KR101690731B1 - 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로 차단 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 발전소 취수구 수로(1)에 설치되어 해양생물의 유입을 차단하기 위한 발전소 취수구 수로 차단 시스템에 있어서, 상기 수로(1)의 일측 또는 양측에 설치되는 지지프레임(110); 상기 수로(1) 상부에 설치됨과 아울러 상기 지지프레임(110)에 의해 지지되는 가로프레임(120); 및 상기 가로프레임(120)과 상단이 연결되며, 상기 수로(1)를 통해 유입되는 해양생물을 차단하는 차단막(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 차단이 요구되는 시기에만 차단막을 임시적으로 설치하고, 사용이 끝나면 이를 간편하게 제거할 수 있도록 하여 용이한 유지관리를 가능토록 하는 효과가 있다.

Description

발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로 차단 방법{APPARATUS FOR PREVENTING THE INFLOW OF MARINE ORGANISOM INTO THE INTAKE OF POWER PLANT}

본 발명은 해양 건설 분야에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 발전소 취수구 수로에 설치되어 해양생물의 유입을 차단하기 위한 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 해안에 건설된 원자력 발전소나 화력 발전소 등과 같은 산업 시설에서는 해수를 취수하여 냉각수로 사용한다.

다만 해수를 냉각수로 이용함에 있어서는 해수에 포함되어 있는 해파리, 멸치, 새우 또는 해조류 등의 해양생물과 쓰레기 협잡물과 같은 기타 이물질이 포함되지 않은 상태로 취수될 수 있어야 해수를 냉각수로 활용하는 것이 가능하다.

구체적으로 원자력 또는 화력 발전소의 취수구로 해수가 취수되는 과정을 설명하면 다음과 같다.

인공적인 수로 또는 해양 수중에 설치된 취수구를 통해 해수를 유입하고, 별도의 스크린을 통해 해수에 포함된 해양생물과 협잡물을 필터링 한 후 발전소의 냉각장치로 해수를 유입시킨다.

그러나 근래에는 수온상승, 기후변화 등의 문제로 인하여 해양생물 중 특히 해파리가 국내 해역에 다량 서식하고 있다. 이러한 해파리 떼가 해수와 함께 취수구로 유입되어 스크린이나 취수구 입구에 부착되어 폐색됨으로서 필터링 기능을 마비시켜 발전소 전체의 가동이 중단되는 문제가 발생되고 있다.

이러한 해파리 떼에 의한 원자력 발전소 취수구의 폐쇄현상은 초당 60-70톤 정도의 냉각수를 필요로 하는 원자력 발전소를 정지시킬 수 있으며, 이에 따른 경제적 손실은 수 백억원에 달한다.

이러한 문제의 해결을 위해 종래의 발전소 설비는 바 스크린(Bar Screen), 트래쉬 레이크(Trash Rake), 회전망 스크린(Travelling Water Screen, TWS) 및 드럼 스크린(Drum Screen) 등의 각종 차단 구조가 설치되어 있다.

그러나 이러한 종래의 기기들의 해양생물 차단 수준은 매우 미비한 수준으로서, 특정 시기에 대량 유입되는 해파리와 같은 해양생물의 차단이 불가능하였고 이에 따른 발전소 감발 운전 내지 운전 정지 사태가 빈번하게 발생되었다.

또한, 이러한 스크린 구조물은 연중 해중에 잠긴 상태로 설치되므로 따개비와 같은 조개류 생물이나 수초와 같은 해양 식물이 구조물에 침적되어 제 기능이 발휘되기 어려웠고, 이의 제거를 위한 비용이 천문학적이어서 사용 연한이 높지 않았고, 제거를 위한 작업이 수중에서 수행되어야 하므로 인명 사고의 위험이 높은 문제가 있었다.

본 발명은 상술된 종래의 발전소 취수구 수로 차단 시스템의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수로의 차단이 요구되는 시기에만 임시적으로 설치하고, 사용이 끝나면 이를 간편하게 제거할 수 있도록 하는 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수중으로의 하강 및 외부로의 승강을 가능토록 하여 해양 생물이 차단막에 침적되지 않도록 함과 아울러, 해양 생물을 수중 밖에서 손쉽게 제거할 수 있도록 하는 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 차단막에 에어버블을 부가하여 해양 생물의 접근을 원천적으로 방지할 수 있음과 아울러, 해파리와 같은 해양생물의 부유를 유도함으로써 수중 상부의 일정 영역에서 해파리를 제거할 수 있도록 하는 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 차단막 전방에 유속저감부를 형성할 수 있도록 함으로써 에어버블의 차단력을 극대화시킬 수 있는 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 발전소 취수구 수로(1)에 설치되어 해양생물의 유입을 차단하기 위한 발전소 취수구 수로 차단 시스템에 있어서, 상기 수로(1)의 일측 또는 양측에 설치되는 지지프레임(110); 상기 수로(1) 상부에 설치됨과 아울러 상기 지지프레임(110)에 의해 지지되는 가로프레임(120); 및 상기 가로프레임(120)과 상단이 연결되며, 상기 수로(1)를 통해 유입되는 해양생물을 차단하는 차단막(200);을 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템이 제공된다.

이 경우 상기 차단막(200)에 설치되어 에어버블을 분사하는 에어버블 분사구(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 에어버블 분사구(400)는 복수로 형성된 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 차단막(200)을 승강시키는 승강시스템(500); 및 상기 차단막(200)을 하강시키는 하강시스템(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 하강시스템(600)은, 상기 차단막(200)과 연결된 하강로프(610); 상기 하강로프(610)를 권선하는 제1 모터(620); 및 상기 수중 하면(b)을 향하여 상기 차단막(200)이 하강될 수 있도록, 상기 하강로프(610)의 방향을 고정하는 수중 도르래(630);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 승강시스템(500)은, 상기 가로프레임(120)을 회전시키는 제2 모터(510);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 수중 도르래(630)는 상기 가로프레임(120)의 하부에 위치되는 제1 수중 도르래(631); 상기 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)의 반대 방향으로 상기 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제2 수중 도르래(632); 및 상기 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)으로 상기 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제3 수중 도르래(633);를 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

또한, 상기 차단막(200)의 하부에 위치되며, 상부를 향하여 에어버블을 분사하는 제2 에어버블 분사구(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템일 수 있다.

본 발명에 다른 일 측면에 따르면 수로 차단 시스템을 이용하여 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법에 있어서, 상기 제1 모터(620)를 구동하여 상기 하강로프(610)를 권선함으로써, 상기 차단막(200)을 하강시키는 제1 단계(S100);를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법이 제공된다.

이 경우 상기 에어버블 분사구(400)를 통해 에어버블을 분사시키는 제2 단계(S200);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법일 수 있다.

또한, 제2 단계(S300) 이후에, 상기 제2 모터(510)를 구동하여 상기 가로프레임(120)에 상기 차단막(200)이 감기도록 하여 상기 차단막(200)을 승강시키는 승강단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법일 수 있다.

본 발명에 따르면, 차단이 요구되는 시기에만 차단막을 임시적으로 설치하고, 사용이 끝나면 이를 간편하게 제거할 수 있도록 하여 용이한 유지관리를 가능토록 하는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 수중으로의 하강 및 외부로의 승강을 가능토록 하여 해양 생물이 차단막에 침적되지 않도록 함과 아울러, 해양 생물을 수중 밖에서 손쉽게 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 차단막에 에어버블을 부가하여 해양 생물의 접근을 원천적으로 방지할 수 있음과 아울러, 해파리와 같은 해양생물의 부유를 유도함으로써 수중 상부의 일정 영역에서 해파리를 제거할 수 있는 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 차단막 전방에 유속저감부를 형성할 수 있도록 함으로써 에어버블의 차단력을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 경사형 수로 차단 시스템의 평면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 정면부 절단도.
도 3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 수직형 수로 차단 시스템의 평면도.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 다양한 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 평면도.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 차단막이 제1 수중 도르래에 연결된 상태의 측면부 절단도.
도 11는 본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 차단막이 제2 수중 도르래에 연결된 상태의 측면부 절단도.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 차단막이 제3 수중 도르래에 연결된 상태의 측면부 절단도.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템의 해양생물 제거 방법을 나타내는 도면.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단막의 상세도.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단막이 가로프레임에 감겨진 상태를 나타내는 도면.

본 발명에 따른 수로 차단 시스템의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 다양한 적용 사례 중의 일부를 설명하는 것이므로 실시예의 구성에 본 발명의 사상이 한정되는 것은 아니다.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.

본 발명은 발전소 등 해수를 냉각수로 활용하는 구조물에 설치되는 발전소 취수구 수로 차단 시스템 및 이를 이용한 수로를 차단하는 방법에 관한 것이다.

발전소 등의 해수 활용 구조물은 해수의 유입을 위해 수로를 형성하는데, 본 발명에 따른 수로 차단 시스템은 발전소 취수구의 수로(1)에 설치되어 해양생물이나 해양 쓰레기 등의 협잡물이 취수구로 유입되는 것을 차단한다.

본 발명에 따른 수로 차단 시스템은 기본적으로 수로(1)의 일측 또는 양측에 설치되는 지지프레임(110), 수로(1) 상부에 설치됨과 아울러 지지프레임(110)에 의해 지지되는 가로프레임(120), 가로프레임(120)과 상단이 연결되며 수로(1)를 통해 유입되는 해양생물을 차단하는 차단막(200)을 포함한다(도 1, 도 2).

차단막(200)에는 에어버블을 분사하는 에어버블 분사구(400)가 형성될 수 있다(도 2, 도 14).

차단막(200)은 그물형 형상으로 형성되되, 가로를 형성하는 가로부재(210)는 강봉일 수 있고, 세로를 형성하는 세로부재(220)는 끈형 부재인 것이 바람직하다.

후술되는 바와 같이 차단막(200)은 가로프레임(120)에 감기게 되는데, 이를 위해 세로부재(220)는 감겨지는 것이 가능한 끈형 부재로 형성될 것이 요구된다(도 14).

이 경우 에어버블 분사구(400)는 가로부재(210)에 형성될 수 있다(도 11).

즉, 에어버블을 형성하는 고압의 압축공기는 가로부재(210)에 연결된 에어버블 제공부에서 강봉형 형상으로 형성된 가로부재(210)의 내부공간으로 이동되고, 가로부재(210)의 내부공간으로 이동된 압축공기는 에어버블 분사구(400)를 통해 외부로 배출된다.

에어버블 분사구(400)는 가로부재(210)의 길이방향을 따라 소정의 간격마다 복수로 형성될 수 있다.

또한, 에어버블 분사구(400)가 형성된 가로부재(210)는 차단막(200)의 상하방향을 따라 복수로 형성되므로, 에어버블 분사구(400)는 가로 및 세로 방향으로 복수로 연장되어 형성될 수 있다.

차단막(200)은 승강시스템(500) 및 하강시스템(500)을 통해 수로(1)를 차단하거나 개방하는 것이 가능하다.

차단막(200)이 수로(1)의 해수에 오랜기간 동안 잠겨있는 경우, 따개비와 같은 조개류 해양생물이나 해초와 같은 해양식물이 차단막(200)에 침적될 수 있다.

이 경우 차단막(200)이 폐쇄되어 강한 수압의 영향으로 파손되거나, 차단막(200) 자체의 하중이 증대되어 차단막(200)을 지지하는 지지프레임(110) 및 가로프레임(120)의 구조적 안전성이 저해될 수 있다.

더하여, 에어버블 분사구(400)를 폐쇄하여 에어버블의 생성을 곤란하게 하는 등의 다수의 문제를 야기할 수 있는바, 본 발명에 따른 수로 차단 시스템은 차단막(200)을 승강 또는 하강 가능토록 하여 유동적으로 사용하는 것이 가능한 효과를 갖는다.

이러한 구조를 취하는 경우 차단막(200)에 침적된 어패류의 제거를 위해 별도의 수중 작업을 수행할 필요가 없어 수로 차단 시스템의 유지관리를 용이하게 하고, 수로 차단 시스템의 사용 연한을 증가시킬 수 있도록 하여 수로 차단 시스템 운용에 관한 비용을 절감할 수 있는 효과를 얻는다.

또한, 차단막(200)에 어패류가 침적된다고 하더라도 수중 외부로 차단막(200)을 끌어올릴 수 있어, 수중 외부에서 어패류 제거 작업을 수행할 수 있는 장점이 있다.

하강시스템(600)은 차단막(200)과 연결된 하강로프(610), 하강로프(610)를 권선하는 제1 모터(620) 및 수중 하면(b)을 향하여 차단막(200)이 하강될 수 있도록 하강로프(610)의 방향을 고정하는 수중 도르래(630)를 포함한다(도 2).

제1 모터(620)는 지상에 위치할 수 있다. 즉, 제1 모터(620)를 구동하여 하강로프(610)를 일단을 권선하면 하강로프(610)의 타단과 연결된 차단막(200)이 수중 하면(b)을 향하여 하강될 수 있다.

승강시스템(500)은 가로프레임(120)을 회전시키는 제2 모터(510)를 포함할 수 있다(도 2).

구체적으로 제2 모터(510)를 구동하여 가로프레임(120)을 회전시키면, 가로프레임(120)의 회전에 따라 차단막(200)이 가로프레임(120)에 감기게 됨과 아울러, 차단막(200)이 상향 이동될 수 있다(도 15).

수중 도르래(630)는 제1 모터(620)가 하강로프(610)를 권선하는 방향과 무관하게, 차단막(200)의 하단이 수중 저면(b)을 향하여 하강될 수 있도록, 하강로프(610)의 차단막(200)의 인양 방향을 수중 저면(b)을 향하도록 한다(도 2).

또한, 본 발명에 따른 수중 도르래(630)는 가로프레임(120)의 하부에 위치되는 제1 수중 도르래(631), 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)의 반대 방향으로 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제2 수중 도르래(632) 및 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)으로 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제3 수중 도르래(633)를 포함할 수 있다(도 3).

이 경우 하강로프(610)를 제1 수중 도르래(631) 내지 제3 수중 도르래(633)에 연결시킴으로써, 도 4 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 차단막(200)을 다양한 형태로 형성시키는 것이 가능하다.

도 4 내지 도 9의 경우에는 다양하게 형성된 차단막(200)의 형태를 평면으로 표현한 것이며, 도 10 내지 도 12는 다양하게 형성된 차단막(200)의 형태를 횡단면으로 표현한 것이다.

이러한 다양한 형태로 차닥막(200)을 형성하는 경우 침입 해양생물의 유형, 수온, 해양생물의 양 등의 다양한 요인을 고려하여 최적의 차단막(200)의 형태를 형성하는 것이 가능한 효과를 갖는다.

일 예로서, 침입하는 해양생물이 군집을 이루어 단기간에 많은 양의 유입 현상이 발생하는 경우에는 도 4, 도 5 등과 같이 차단막(200)을 사선으로 배치하여, 에어버블의 흐름을 일방향으로 유도함으로써, 다량의 해양생물을 효과적으로 스크래핑할 수 있는 구조를 취할 수 있다.

또한, 깊은 수심에서 침입하는 해양생물의 경우에는 도 12에 도시된 바와 같이 에어버블 분사구(700)의 분사방향을 하향 조정하여, 에어버블을 하향 분사함으로써, 깊은 수심으로 이동하는 해양생물의 부유를 효율적으로 유도할 수 있는 구조를 취할 수 있다.

또한, 얕은 수심에서 다량으로 침입하는 해양생물의 경우에는 도 11에 도시된 바와 같이 에어버블 분사구(700)의 분사방향을 상향 조정하여, 에어버블을 상향 분사함으로써, 얕은 수심으로 이동하는 해양생물의 부유를 효율적으로 유도하는 것이 가능하다.

즉, 에어버블의 분사 지점을 다양하게 조절할 수 있도록 하여 효율적인 차단 시스템의 구성이 가능한 장점이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 수로 차단 시스템은 차단막(200)에 의해 차단된 해양생물을 포집구(910)로 유도하는 스크레이퍼(920)를 포함할 수 있다(도 13).

이상은 본 발명에 의해 구현될 수 있는 바람직한 실시예의 일부에 관하여 설명한 것에 불과하므로, 주지된 바와 같이 본 발명의 범위는 위의 실시예에 한정되어 해석되어서는 안 될 것이며, 위에서 설명된 본 발명의 기술적 사상과 그 근본을 함께 하는 기술적 사상은 모두 본 발명의 범위에 포함된다고 할 것이다.

1 : 수로
100 : 프레임
200 : 차단막
400 : 에어버블 분사구
500 : 승강시스템
600 : 하강시스템

Claims (11)

1. 발전소 취수구 수로(1)에 설치되어 해양생물의 유입을 차단하기 위한 발전소 취수구 수로 차단 시스템에 있어서,
   상기 수로(1)의 일측 또는 양측에 설치되는 지지프레임(110);
   상기 수로(1) 상부에 설치됨과 아울러 상기 지지프레임(110)에 의해 지지되는 가로프레임(120);
   상기 가로프레임(120)과 상단이 연결되며, 상기 수로(1)를 통해 유입되는 해양생물을 차단하는 차단막(200);
   상기 차단막(200)에 설치되어 에어버블을 분사하는 에어버블 분사구(400);
   상기 차단막(200)을 승강시키는 승강시스템(500); 및
   상기 차단막(200)을 하강시키는 하강시스템(600);을 포함하며,
   상기 하강시스템(600)은,
   상기 차단막(200)과 연결된 하강로프(610);
   상기 하강로프(610)를 권선하는 제1 모터(620); 및
   수중 하면(b)을 향하여 상기 차단막(200)이 하강될 수 있도록, 상기 하강로프(610)의 방향을 고정하는 수중 도르래(630);를 포함하고,
   상기 승강시스템(500)은,
   상기 가로프레임(120)을 회전시키는 제2 모터(510);를 포함하며,
   상기 수중 도르래(630)는 상기 가로프레임(120)의 하부에 위치되는 제1 수중 도르래(631);
   상기 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)의 반대 방향으로 상기 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제2 수중 도르래(632); 및
   상기 수로(1)에서 유동하는 물의 흐름방향(a)으로 상기 제1 수중 도르래(631)와 소정의 간격만큼 이격되어 설치되는 제3 수중 도르래(633);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 제1항에 있어서,
   상기 차단막(200)의 하부에 위치되며, 상부를 향하여 에어버블을 분사하는 제2 에어버블 분사구(700);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수로 차단 시스템.
   
9. 제1항의 수로 차단 시스템을 이용하여 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법에 있어서,
   상기 제1 모터(620)를 구동하여 상기 하강로프(610)를 권선함으로써, 상기 차단막(200)을 하강시키는 제1 단계(S100);를
   포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법.
   
10. 제9항에 있어서,
    상기 에어버블 분사구(400)를 통해 에어버블을 분사시키는 제2 단계(S200);를
    더 포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법.
    
11. 제10항에 있어서,
    제2 단계(S300) 이후에,
    상기 제2 모터(510)를 구동하여 상기 가로프레임(120)에 상기 차단막(200)이 감기도록 하여 상기 차단막(200)을 승강시키는 승강단계;를
    포함하는 것을 특징으로 하는 발전소 취수구 수로를 차단하는 방법.
    
    
    

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