 챔버 덮개를 형성한다. 바람직하게는, 콘크리트 나선형 케이싱 펌프는 펌프 챔버내로 연장되는 흡입 튜브를 가진다.

본원 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 펌프 챔버 및 펌프 챔버에 배치되는 냉각 액체용 펌프를 가지고, 펌프 챔버에 직접 인접한 정화 챔버를 가지는 운영 구조체에서, 냉각 액체를 정화 챔버에서 정화한 다음 약 2 내지 3 m/s의 유속으로 펌프 챔버로 유동시키는 방법을 제공하며, 이에 의해 파괴적인 소용돌이가 회피된다.

운영 구조체 및 바람직한 실시예의 장점은 상기 방법의 장점이 될 수 있다.

본 발명의 전형적인 실시예는 도면을 참조하여 더욱 상세하게 후술된다.

도 1 및 도 2에 따라, 특히, 산업 플랜트, 예를 들면, 전력 발생을 위한 발전소용 운영 구조체(2)는 펌프 챔버(4) 및 정화 챔버(6)를 가지며, 이들은 공통의 챔버 벽(8)을 경유하여 서로 직접 인접되어 있다. 정화 챔버(6) 및 펌프 챔버(4)는 흡입 개구(10)를 통하여 서로 유동 연결되어 있다. 펌프 챔버(4)는 소위 덮개가 있는 펌프 챔버로서 형성되며 챔버 덮개(28)를 갖는다. 펌프 챔버(4)에 배치된 것은 펌프(14)이며 이 펌프는 챔버 바닥(12)으로부터 이격되어 있고 펌프 튜브(16)를 가진다. 펌프 튜브는 챔버 덮개(28)를 통하여 안내되며, 고리형 갭(29)이 이 안내과정에서 형성된다. 펌프 챔버(4) 내에서, 흡입 벨(17)은 단부 측에 펌프 튜브(16)가 인접되어 있다. 도 1에 따른 종래의 개별적인 펌프(14)와 다르게, 도 2에 따른 펌프는 콘크리트 나선형 케이싱 펌프(14a)로서 설계되어 있다. 콘크리트 나선형 케이싱 펌프는 운영 구조체에 위치 설정된 콘크리트 부품(19) 또는 운영 구조체 자체에 의하여 형성되는 콘크리트 나선형 케이스를 가진다. 콘크리트 나선형 케이싱 펌프(14a)로부터, 단부측에 제공된 흡입 벨(17)을 구비한 흡입 튜브(20)는 펌프 챔버(4)로 연장되어, 그 결과 흡입 벨(17)은 작동하기 양호한 높이에 있다.

흡입 개구(10) 바로 앞의, 정화 챔버(6)에 배치되고, 흡입 개구를 완전히 덮는 것은 필터 또는 스크린 장치(screening arrangement; 22)의 형태인 냉각 액체용 정화 장치이다. 이는 특히 소위 벨트 스크린 장치로서 설계된다. 벨트 스크린 장치는 다수의 스크린 표면(24)을 구비한 순환형 벨트 스크린을 가지며, 스크린 표면은 흡입 개구(10)의 영역에서 냉각 액체를 정화하는 작용을 하며 예를 들면 제트(jets)에 의하여 벨트 스크린 장치의 상부 영역에서 정화한다. 스크린 장치(22)는 스크린 장치의 상부에 배치된 다른 정화 장치(특별히 도시되지 않음)를 가지는 것이 바람직하다.

냉각 액체는 보통 천연 저장소로부터 이동되어, 흡입 개구(26)를 경유하여 정화 챔버(6)로 통과하여, 정화 챔버에서 정화되고 그리고나서 펌프(14)에 의하여 흡입 개구(10)를 통하여 펌프 챔버(4)로 흡입된다. 운영 구조체(2)는, 저장부 내의 액체 높이에 대해, 높은 액체 높이(H)와 낮은 액체 높이(N) 사이의 액체 높이의 자연적 변동으로, 흡입 벨(17), 즉 펌프(14)의 유입 영역은 냉각 액체가 충분히 덮개 위를 덮도록 배치되어 있다. 이러한 이유는 만약 덮개 위의 액체 높이가 너무 낮은 경우, 펌프 튜브(16)에서의 유동 상태가 이 저하되기 때문이다. 이것은 특히 액체의 높이가 챔버 덮개(28) 아래로 내려갈 때 유동 상태가 저하된다. 따라서 이러한 상황은 액체가 긴 파이프라인 또는 긴 채널을 통하여 운영 구조체(2)로 공급될 때, 특정한 작동 케이스를 위해서만 그리고 제한된 시간 동안, 예를 들면 펌프(14)의 시동 동안에 허용될 수 있다. 또한 충분히 높은 덮개 위의 액체 높이는 소위 캐비테이션, 즉 증기 거품의 형성 및 갑작스런 터짐으로 재료에 역 효과를 미치는 압력파의 형상을 회피할 수 있도록 한다. 챔버 덮개(28)를 구비한 펌프 챔버로서 도시된 펌프 챔버(4)는 표면 소용돌이의 형성에 반대 작용을 미친다.

소용돌이를 피하기 위해 형성된 특정 설비가 도 1 및 도 3을 참조로 하여 후술된다. 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이, 흡입 개구(10)에 인접한 벽 영역(30)은 챔버 측벽(32)에 대해 경사지게 형성되며, 다음으로 챔버 측벽(32)은 후방의, 경사진 벽 영역(30a)을 경유하여 챔버 후방벽(34)으로 연결되어 있다. 챔버 바닥(12)에 배치된 것은 안내 실(36) 및 종방향 실(38)이며, 안내 실 및 종방향 실은 삼각형상의 단면을 가지며 십자(cross)를 형성하도록 서로 배치되어 있다. 이러한 경우, 종방향 실(38)은 냉각 액체의 유입 방향(40)으로 형성된다. 안내 실(36)은 주로 펌프(14)로 냉각 액체를 편향시키는 작용을 한다. 이를 위해, 도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 안내 실(36)은 펌프 축선(42)의 전방에 소정의 방식으로 배치되는 것이 바람직하다. 안내 실(36) 및 종방향 실(38)은 동일한 형상 또는 상이한 형상 및/또는 상이한 크기를 가질 수 있다. 종방향 실(38)은 바닥 소용돌이를 방지하는 작용을 한다. 종방향 실은 챔버 후방벽(34) 상에 수직 상방으로 연장되지만 펌프(14) 주위의 냉각 액체의 충분한 유동을 허용하도록 챔버 덮개(28)로부터 이격되어 있는 벽 실(44)로 연속된다. 벽 실(44)은 필수적으로 냉각 액체 유동을 펌프로 용이하게 편향시키는 작용을 한다.

펌프 챔버(4)의 후방 영역에서, 챔버 바닥(12)은 도 1에 점선으로 도시된 코너 보상 수단(46)에 의해 챔버 후방벽(34)에 대해 그리고 후방벽 영역(30a)에 대해 사각으로 형성된다. 이는 바닥 유동의 편향을 개선하는 작용을 하며 이러한 영역의 유동에서의 난류 발생을 감소시킨다. 일반적으로, 펌프 챔버(4)는, 평면 경계면(planar boundary surfaces)의 이용에도 불구하고, 펌프 챔버가 유동을 갑자기 변화시키기 않으며, 보통의 높은 속도에도 불구하고, 유동이 펌프 튜브(16)에서 난류가 낮게 발생한다는 점을 특징으로 한다. 임계적인 영역에서 사각 형상의 배치에 의하여, 펌프 챔버(4)는 대부분 엣지가 없다고 지칭할 수 있다. 냉각 액체의 통상적인 유동 경로가 점선 화살표로 표시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 흡입 개구(10)의 바닥 영역에는 코너 보상 수단이 없는데, 이는 안정적인 유동 소용돌이(48)가 저절로 형성되고, 상기 안정적인 유동 소용돌이가 안정된 롤러의 방식으로 소위 "유압 볼 베어링"으로서 작용하여, 상기 유동의 나머지가 반드시 영향을 받지 않으면서 안정적인 유동 소용돌이(48) 위로 유동하기 때문이다. 유동 소용돌이(48)는 예를 들면 흡입 개구(10)의 바닥 영역을 적당한 사각 형상으로 형성함으로써 감소될 수 있다.

특히 경사진 전방 벽 영역(30)은 챔버 벽으로부터 유동의 분리를 회피하게 한다. 이러한 유동의 분리 회피는 적어도 벽 영역(30)에 대한 펌프(14)의 위치와 크기에 의하여 명확히 결정되는 펌프 튜브(14)의 배출 작용에 의해 달성되지 않는다. 특히 흡입 개구(10) 다음에 냉각 액체에 대한 유동 단면의 감소부가 있으며, 그 결과 유속이 증가된다. 이는 유동의 분리를 방지하여 미리 소용돌이를 피하도록 한다. 게다가, 높은 유동 속도 때문에, 특히 정상 유동 소용돌이(stationary flow vortices)가 표면에 형성되지 않는 상태가 정확하고 확실하게 달성된다. 이는 충분한 안정 유동이 있을 때 정상 유동 소용돌이만이 안정적으로 형성되기 때문이다. 이 같이 비교적 안정된 유동을 회피하는 챔버 형상의 필수적인 특성이 여기에 정확히 존재한다. 정상적인 액체 높이(N)에 의해, 챔버 덮개(28)는 펌프 튜브(16)에서의 속도 분포를 개선한다.

정화 챔버(6)와 펌프 챔버(4) 사이의 변화 부분에서 특히 임계적인 영역에 있는 스크린 장치(22)가 파열되는 것을 효과적으로 방지하도록, 챔버 바닥(12)에 대해 필수적으로 수직하게 정렬되는 종방향 플레이트(50)가 제공된다. 또한, 적절한 유동 안내를 위해, 정화 챔버(6)의 측벽(52)은 흡입 개구(10)에 대해 사각형상으로 형성된다. 더욱이, 흡입 개구(10) 반대쪽 스크린 장치의 단부에서, 스크린 장치(22)는 유동 안내판(54)을 가지는데, 이 유동 안내판은 상기 스크리닝 장치에 대해 경사진 각도로 또는 직선으로 스크리닝 장치(22)의 전방측의 가장자리에 배치되어 있다.

챔버 벽(8)내에, 바람직하게는, 벽 영역(30)의 영역내에, 펌프 챔버(4)의 내부로의 유동 연결부(56)가 제공된다. 냉각 액체는 상기 펌프 챔버(4)의 내부로 도입되어야 하는 냉각 액체 유동에 역 영향을 미치는 펌프 없이 상기 연결부를 경유하여 상기 펌프 챔버(4)로부터 이동될 수 있다. 유동 연결부(56)를 경유하여, 또한 펌프 챔버(4) 내에서의 유동에 영향을 미치지 않으면서, 충전 높이의 측정과 같은 측정을 할 수 있다. 선택적으로 또는 부가적으로, 도 1에 대한 전형적인 실시예에서, 즉 소위 관형 펌프의 이용으로, 상대적으로 많은 양의 냉각 액체를 제거하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 냉각 액체는 챔버 실링(28)과 펌프 튜브(16) 사이의 고리형 갭(29)을 통하여 유동한다.

바닥 소용돌이 및 표면 소용돌이의 형성은 상술한 장치에 의하여 확실히 피할 수 있다. 이에 대한 결정적인 요소는 펌프 챔버(4)에서의 높은 속도이다. 안정화 섹션을 불필요하게 하는 필수적인 장점에 부가하여, 펌프 챔버(4)는 또한 펌프가 냉각 액체에 의해 상대적으로 낮게 덮개 위에 덮혀지면서 확실히 작동될 수 있다. 이는 표면 소용돌이의 형성 위험이 종래의 구성에 대해 상당히 감소되기 때문이다. 액체 높이가 낮은 액체 높이(N) 보다 아래인, 임의의 상태, 예를 들면 시동 중 발생하는 감소된 액체 높이(R)로 떨어지고 챔버 덮개(28)의 높이 아래로 떨어지더라도, 펌프 챔버(4)에서의 냉각 액체 유동은 충분히 안정적이다. 따라서, 필요한 덮개 위의 냉각 액체의 높이는 캐비테이션 문제점에 의해서만 반드시 결정된다. 감소된 덮개 위의 액체 높이 때문에, 운영 구조체(2)의 필요한 전체 높이가 감소되고, 그 결과 제조 비용이 낮아 질 수 있다.

Claims (20)

1. 냉각 액체용 펌프(14)를 배치하기 위한 펌프 챔버(4)와, 상기 펌프 챔버(4)와 직접 인접한 정화 챔버(6)를 가지는 플랜트용 운영 구조체(2)에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)는 흡입 개구(10)를 경유하여 상기 정화 챔버(6)에 연결되며, 상기 흡입 개구(10)는 상기 챔버 측벽(32)에 대해 경사지게 뻗는 벽 영역(30)에 의해 인접되며,

   상기 펌프 챔버(4)로 유동하는 냉각 액체에 대한 유동 단면은 상기 펌프 챔버(4)에 설치되는 펌프(14)에 의하여 점점 작아져, 상기 냉각 액체가 약 2 내지 3 m/s의 유속을 가짐으로써 파괴적인 소용돌이를 회피하는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)의 챔버 바닥(12)은 상기 펌프(14) 방향으로 유동을 편향시키기 위해 상기 펌프(14)의 영역내에, 상기 냉각 액체의 유입 방향(40)에 대해 거의 수직하게 뻗는 안내 실(36)을 가지는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)의 챔버 바닥(12)은 바닥 소용돌이에 대한 유동 저항으로서, 거의 상기 냉각 액체의 유입 방향(40)으로 형성되는 종방향 실(38)을 가지는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 종방향 실(38)은 벽 실(44)로서 챔버 후방벽(34) 상에 연속되는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)는 챔버 덮개(28)를 구비한 펌프 챔버(4)로서 설계되며, 상기 벽 실(44)은 상기 챔버 커버(28)로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 챔버 측벽(32)은 경사지게 형성되는 후방벽 영역(30a)을 경유하여 상기 챔버 후방벽(34)과 통합되는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)의 후방 영역에 있는 챔버 바닥(12)은 상기 챔버 벽(30a, 32, 34)에 대해 사각으로 형성되는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 흡입 개구(10)에 상기 펌프 챔버(4)로 종방향 플레이트(50)가 배치되는 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 펌프 챔버(4)의 내부는 유동 연결부(56)를 경유하여 접근가능한 것을 특징으로 하는,

   플랜트용 운영 구조체.
10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 펌프 챔버(4)는 챔버 덮개(28)를 가지며, 상기 챔버 덮개를 통하여 펌프 튜브(16)가 안내되며, 상기 안내 과정에서 고리형 갭(29)이 형성되어, 상기 냉각 액체가 상기 고리형 갭(29)을 통하여 상기 펌프 챔버(4)로부터 회수될 수 있는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 정화 챔버(6)는 상기 펌프 챔버(4)를 향하여 지향되는 영역에서 경사지게 뻗은 측벽(52)을 가지는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 정화 챔버(6)에는, 상기 흡입 개구(10)의 바로 전면에 상기 펌프 챔버(4)로 정화 장치(22)가 배치되는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 정화 장치(22)에 유동 안내 플레이트(54)가 제공되는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
14. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

    상기 펌프(14)는 콘크리트 나선형 케이싱 펌프(14a)로서 설계되며, 콘크리트 나선형 케이스(18)가 상기 펌프 챔버(4)의 챔버 실링(28)을 형성하는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
15. 제 1 항에 있어서,

    상기 플랜트는 발전소인 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체.
16. 냉각 액체용 펌프(14)를 구비한 펌프 챔버(4)와, 상기 펌프 챔버(4)와 직접 인접한 정화 챔버(6)를 가지며, 상기 냉각 액체를 상기 정화 챔버(6)내에서 정화하는, 플랜트용 운영 구조체(2)를 작동시키는 방법에 있어서,

    소용돌이를 피하기 위해 상기 펌프 챔버(4)로 상기 냉각 액체를 약 2 내지 3 m/s의 유동 속도로 유동시키는 것을 특징으로 하는,

    플랜트용 운영 구조체를 작동시키는 방법.
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