KR101941520B1 - System and method for open sea test for air turbines of oscillating water column wave energy converter utilizing owc chamber - Google Patents

System and method for open sea test for air turbines of oscillating water column wave energy converter utilizing owc chamber Download PDF

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이정기
김길원
최종수
홍기용
신승호
임창혁
박지용
김정석
고태경
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한국해양과학기술원
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Abstract

The present invention relates to a system to test individual real sea performance of a turbine for an oscillating water column type wave power generation and a method thereof, and more specifically, to a system to check individual performance of a turbine differently designed for a special purpose by using one oscillating water column type chamber constructed in real sea, and a method for using the system. The system to test real sea performance of a turbine for an oscillating water column type wave power generation is configured by comprising: an oscillating water column type chamber generating wave energy by a reciprocating flow of air; a turbine duct configured after forming a pipe at both sides of an upper portion of the oscillating water column type chamber, one side of which comprises a turbine receiving the reciprocating motion of the air to convert the same into mechanical energy; a flow amount control duct the other side of which is provided with a flow amount valve; a valve performance chart; a process to acquire a valve opening angle; and a control unit to control opening and closing of the flow amount valve.

Description

진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR OPEN SEA TEST FOR AIR TURBINES OF OSCILLATING WATER COLUMN WAVE ENERGY CONVERTER UTILIZING OWC CHAMBER}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a system and a method for testing a wave turbine room wave turbine using a vibrating water receiving chamber,

본 발명은 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 실해역에 설치된 진동수주형 파력발전장치의 구조물인 챔버 내 덕트에서 별도로 설계된 터빈을 실해역 파랑조건에서 터빈 단독성능시험 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention relates to a system and a method for testing a sea water turbine room for vibration power using a vibration order chamber, and more particularly, to a system and a method for testing a sea water pressure turbine room, And to provide a turbine sole performance test method in a sea surface wave condition.

일반적으로 진동수주형 파력발전장치는 구조가 간단하고 핵심 기계장비가 수면에 설치되어 유지보수가 간단하며, 방파제 등 기존의 구조물과 복합이용이 용이하여 국내외적으로 널리 개발하고 있는 방식이다.In general, the vibration frequency wave power generator is simple in structure, the core machine equipments are installed on the water surface, and it is easy to maintain, and it is widely developed in domestic and abroad because it is easy to use with existing structures such as breakwaters.

진동수주형 파력발전장치는 파랑에너지를 1차로 흡수하는 진동수주 챔버와 2차로 에너지를 변환하는 터빈으로 구성되고, 각 에너지변환장치는 최대의 효율을 갖도록 설계되며, 장치간 상호영향으로 인해 통합적인 설계가 요구된다. 장치들에 대한 성능을 확인하는 방법은 축소모델에 대한 모형시험 및 전산유체역학을 이용한 수치해석이 있는데, 실해역 불규칙한 파랑조건에서의 성능을 확인하기 위해서는 해역에 콘크리트 구조물, 터빈 등의 건조 및 설치가 요구되며, 이에 상당한 비용이 소요되어 실해역에서의 실선규모 시험은 어려운 문제가 있다.The vibration wave type power generation device is composed of a vibration order chamber which absorbs wave energy firstly and a turbine which converts the energy into a second order energy. Each energy conversion device is designed to have the maximum efficiency, and the integrated design Is required. In order to confirm the performance of irregular wave conditions in the actual sea area, it is necessary to dry and install concrete structures, turbines, etc. in the sea area. Therefore, it is very difficult to test the real scale in the actual sea area.

또한, 진동수주형 파력발전장치가 통합적으로 설계되는 측면에서 볼 때, 실해역에서 터빈에 적합한 진동수주 챔버가 아닌 기존 챔버를 활용하여 터빈 단독성능을 파악하는 것은 동일한 해역조건, 챔버길이, 챔버형상을 갖는다고 하더라도 챔버의 폭이나 터빈 직경에 따른 성능이 달라질 수 있어 어렵다는 점에서 기존의 진동수주 챔버를 활용하여 별도로 설계된 터빈에 대한 실해역에서의 성능시험은 매우 유용하다.In addition, in view of the integrated design of vibration frequency wave power generators, utilizing the existing chamber instead of the vibration order chamber suitable for the turbine in the actual sea area, it is necessary to understand the same sea condition, chamber length and chamber shape It is very difficult to perform the performance test in the actual sea area of the turbine designed separately using the existing vibration order chamber because the performance depending on the width of the chamber or the diameter of the turbine can not be changed.

본 발명은 다양한 파랑조건에서 터빈의 작동조건에 따른 성능시험을 위해 터빈이 요구하는 유량을 진동수주 챔버가 제공할 수 있도록 터빈-챔버간 유량을 매칭시키도록 유량밸브의 개폐율을 결정하는 것이 핵심이며, 개폐율은 터빈 및 밸브 손실계수 산출을 통해 최종 밸브의 개폐각도를 결정하는 건이 관건이며, 하나의 진동수주 챔버를 활용하여 다양한 목적으로 별도 설계된 진동수주형 파력발전용 터빈에 대한 실해역 성능시험이 가능하도록 하는 매우 경제적이고, 효율적인 특징이 있다.It is the core of the present invention to determine the opening and closing rate of the flow valve so that the turbine-to-chamber flow rate is matched so that the vibration receiving chamber can provide the flow rate required by the turbine for performance testing according to operating conditions of the turbine under various wave conditions And the opening and closing rate is determined by determining the opening and closing angle of the final valve through the calculation of the turbine and valve loss coefficient. The performance of the actual sea area performance test for the vibration turbine designed for various purposes using one vibration receiving chamber There is a very economical and efficient feature that makes this possible.

따라서 본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 실해역에 건설된 하나의 진동수주형 파력발전장치의 구조물에서 단독터빈 성능시험을 수행할 수 있는 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vibrating water receiving chamber capable of performing a single turbine performance test in a structure of a single frequency wave power generating device constructed in a sea area And to provide a system and method for testing a sea water turbine room for a vibration frequency type power generation system.

또한, 본 발명은 2기로 설치된 진동수주 챔버 덕트 시스템에 유량밸브와 성능시험용 터빈을 각각 설치하고, 파랑에너지가 진동수주 챔버로 입사될 때, 터빈 작동조건에 적합한 요구유량을 만족하도록 유량밸브를 개폐하여 실제 해역의 입사파 조건에 따른 터빈의 성능을 확인할 수 있도록 한다. 이 때, 유량밸브 개폐는 터빈 덕트와 유량제어 덕트간의 유량비를 결정하고, 이를 바탕으로 터빈-밸브 손실계수비를 도출함으로서 최종 밸브개방각도를 결정하여 시스템에 적용하는 것을 의미한다.In addition, the present invention is characterized in that a flow valve and a performance test turbine are installed in a vibration order chamber duct system installed in two units, and when the wave energy enters the vibration order chamber, the flow valve is opened and closed So that the performance of the turbine according to the incident wave condition of the actual sea area can be confirmed. In this case, opening and closing of the flow valve means determining the flow ratio between the turbine duct and the flow control duct, and determining the final valve opening angle by deriving the turbine-valve loss coefficient ratio based on the determined flow ratio.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파랑에너지를 공기의 왕복유동으로 에너지를 변환시키는 실해역 규모 진동수주 챔버; 상기 진동수주 챔버의 상부 양측으로 관로를 형성하여 구성되며 일측에는 공기의 왕복운동을 받아 기계적 에너지로 변환시키는 시험대상 터빈을 포함한 터빈 덕트; 및 타측에는 유량밸브가 형성된 유량제어 덕트; 및 터빈 손실계수를 고려한 유량밸브의 목표 손실계수에 대응되는 유량밸브 개폐률을 수동적으로 또는 능동적으로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating an air conditioning system, A turbine duct including a test target turbine formed by forming a pipeline on both sides of an upper portion of the vibration receiving chamber and converting the mechanical energy into reciprocal motion of air on one side; And a flow control duct having a flow valve on the other side thereof; And a controller for manually or actively setting a flow rate valve opening / closing rate corresponding to a target loss coefficient of the flow valve considering the turbine loss factor.

상기 덕트는, 양측의 덕트 중 일측 덕트이며, 터빈을 설치하고 상기 공기의 왕복유동에 따른 상기 공기 유동의 통로를 제공하며 상기 일측 덕트 내의 공기의 압력을 계측하는 공압계; 상기 일측 덕트내 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 터빈 덕트; 및 양측의 덕트 중 타측 덕트이며, 일측 턱트와의 유량비를 제어하기 위한 상기 유량밸브와 상기 타측 덕트내의 공기 압력을 계측하는 공압계; 덕트 내에 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 유량제어 덕트;를 포함하여 구성될 수 있다.A pneumatic system for installing a turbine, providing a passage for the air flow according to the reciprocating flow of the air, and measuring a pressure of air in the one duct; A turbine duct including a flow meter for measuring a flow rate of the one side duct; And a pneumatic system for measuring the air pressure in the other duct and the flow valve for controlling a flow rate ratio of the duct to one side, And a flow meter for measuring a flow rate in the duct.

상기 챔버는, 파랑에너지를 흡수하는 수실과 수실 내의 파랑을 계측하는 수위계;를 포함하여 구성될 수 있다.The chamber may include a water level meter for absorbing wave energy and a water level meter for measuring wave in the water chamber.

상기 챔버는, 상기 챔버 내에 각 변에 설치된 상기 수위계를 통해 챔버 내의 수위변화량(H) 및 변화주기(T) 구하도록 구성될 수 있고, 챔버제공유량(

Figure 112017128324260-pat00001
)을 구하도록 구성될 수 있다.The chamber may be configured to obtain a water level change amount (H) and a change period (T) in the chamber through the water level gauge installed at each side in the chamber, and the chamber provided flow rate
Figure 112017128324260-pat00001
). ≪ / RTI >

상기 챔버의 상기 유량정보 데이터베이스와 상기 덕트의 유량계측을 통한 유량을 비교하여 터빈의 설계유량을 초과하는 경우 상기 유량밸브를 개방하여 상기 터빈의 설계유량을 제외한 유량을 배출하도록 구성될 수 있다.The flow rate information database of the chamber is compared with the flow rate through the flowmeter of the duct, and if the flow rate exceeds the design flow rate of the turbine, the flow rate valve is opened to discharge the flow rate excluding the designed flow rate of the turbine.

상기 터빈 덕트는, 터빈 전단에 유량계 4개를 설치하고, 터빈 덕트 평균유량(

Figure 112017128324260-pat00002
)을 구하도록 구성될 수 있고, 터빈을 중심으로 전ㅇ후단에 압력차이를 계측하기 위한 공압계를 설치하고, 압력값(△Pt)을 구하도록 구성될 수 있다.In the turbine duct, four flow meters are installed in front of the turbine, and turbine duct average flow rate (
Figure 112017128324260-pat00002
), And a pneumatic system for measuring the pressure difference can be provided at the rear end of the turbine, and the pressure value (ΔP t ) can be obtained.

상기 유량제어 덕트는, 밸브 전단에 유량계 4개를 설치하고 유량제어 덕트 평균유량(

Figure 112018120925383-pat00003
)을 구하도록 구성될 수 있고, 밸브를 중심으로 전후단에 압력차이를 계측하기 위한 공압계를 설치하고, 압력값(△Pv)을 구하도록 구성될 수 있다.In the flow control duct, four flow meters are installed in front of the valve, and the average flow rate of the flow control duct
Figure 112018120925383-pat00003
) A may be configured to obtain, and can be configured to install a pneumatic system for measuring the pressure difference between the front and rear ends to the center of the valve, so as to obtain the pressure value (△ P v).

상기 터빈 덕트 및 유량제어 덕트는, 상기 덕트에서 각각 계측된 유량의 합은 상기 챔버제공유량과 같도록 구성될 수 있고, 상기 챔버제공유량과 터빈덕트 평균유량을 통해 유량덕트 평균유량을 구하도록 구성될 수 있다.The turbine duct and the flow control duct may be configured such that the sum of the flow rates measured by the ducts is equal to the chamber provided flow rate and the average flow rate of the flow duct is obtained through the chamber provided flow rate and the turbine duct average flow rate .

Figure 112017128324260-pat00004
Figure 112017128324260-pat00004

(여기서,

Figure 112017128324260-pat00005
는 터빈덕트 단면적,
Figure 112017128324260-pat00006
는 유량제어 덕트 단면적을 나타냄)(here,
Figure 112017128324260-pat00005
The turbine duct cross-sectional area,
Figure 112017128324260-pat00006
Represents the flow control duct cross-sectional area)

상기 제어부는, 상기 챔버의 파랑조건에 따라 챔버가 터빈으로 제공할 수 있는 유량정보를 갖는 데이터베이스; 및 유량과 압력에 따른 밸브의 성능차트, 터빈의 유량 및 압력강하 정보를 갖는 터빈 성능 데이터베이스를 더 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the control unit comprises: a database having flow rate information that the chamber can provide to the turbine according to the wave condition of the chamber; And a turbine performance database having a performance chart of the valve according to the flow rate and pressure, a flow rate of the turbine, and pressure drop information.

상기 제어부는, 상기 터빈덕트에 설치되는 상기 터빈의 상기 터빈성능 데이터베이스의 압력강하를 수신하고, 터빈 덕트유속값을 수신하여 터빈손실계수(

Figure 112018120925383-pat00007
)를 구하도록 구성될 수 있다.The control unit receives the pressure drop of the turbine performance database of the turbine installed in the turbine duct, receives the turbine duct flow velocity value, and calculates a turbine loss coefficient
Figure 112018120925383-pat00007
). ≪ / RTI >

Figure 112018120925383-pat00050
Figure 112018120925383-pat00050

(여기서, △Pt는 터빈 덕트에서의 압력계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 압력강하이고,

Figure 112018120925383-pat00009
는 터빈 덕트에서의 유속계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 유속값,
Figure 112018120925383-pat00010
는 공기밀도를 나타냄)(Where P t is the pressure measurement in the turbine duct or the pressure drop in the turbine performance database,
Figure 112018120925383-pat00009
A flow velocity measurement value in the turbine duct or a flow velocity value in the turbine performance database,
Figure 112018120925383-pat00010
Represents the air density)

상기 제어부는, 상기 유량제어 덕트에 설치되는 상기 밸브의 밸브손실계수(

Figure 112017128324260-pat00011
)를 구하도록 구성될 수 있다.Wherein the control unit calculates the valve loss coefficient of the valve installed in the flow control duct
Figure 112017128324260-pat00011
). ≪ / RTI >

Figure 112018120925383-pat00051
Figure 112018120925383-pat00051

(여기서, △Pv는 유량제어 덕트의 압력계측값,

Figure 112018120925383-pat00013
는 유량제어 덕트의 유속계측값,
Figure 112018120925383-pat00015
는 공기밀도를 나타냄)(Where, △ P v is pressure measuring value of the flow control duct,
Figure 112018120925383-pat00013
Is the flow velocity measurement value of the flow control duct,
Figure 112018120925383-pat00015
Represents the air density)

상기 제어부는, 상기 터빈덕트 평균유량과 유량제어 덕트 평균유량을 수신하여 각 덕트의 유속을 구하도록 할 수 있고, 상기 터빈손실계수와 상기 밸브손실계수간의 터빈-밸브손실계수비(

Figure 112018120925383-pat00016
)를 구하도록 구성할 수 있고, The control unit may receive the average flow rate of the turbine duct and the average flow rate of the flow rate control duct to obtain the flow rate of each duct and calculate the turbine-to-valve loss coefficient ratio between the turbine loss factor and the valve loss factor
Figure 112018120925383-pat00016
) Can be obtained,

Figure 112018120925383-pat00052
Figure 112018120925383-pat00052

여기서,

Figure 112018120925383-pat00053
는 터빈손실계수를 나타내고,
Figure 112018120925383-pat00054
는 밸브손실계수를 나타내며,
Figure 112018120925383-pat00055
는 터빈 덕트에서의 유속계측값나타내고,
Figure 112018120925383-pat00056
는 유량제어 덕트의 유속계측값을 나타내며,,
Figure 112018120925383-pat00057
는 터빈 덕트의 평균유량을 나타내고,
Figure 112018120925383-pat00058
는 유량제어 덕트 평균유량을 나타냄
상기 제어부는 상기 터빈-밸브손실계수비를 수신하여 밸브손실계수를 구하도록 구성할 수 있고, 밸브 성능차트를 수신하여 상기 밸브손실계수에 따른 밸브개폐각도(
Figure 112018120925383-pat00018
)를 구하도록 구성할 수 있다.here,
Figure 112018120925383-pat00053
Represents the turbine loss factor,
Figure 112018120925383-pat00054
Represents the valve loss coefficient,
Figure 112018120925383-pat00055
Represents the flow velocity measurement value in the turbine duct,
Figure 112018120925383-pat00056
Represents the flow velocity measurement value of the flow control duct,
Figure 112018120925383-pat00057
Represents the average flow rate of the turbine duct,
Figure 112018120925383-pat00058
Represents the average flow rate of the flow control duct
The control unit may be configured to receive the turbine-valve loss coefficient ratio to obtain a valve loss coefficient, and the controller may receive the valve performance chart and calculate a valve opening / closing angle
Figure 112018120925383-pat00018
) Can be obtained.

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본 발명은 실해역에 건설된 하나의 진동수주형 파력발전장치의 구조물인 진동수주 챔버의 덕트에서 수치해석 및 모형실험을 통해 설계된 터빈을 실해역 조건에서 보다 편리하게 성능시험을 제공할 수 있는 효과가 있다. The present invention can provide a more convenient performance test in the actual sea area condition of the turbine designed through the numerical analysis and the model test in the duct of the vibration order chamber which is the structure of the single frequency vibration type wave power generator constructed in the actual sea area have.

또한, 본 발명의 목적은 2기로 설치된 덕트 시스템에 유량밸브와 성능시험용 터빈을 각각 설치하고, 파랑에너지가 진동수주 챔버로 입사될 때, 수면 승강으로 인해 챔버가 터빈으로 제공해줄 수 있는 전체 유량이 터빈 작동조건에 적합한 설계유량만큼 터빈 덕트로 통과하도록 유량밸브를 개폐하여 실제 해상에서 발생하는 입사파 조건에 따른 다양한 직경의 터빈의 성능을 확인할 수 있는 효과가 있다.It is also an object of the present invention to provide a turbine with a flow valve and a performance test in a duct system installed in two units and to provide a total flow rate that the chamber can provide to the turbine due to the rising and falling of the water when the wave energy enters into the vibration receiving chamber It is possible to confirm the performance of turbines of various diameters according to the incident wave conditions occurring in the actual sea by opening and closing the flow valve so as to pass through the turbine duct by the design flow rate suitable for the turbine operating condition.

또한, 동일한 해역에서 하나의 진동수주 챔버를 활용하므로, 챔버의 길이 및 형태가 동일한 조건에서 다양한 목적으로 설계된 터빈의 단독성능을 파악할 수 있고, 터빈이 요구하는 설계유량이 터빈 덕트로 통과하도록 하는 방법을 이용함으로서, 챔버의 폭이 다른 조건에서의 터빈 단독성능도 확인할 수 있는 효과가 있다.In addition, since one vibration order chamber is utilized in the same sea area, it is possible to grasp the sole performance of the turbine designed for various purposes under the same condition of the length and shape of the chamber, and to make the design flow rate required by the turbine pass through the turbine duct It is possible to confirm the performance of the turbine alone under different conditions of the width of the chamber.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 진동수주 챔버 및 양측 덕트의 구성을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 제어부의 구성을 나타낸 블록 구성도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패시브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈의 실해역 시험을 적용하는 경우의 밸브 개방각도를 결정하는 순서를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈의 실해역 시험을 적용하는 경우 밸브 개방각도를 결정하는 순서를 나타낸 도면BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing the construction of a vibration order chamber and both ducts according to an embodiment of the present invention; FIG.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a vibration testing system,
3 is a block diagram showing the configuration of the control unit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention;
4 is a view showing a procedure for determining a valve opening angle in a case of applying a real sea area test of a turbine for a frequency-rated vibration type power generation utilizing a passive vibration receiving chamber according to an embodiment of the present invention
5 is a view showing a procedure for determining a valve opening angle when a real sea area test is applied to a turbine for generating vibration of frequency vibration type using an active vibration generating chamber according to an embodiment of the present invention

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1의 진동수주 챔버 및 양측 덕트의 구성을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템의 구성을 나타낸 블록 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 도 2의 제어부의 구성을 나타낸 블록 구성도이다.  FIG. 1 is a view showing a configuration of a vibration order chamber and both ducts in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross- FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the control unit of FIG. 2 according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.

도 1 내지 도 2를 참조하면, 본 발명의 진동수주형 파력발전용 에너지변환장치 실해역 성능시험 시스템은 크게 진동수주 챔버(100), 양측 덕트(200) 및 제어부(300)로 구성된다. 1 and 2, the system for testing the performance of an energy conversion apparatus for a vibration frequency mold wave power generation according to the present invention comprises a vibration receiving chamber 100, two ducts 200, and a control unit 300.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파랑에너지를 공기의 왕복유동으로 에너지를 변환시키는 실해역 규모 진동수주 챔버; 상기 진동수주 챔버의 상부 양측으로 관로를 형성하여 구성되며 일측에는 공기의 왕복운동을 받아 기계적 에너지로 변환시키는 시험대상 터빈을 포함한 터빈 덕트; 및 타측에는 유량밸브가 형성된 유량제어 덕트; 및 터빈 손실계수를 고려한 유량밸브의 목표 손실계수에 대응되는 유량밸브 개폐률을 수동적으로 또는 능동적으로 설정하는 제어부;를 포함하여 구성된다. According to an aspect of the present invention, there is provided a method of operating an air conditioning system, A turbine duct including a test target turbine formed by forming a pipeline on both sides of an upper portion of the vibration receiving chamber and converting the mechanical energy into reciprocal motion of air on one side; And a flow control duct having a flow valve on the other side thereof; And a controller for manually or actively setting a flow rate valve opening / closing rate corresponding to a target loss coefficient of the flow valve considering the turbine loss factor.

상기 덕트는, 양측의 덕트 중 일측 덕트이며, 터빈을 설치하고 상기 공기의 왕복유동에 따른 상기 공기 유동의 통로를 제공하며 상기 일측 덕트 내의 공기의 압력을 계측하는 공압계; 상기 일측 덕트내 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 터빈 덕트; 및 양측의 덕트 중 타측 덕트이며, 일측 턱트와의 유량비를 제어하기 위한 상기 유량밸브와 상기 타측 덕트내의 공기 압력을 계측하는 공압계; 덕트 내에 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 유량제어 덕트;를 포함하여 구성될 수 있다.A pneumatic system for installing a turbine, providing a passage for the air flow according to the reciprocating flow of the air, and measuring a pressure of air in the one duct; A turbine duct including a flow meter for measuring a flow rate of the one side duct; And a pneumatic system for measuring the air pressure in the other duct and the flow valve for controlling a flow rate ratio of the duct to one side, And a flow meter for measuring a flow rate in the duct.

상기 챔버는, 파랑에너지를 흡수하는 수실과 수실 내의 파랑을 계측하는 수위계;를 포함하여 구성될 수 있다.The chamber may include a water level meter for absorbing wave energy and a water level meter for measuring wave in the water chamber.

상기 챔버는, 상기 챔버 내에 각 변에 설치된 상기 수위계를 통해 챔버 내의 수위변화량(H) 및 변화주기(T) 구하도록 구성될 수 있고, 챔버제공유량(

Figure 112017128324260-pat00019
)을 구하도록 구성될 수 있다.The chamber may be configured to obtain a water level change amount (H) and a change period (T) in the chamber through the water level gauge installed at each side in the chamber, and the chamber provided flow rate
Figure 112017128324260-pat00019
). ≪ / RTI >

상기 챔버의 상기 유량정보 데이터베이스와 상기 덕트의 유량계측을 통한 유량을 비교하여 터빈의 설계유량을 초과하는 경우 상기 유량밸브를 개방하여 상기 터빈의 설계유량을 제외한 유량을 배출하도록 구성될 수 있다.The flow rate information database of the chamber is compared with the flow rate through the flowmeter of the duct, and if the flow rate exceeds the design flow rate of the turbine, the flow rate valve is opened to discharge the flow rate excluding the designed flow rate of the turbine.

상기 터빈 덕트는, 터빈 전단에 유량계 4개를 설치하고, 터빈 덕트 평균유량(

Figure 112017128324260-pat00020
)을 구하도록 구성될 수 있고, 터빈을 중심으로 전ㅇ후단에 압력차이를 계측하기 위한 공압계를 설치하고, 압력값(△Pt)을 구하도록 구성될 수 있다.In the turbine duct, four flow meters are installed in front of the turbine, and turbine duct average flow rate (
Figure 112017128324260-pat00020
), And a pneumatic system for measuring the pressure difference can be provided at the rear end of the turbine, and the pressure value (ΔP t ) can be obtained.

상기 유량제어 덕트는, 밸브 전단에 유량계 4개를 설치하고 유량제어 덕트 평균유량(

Figure 112017128324260-pat00021
)을 구하도록 구성될 수 있고, 밸브를 중심으로 전후단에 압력차이를 계측하기 위한 공압계를 설치하고, 압력값(△Pv)을 구하도록 구성될 수 있다.In the flow control duct, four flow meters are installed in front of the valve, and the average flow rate of the flow control duct
Figure 112017128324260-pat00021
) A may be configured to obtain, and can be configured to install a pneumatic system for measuring the pressure difference between the front and rear ends to the center of the valve, so as to obtain the pressure value (△ P v).

상기 터빈 덕트 및 유량제어 덕트는, 상기 덕트에서 각각 계측된 유량의 합은 상기 챔버제공유량과 같도록 구성될 수 있고, 상기 챔버제공유량과 터빈덕트 평균유량을 통해 유량덕트 평균유량을 다음의 수학식 1에 의해 구하도록 구성될 수 있다.The turbine duct and the flow rate control duct may be configured such that the sum of the flow rates measured in the duct is equal to the chamber provided flow rate and the average flow rate of the flow duct is calculated by the following mathematical formula Can be obtained by the equation (1).

Figure 112017128324260-pat00022
Figure 112017128324260-pat00022

(여기서,

Figure 112017128324260-pat00023
는 터빈덕트 단면적,
Figure 112017128324260-pat00024
는 유량제어 덕트 단면적을 나타냄)(here,
Figure 112017128324260-pat00023
The turbine duct cross-sectional area,
Figure 112017128324260-pat00024
Represents the flow control duct cross-sectional area)

상기 제어부는, 상기 챔버의 파랑조건에 따라 챔버가 터빈으로 제공할 수 있는 유량정보를 갖는 데이터베이스; 및 유량과 압력에 따른 밸브의 성능차트, 터빈의 유량 및 압력강하 정보를 갖는 터빈 성능 데이터베이스를 더 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the control unit comprises: a database having flow rate information that the chamber can provide to the turbine according to the wave condition of the chamber; And a turbine performance database having a performance chart of the valve according to the flow rate and pressure, a flow rate of the turbine, and pressure drop information.

상기 제어부는, 상기 터빈덕트에 설치되는 상기 터빈의 상기 터빈성능 데이터베이스의 압력강하를 수신하고, 터빈 덕트유속값을 수신하여 터빈손실계수(

Figure 112017128324260-pat00025
)를 다음의 수학식 2에 의해 구하도록 구성될 수 있다.The control unit receives the pressure drop of the turbine performance database of the turbine installed in the turbine duct, receives the turbine duct flow velocity value, and calculates a turbine loss coefficient
Figure 112017128324260-pat00025
) Can be obtained by the following equation (2).

Figure 112018120925383-pat00059
Figure 112018120925383-pat00059

(여기서, △Pt는 터빈 덕트에서의 압력계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 압력강하이고,

Figure 112017128324260-pat00027
는 터빈 덕트에서의 유속계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 유속값,
Figure 112017128324260-pat00028
는 공기밀도를 나타냄)(Where P t is the pressure measurement in the turbine duct or the pressure drop in the turbine performance database,
Figure 112017128324260-pat00027
A flow velocity measurement value in the turbine duct or a flow velocity value in the turbine performance database,
Figure 112017128324260-pat00028
Represents the air density)

상기 제어부는, 상기 유량제어 덕트에 설치되는 상기 밸브의 밸브손실계수(

Figure 112017128324260-pat00029
)를 다음의 수학식 3을 이용하여 구하도록 구성될 수 있다.Wherein the control unit calculates the valve loss coefficient of the valve installed in the flow control duct
Figure 112017128324260-pat00029
) Using the following equation (3).

Figure 112018120925383-pat00060
Figure 112018120925383-pat00060

(여기서, △Pv는 유량제어 덕트의 압력계측값,

Figure 112018120925383-pat00031
는 유량제어 덕트의 유속계측값,
Figure 112018120925383-pat00033
는 공기밀도를 나타냄)(Where, △ P v is pressure measuring value of the flow control duct,
Figure 112018120925383-pat00031
Is the flow velocity measurement value of the flow control duct,
Figure 112018120925383-pat00033
Represents the air density)

상기 제어부는, 상기 터빈덕트 평균유량과 유량제어 덕트 평균유량을 수신하여 각 덕트의 유속을 구하도록 할 수 있고, 상기 터빈손실계수와 상기 밸브손실계수간의 터빈-밸브손실계수비(

Figure 112017128324260-pat00034
)를 다음의 수학식 4에 의해 구하도록 구성할 수 있다.The control unit may receive the average flow rate of the turbine duct and the average flow rate of the flow rate control duct to obtain the flow rate of each duct and calculate the turbine-to-valve loss coefficient ratio between the turbine loss factor and the valve loss factor
Figure 112017128324260-pat00034
) Can be obtained by the following expression (4).

Figure 112017128324260-pat00035
Figure 112017128324260-pat00035

(여기서, △Pt= △Pv)(Where P t = P v )

상기 제어부는 상기 터빈-밸브손실계수비를 수신하여 밸브손실계수를 구하도록 구성할 수 있고, 밸브 성능차트를 수신하여 상기 밸브손실계수에 따른 밸브개폐각도(

Figure 112017128324260-pat00036
)를 구하도록 구성할 수 있다.The control unit may be configured to receive the turbine-valve loss coefficient ratio to obtain a valve loss coefficient, and the controller may receive the valve performance chart and calculate a valve opening / closing angle
Figure 112017128324260-pat00036
) Can be obtained.

진동수주 챔버(100) 내에서는 입사파의 수면승강에 의한 공기의 왕복유동이 발생한다. In the vibration receiving chamber 100, a reciprocating flow of air due to the rising and falling of the incident wave occurs.

진동수주 챔버(100) 내에는 수위계(110)가 설치되며, 수위계(110)는 입사파의 수위변화 및 주기를 계측한다. 즉, 진동수주 챔버(100) 내에서 수위계(110)를 이용하여 챔버가 제공해줄 수 있는 평균유량을 도출한다.A water level gauge 110 is installed in the vibration receiving chamber 100, and the water level gauge 110 measures the water level change and the cycle of the incident wave. That is, an average flow rate that the chamber can provide using the gauge 110 in the vibration receiving chamber 100 is derived.

진동수주 챔버(100)의 상부에는 유량을 제어하는 양측 덕트(200)와 연결된다. The upper part of the vibration order chamber 100 is connected to both ducts 200 for controlling the flow rate.

양측 덕트(200)는 상기 진동수주 챔버(100)의 상부로 관로를 형성하여 구성되며 공기가 유동하는 2개의 왕복유동 통로를 생성한다. The two side ducts 200 are formed by forming a channel on the upper part of the vibration receiving chamber 100, and generate two reciprocating flow paths through which the air flows.

양측 덕트(200)는 일측은 터빈 덕트(210)이며, 타측은 유량제어 덕트(250)로 구성된다. One side of the two side ducts (200) is a turbine duct (210), and the other side is a flow control duct (250).

터빈 덕트(210)는 상기 양측 덕트(200) 중 하나로 다양한 직경의 터빈을 설치가능하고, 설치되는 터빈 전후단의 압력을 계측한다.The turbine duct 210 can be installed in any one of the two side ducts 200 and measures the pressure at the front and rear ends of the installed turbines.

터빈 덕트(210)는 터빈 덕트(210)내에서 압력계측을 위한 공압계(220)와 유량계(260)를 포함하여 구성된다. 상기 공압계(220)는, 2개의 공압계를 터빈(230)을 중심으로 양측으로 각각 설치하여 그 전후단의 압력값(△Pt)을 구한다. The turbine duct 210 includes a pneumatic system 220 for measuring the pressure in the turbine duct 210 and a flow meter 260. In the pneumatic system 220, two pneumatic systems are installed on both sides of the turbine 230, and a pressure value? P t at the front and rear ends thereof is obtained.

유량제어 덕트(250)는 양측 덕트(200) 중 다른 하나이며, 유량을 제어하는 덕트이다. 상기 유량제어 덕트(250)는, 유량밸브(270)를 중심으로 양측으로 전후단 압력을 계측하는 공압계(220), 유량제어 덕트(250) 내의 유량을 계측하는 유량계(260) 및 상기 유량을 제어하는 유량밸브(270)를 포함하여 구성된다. The flow control duct 250 is another one of the two ducts 200 and is a duct for controlling the flow rate. The flow control duct 250 includes a pneumatic system 220 for measuring front and rear end pressures on both sides of a flow valve 270, a flow meter 260 for measuring a flow rate in the flow control duct 250, And a flow valve 270 for controlling the flow rate.

유량밸브(270)는 유량제어 덕트(250)를 통해 흐르는 유량을 제어한다. 유량의 제어는 제어부(300)의 제어에 따라 유량계(260)에 의해 측정된 유량정보와 상기 데이터베이스(310)에서 검색된 터빈(230)의 요구유량에 대응하여 상기 유량밸브(270)의 개폐룰 제어한다. 유량밸브(270)의 제어에 대해서는 후술하는 제어부(300)의 설명에서 보다 상세하게 설명하기로 한다. The flow valve 270 controls the flow rate through the flow control duct 250. The control of the flow rate is performed by controlling the opening and closing of the flow rate valve 270 according to the flow rate information measured by the flow rate meter 260 and the required flow rate of the turbine 230 retrieved from the database 310, do. The control of the flow rate valve 270 will be described in more detail in the description of the control unit 300, which will be described later.

제어부(300)는 양측 덕트(200)로부터 수신한 유량정보 및 공압정보를 수신하여 터빈 및 밸브손실계수 도출을 통해 밸브개방각도를 결정하여 시스템에 적용함으로서 성능을 시험한다. The control unit 300 receives the flow rate information and the pneumatic pressure information received from the both ducts 200, determines the valve opening angle through deriving the turbine and valve loss coefficient, and tests the performance by applying the valve opening angle to the system.

제어부(300)는 데이터베이스(310)에 저장된 터빈(230) 성능정보 및 진동수주챔버(100) 유량정보를 이용하여 터빈 덕트(210)와 유량제어 덕트(250)의 통과 유량비를 조절하도록 유량밸브(270)의 개방각도 결정 및 적용하여 터빈(230)이 요구유량을 초과하는 경우에는 유량밸브(270)를 열어 유량을 배출시킨다. 유량을 배출시킴으로써, 터빈(230)이 시험하고자 하는 작동조건을 정확하게 효율적으로 제공할 수 있다.The control unit 300 controls the flow rate of the turbine duct 210 and the flow rate control duct 250 using the performance information of the turbine 230 stored in the database 310 and the flow rate information of the vibration order chamber 100, 270 and determines that the turbine 230 has exceeded the required flow rate, the flow valve 270 is opened to discharge the flow rate. By discharging the flow rate, the turbine 230 can accurately and efficiently provide the operating conditions to be tested.

제어부(300)는 양측 덕트(200)에서 계측된 유량 및 압력정보를 이용하여 터빈 덕트(210)과 유량제어 덕트(250)의 통과 유량비를 조절하도록 유량밸브(270)의 개방각도 결정 및 적용하는 능동형 터빈 실해역 시험기법을 제공할 수 있다.The control unit 300 determines the opening angle of the flow rate valve 270 and adjusts the opening angle of the flow rate control duct 250 using the flow rate and pressure information measured by the two side ducts 200 to control the flow rate ratio of the turbine duct 210 and the flow rate control duct 250 Active turbine room test method can be provided.

한편, 데이터베이스(310)에 저장된 상기 터빈(230)의 요구유량은 유량범위 5m3/s 내지 200m3/s의 범위에 있는 것일 수 있으며, 바람직하게는 유량범위 10m3/s 내지 100m3/s의 범위에서 결정될 수 있다. 터빈(230)의 직경은 0.2m 내지 3.6m의 범위에서 가변될 수 있으며, 바람직하게는 0.5m 내지 1.8m의 범위에서 가변될 수 있다. On the other hand, the required flow rate of the turbine 230 stored in the database 310 may be in the flow rate range of 5 m 3 / s to 200 m 3 / s, preferably in the flow rate range of 10 m 3 / s to 100 m 3 / s ≪ / RTI > The diameter of the turbine 230 may vary from 0.2 m to 3.6 m, preferably from 0.5 m to 1.8 m.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 패시브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈의 실해역 시험을 적용하는 경우 밸브 개방각도를 결정하는 순서를 나타낸 도면이다.FIG. 4 is a view illustrating a procedure for determining a valve opening angle when applying a real sea area test of a vibration frequency type power generation turbine utilizing a passive vibration receiving chamber according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, S202단계에서 제어부(300)는 상기 진동수주 챔버(100)의 용량대비 상기 터빈(230)의 용량을 결정한다.Referring to FIG. 4, in step S202, the controller 300 determines the capacity of the turbine 230 with respect to the capacity of the vibration receiving chamber 100.

S204단계에서 제어부(300)는 상기 터빈 덕트(210)와 상기 유량제어 덕트(250)간의 유량비를 결정한다.In step S204, the control unit 300 determines a flow rate ratio between the turbine duct 210 and the flow control duct 250. [

S206단계에서 제어부(300)는 터빈손실계수를 산출한다.In step S206, the controller 300 calculates a turbine loss coefficient.

S208단계에서 제어부(300)는 상기 유량비로부터 터빈-밸브 손실계수비를 결정한다.In step S208, the controller 300 determines a turbine-valve loss coefficient ratio from the flow rate ratio.

S210단계에서 제어부(300)는 상기 터빈-밸브 손실계수비로부터 밸브손실계수를 결정한다.In step S210, the controller 300 determines the valve loss coefficient from the turbine-valve loss coefficient ratio.

S212단계에서 제어부(300)는 상기 밸브손실계수에 따른 밸브개방각도를 데이터베이스(330)에서 검색하고, 밸브개방각도를 시스템에 적용하여 개방한다(S214단계).In step S212, the control unit 300 searches the database 330 for a valve opening angle corresponding to the valve loss coefficient, and opens the valve opening angle by applying the valve opening angle to the system (step S214).

S216단계에서 개방된 시스템에 대하여 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험을 수행한다. In step S216, a test is performed on the open system of the turbine room for vibration frequency type wave power generation.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 액티브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험시 밸브 개방각도를 결정하는 순서를 나타낸 도면이다.FIG. 5 is a view illustrating a procedure for determining a valve opening angle during a test of a turbine room for frequency-frequency type power generation utilizing an active vibration order chamber according to an embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, S222단계에서 제어부(300)는 상기 진동수주 챔버(100)의 용량대비 상기 터빈(230)의 용량을 결정한다.Referring to FIG. 5, in step S222, the controller 300 determines the capacity of the turbine 230 with respect to the capacity of the vibration receiving chamber 100.

S224단계에서 제어부(300)는 상기 터빈 덕트(210)와 상기 유량제어 덕트(250)간의 유량비를 결정한다.In step S224, the control unit 300 determines a flow rate ratio between the turbine duct 210 and the flow control duct 250.

한편, 전술한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험은 다음의 S226단계 내지 S232단계이다. On the other hand, the above-described test of the turbine room for the frequency-frequency type power generation is performed in the following steps S226 to S232.

S226단계에서 제어부(300)는 상기 터빈 덕트(210)와 상기 유량제어 덕트(250)의 유량계(260)를 이용하여 계측한 결과로부터 터빈 덕트(210)와 유량제어 덕트(250)간의 유량비를 계측한다.The control unit 300 determines the flow rate ratio between the turbine duct 210 and the flow control duct 250 based on the results of the measurement using the turbine duct 210 and the flow meter 260 of the flow control duct 250 in step S226. do.

S228단계에서 제어부(300)는 상기 유량비로부터 유량밸브(270)의 개방 증감량을 결정한다.In step S228, the control unit 300 determines the opening / closing amount of the flow rate valve 270 based on the flow rate ratio.

S230단계에서 제어부(300)는 상기 계측된 유량비로부터 목표유량비-계측유량비간 오차를 분석한다. In step S230, the controller 300 analyzes the error between the target flow ratio and the measured flow ratio from the measured flow ratio.

S232단계에서 제어부(300)는 목표유량비-계측유량비간 오차에 대응하는 정도를 개방한다. In step S232, the controller 300 opens the degree corresponding to the error between the target flow rate and the measured flow rate ratio.

S234단계에서 제어부(300)는 상기 터빈(230)의 작동조건에 따라 상기 터빈 덕트(210)와 유량제어 덕트(250)에서 상기 유량계(260)를 이용하여 유량에 변화가 발생하였는지 판단한다. In step S234, the control unit 300 determines whether a change in the flow rate has occurred in the turbine duct 210 and the flow rate control duct 250 using the flow meter 260 according to the operating condition of the turbine 230.

S234단계에서 판단하여 운용자로부터 시험을 종료하기 위한 인터럽트가 입력되지 않은 경우에는 S226단계로 리턴하여 터빈 덕트-유량제어 턱트의 유량비를 계측한다. If it is determined in step S234 that an interrupt for terminating the test is not input from the operator, the flow returns to step S226 to measure the flow rate of the turbine duct-flow control valve.

S234단계에서 판단하여 운용자로부터 시험을 종료하기 위한 인터럽트가 입력된 경우에는 시험을 종료한다. If it is determined in step S234 that an interrupt for terminating the test is input from the operator, the test is terminated.

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술적 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 진동수주 챔버 110 : 수위계
200 : 양측 덕트 210 : 터빈 덕트
220 : 공압계 230 : 터빈
250 : 유량제어 덕트 260 : 유량계
270 : 유량밸브 300 : 제어부
310 : 챔버유량 데이터베이스 320 : 터빈성능 데이터베이스
330 : 밸브 성능차트100: vibration order chamber 110: water level meter
200: Both sides duct 210: Turbine duct
220: Pneumatic system 230: Turbine
250: Flow control duct 260: Flow meter
270: Flow rate valve 300:
310: chamber flow rate database 320: turbine performance database
330: Valve performance chart

Claims (6)

진동수주형 파력발전용 터빈의 실해역 성능시험 시스템은 파랑에너지를 공기의 왕복유동으로 생성하는 진동수주 챔버;
상기 진동수주 챔버의 상부 양측으로 관로를 형성하여 구성되며 일측에는 공기의 왕복운동을 받아 기계적 에너지로 변환시키는 시험대상 터빈을 포함한 터빈 덕트 및 타측에는 유량밸브가 형성된 유량제어 덕트; 및
터빈 손실계수를 고려한 유량밸브의 목표 손실계수에 대응되는 유량밸브 개폐률을 수동적으로 또는 능동적으로 설정하는 제어부;를 포함하고,
상기 덕트는,
양측의 덕트 중 일측 덕트이며, 터빈을 설치하고 상기 공기의 왕복유동에 따른 상기 공기 왕복유동의 통로를 제공하며 상기 일측 덕트 내의 공기의 압력을 계측하는 공압계; 상기 일측 덕트내 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 터빈 덕트; 및
양측의 덕트 중 타측 덕트이며, 일측 턱트와의 유량비를 제어하기 위한 상기 유량밸브; 상기 타측 덕트내의 공기 압력을 계측하는 공압계; 타측 덕트 내에 유량을 계측하는 유량계;를 포함하는 유량제어 덕트;를 포함하여 구성되며,
상기 제어부는,
상기 제어부는, 상기 터빈덕트에 설치되는 상기 터빈의 상기 터빈성능 데이터베이스의 압력강하를 수신하고, 터빈 덕트유속값을 수신하여 터빈손실계수(
Figure 112019501018087-pat00061
)를 구하며,
Figure 112019501018087-pat00062

(여기서, △Pt는 터빈 덕트에서의 압력계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 압력강하이고,
Figure 112019501018087-pat00063
는 터빈 덕트에서의 유속계측값 또는 상기 터빈 성능 데이터베이스의 유속값,
Figure 112019501018087-pat00072
는 공기밀도를 나타냄)

상기 진동수주 챔버의 용량대비 상기 시험대상 터빈의 용량에 부합하도록 터빈 덕트와 유량제어 덕트의 유량비를 유지하기 위하여 다음의 수학식에 의해 유량밸브의 손실계수(
Figure 112019501018087-pat00037
)를 계산하고,
Figure 112019501018087-pat00065

(여기서, △Pv는 유량제어 덕트의 압력계측값,
Figure 112019501018087-pat00039
는 유량제어 덕트의 유속계측값,
Figure 112019501018087-pat00041
는 공기밀도를 나타냄)
상기 제어부는, 상기 터빈덕트 평균유량과 유량제어 덕트 평균유량을 수신하여 각 덕트의 유속을 구하고, 상기 터빈손실계수와 상기 밸브손실계수간의 터빈-밸브손실계수비(
Figure 112019501018087-pat00042
)를 다음의 수학식에 의해 계산하며,
Figure 112019501018087-pat00043

여기서,
Figure 112019501018087-pat00066
는 터빈손실계수를 나타내고,
Figure 112019501018087-pat00067
는 밸브손실계수를 나타내며,
Figure 112019501018087-pat00068
는 터빈 덕트에서의 유속계측값나타내고,
Figure 112019501018087-pat00069
는 유량제어 덕트의 유속계측값을 나타내며,,
Figure 112019501018087-pat00070
는 터빈 덕트의 평균유량을 나타내고,
Figure 112019501018087-pat00071
는 유량제어 덕트 평균유량을 나타냄
상기 제어부는 밸브 성능차트를 수신하고 상기 터빈-밸브손실계수비와 밸브손실계수를 이용하여 밸브개폐각도(
Figure 112019501018087-pat00044
)를 구하는 것을 특징으로 하는 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템.
The performance test system of the vibration wave type power generation turbine is a vibration order chamber which generates wave energy as a reciprocating flow of air;
A flow control duct having a turbine duct including a turbine to be tested and a flow valve formed on the other side of the turbine duct, the turbine duct being formed by forming a channel on both sides of the vibration receiving chamber and converting the air into mechanical energy; And
And a controller for manually or actively setting a flow rate valve opening / closing rate corresponding to a target loss coefficient of the flow valve considering the turbine loss factor,
In the duct,
A pneumatic system for installing a turbine and providing a path of the air reciprocating flow according to the reciprocating flow of the air, and measuring the pressure of air in the one duct; A turbine duct including a flow meter for measuring a flow rate of the one side duct; And
The other side duct of the ducts on both sides, the flow rate valve for controlling a flow rate ratio to one side tuck; A pneumatic system for measuring air pressure in the other duct; And a flow meter for measuring a flow rate in the other duct,
Wherein,
The control unit receives the pressure drop of the turbine performance database of the turbine installed in the turbine duct, receives the turbine duct flow velocity value, and calculates a turbine loss coefficient
Figure 112019501018087-pat00061
),
Figure 112019501018087-pat00062

(Where P t is the pressure measurement in the turbine duct or the pressure drop in the turbine performance database,
Figure 112019501018087-pat00063
A flow velocity measurement value in the turbine duct or a flow velocity value in the turbine performance database,
Figure 112019501018087-pat00072
Represents the air density)

In order to maintain the flow rate ratio of the turbine duct and the flow rate control duct to the capacity of the vibration receiving chamber in accordance with the capacity of the turbine to be tested, the loss coefficient of the flow rate valve
Figure 112019501018087-pat00037
),
Figure 112019501018087-pat00065

(Where, △ P v is pressure measuring value of the flow control duct,
Figure 112019501018087-pat00039
Is the flow velocity measurement value of the flow control duct,
Figure 112019501018087-pat00041
Represents the air density)
Wherein the controller receives the average flow rate of the turbine duct and the average flow rate of the flow control duct to obtain a flow rate of each duct and calculates a turbine-to-valve loss coefficient ratio between the turbine loss factor and the valve loss factor
Figure 112019501018087-pat00042
) Is calculated by the following equation,
Figure 112019501018087-pat00043

here,
Figure 112019501018087-pat00066
Represents the turbine loss factor,
Figure 112019501018087-pat00067
Represents the valve loss coefficient,
Figure 112019501018087-pat00068
Represents the flow velocity measurement value in the turbine duct,
Figure 112019501018087-pat00069
Represents the flow velocity measurement value of the flow control duct,
Figure 112019501018087-pat00070
Represents the average flow rate of the turbine duct,
Figure 112019501018087-pat00071
Represents the average flow rate of the flow control duct
The control unit receives the valve performance chart and calculates a valve opening / closing angle (&thetas;) using the turbine-valve loss coefficient ratio and the valve loss coefficient
Figure 112019501018087-pat00044
) Is obtained by using the vibration order chamber.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
시험중 상기 터빈 손실계수가 일정한 경우, 밸브개폐각도를 시험중에 일정하게 유지하여 시험하는 패시브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템.
The apparatus of claim 1,
Turbine chamber test system for vibration frequency casting wave power generation utilizing a passive vibration order chamber to test when the turbine loss factor is constant during the test while maintaining the valve opening / closing angle constant during the test.
제1항에 있어서, 상기 제어부는,
시험중 상기 터빈 손실계수가 일정하지 않을 경우, 터빈 손실계수를 지속적으로 계측하여 목표한 유량비가 유지되도록 밸브개폐각도를 지속적으로 조절하면서 시험하는 액티브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템.
The apparatus of claim 1,
When the turbine loss factor is not constant during the test, the turbine loss coefficient is continuously measured and the valve opening / closing angle is continuously adjusted so as to maintain the target flow rate. Actual sea area test system.
제1항에 있어서, 상기 제어부는
상기 유량비는 상기 각각의 터빈 덕트와 유량제어 덕트에 설치된 유량계를 이용하여 계측하여 상기 계측 오차를 줄이도록 밸브개폐각도를 조절할 수 있는 액티브형 진동수주 챔버를 활용한 진동수주형 파력발전용 터빈 실해역 시험 시스템. The apparatus of claim 1, wherein the control unit
The flow rate is measured using a flow meter installed in each of the turbine ducts and the flow rate control duct, and an active type vibration order chamber is used to adjust the valve opening and closing angle so as to reduce the measurement error. system.
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