KR101955851B1 - 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템 - Google Patents

발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템 Download PDF

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강신섭
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한국중부발전(주)
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Abstract

본 발명은 발전소 방류 냉각수의 발생 거품이 유출되지 않도록 거품을 가두는 폼팬스의 길이방향을 따라 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누고, 각 구역에 대응되는 상기 폼팬스의 표면에 각각 설치되어 각 구역에 쌓인 거품을 흡입하는 복수의 석션유닛; 상기 복수의 석션유닛에 각각 연결되어 흡입된 거품을 바다의 심층으로 이송시키는 이송라인; 상기 이송라인에 구비되고 상기 각 구역에 쌓이는 거품 양에 따라 적어도 하나의 석션유닛으로 거품을 흡입하는 펌프유닛; 및 상기 펌프유닛의 구동을 제어하는 제어부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템을 제공한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 발전소 방류 냉각수의 발생 거품을 물리적으로 흡입하여 바다의 심층에 배출함으로써 거품이 침전, 확산, 자연 용해 처리됨에 따라 거품을 화학적 소포제를 사용하지 않아도 됨으로써 경제적이고 보다 친환경적으로 거품을 제거할 수 있는 효과가 있다. 또한, 거품이 집중적으로 쌓이는 구역의 펌프를 선택적으로 구동시켜 거품을 보다 효율적으로 제거할 수 있고 아울러 시스템 운용비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템 {Foam Removal System Generated By Circulating Water Discharged From A Power Plant}
본 발명은 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 발전소 방류 냉각수의 발생거품을 물리적으로 흡입, 처리하여 화학적 소포제 사용량을 감소시키거나 제로화시킴으로써 환경을 보호하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템에 관한 것이다.
발전소 효율향상을 위해 사용되는 해수 냉각수는 방류수 수류의 충돌로 인해 해수속의 단백질 및 다당류의 표면장력을 근원으로 하는 거품이 발생된다.
거품 발생원인은 조석, 유기물질 농도 (동·식물 플랑크톤 사체 및 분체, 기원성 고분자 단백질) 및 수온에 따라 발생하나 거품이 유해물질이라는 잘못된 인식이 확산되고, 10일 이상 꺼지지 않고 해안에 잔류하여 미관을 해치게 되자 인근 지역 주민 및 환경단체에서 민원을 제기하고 있다.
거품 방지책으로 방류수에 소포제를 투입하여 거품 발생량을 감소시키고 있으나 유해성 논란이 대두되고,(2016. 08. 발전소의 디메틸폴리실록산계 소포제 사용이 전국 이슈화 / 현재는 알콜성 소포제로 교체하여 사용) 환경보전 정책이 강화됨에 따라 화학소포제 사용을 지양하고 있다.
따라서, 화학적 방법 문제 및 유해성 논란이 있는 소포제 사용량 저감 또는 제로화를 위해 발생된 거품을 물리적으로 흡입하는 기술이 요구되고 있다.
(특허문헌 1) 한국 공개특허 제10-2014-0025062호(2014.03.04. 공개)
(특허문헌 2) 한국 등록특허 제10-0696604호(2007.03.19. 공고)
본 발명은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명의 목적은 발전소 방류 냉각수의 발생 거품을 물리적으로 흡입하여 바다의 심층에 배출함으로써 거품이 침전, 확산, 자연 용해 처리되게 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템을 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템은 발전소 방류 냉각수의 발생 거품이 유출되지 않도록 거품을 가두는 폼팬스의 길이방향을 따라 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누고, 각 구역에 대응되는 상기 폼팬스의 표면에 각각 설치되어 각 구역에 쌓인 거품을 흡입하는 복수의 석션유닛과, 상기 복수의 석션유닛에 각각 연결되어 흡입된 거품을 바다의 심층으로 이송시키는 이송라인과, 상기 이송라인에 구비되고 상기 각 구역에 쌓이는 거품 양에 따라 적어도 하나의 석션유닛으로 거품을 흡입하는 펌프유닛과, 상기 펌프유닛의 구동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 펌프유닛은 상기 이송라인에 각각 구비되는 복수의 펌프와, 상기 펌프의 선단에 구비되어 상기 이송라인의 개폐를 제어하는 MOV밸브를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 복수의 구역 중 거품이 쌓인 구역에 대응되는 상기 펌프를 구동시켜 상기 거품이 쌓인 구역의 상기 석션유닛으로 거품을 흡입하도록 상기 펌프유닛의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 상기 복수의 펌프 중 선택되는 어느 하나의 펌프를 구동시켜 상기 복수의 구역 중 선택되는 어느 하나의 구역의 상기 석션유닛으로 거품을 흡입하도록 상기 펌프유닛의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
이에 더하여 상기 폼팬스의 구역별 거품의 양 및 거품이 쌓이는 위치를 실시간으로 확인하기 위해 영상을 촬영하는 영상획득부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 제어부는 상기 영상획득부로부터 촬영된 영상을 받아서 거품 제거 관리 서버에 디스플레이되도록 제어신호를 전송하고, 상기 거품제거 관리 서버로부터 전송된 신호를 받아 상기 펌프유닛의 구동을 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제어부는 기존의 거품 패턴을 추출하여 거품 패턴 데이터를 저장하고, 상기 영상획득부로부터 실시간으로 전송된 영상 정보와 상기 저장된 거품 패턴 데이터를 비교하여 비교결과에 따라 상기 펌프유닛의 구동을 자동 제어하는 것을 특징으로 한다.
이에 더하여 상기 석션유닛의 선단에는 거품의 흡입 이상 유,무를 확인하는 차압계 또는 유량계가 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 석션유닛은 폼팬스의 표면에 설치되는 PVC관과, 상기 PVC관에 일정한 간격으로 구비되는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하며, 상기 제어부는 상기 노즐의 온(on)/오프(off)를 각각 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노즐은 직경을 조절하여 거품의 흡입양을 조절할 수 있는 가변형 노즐로 구비되거나, 설치 및 보수가 용이하도록 상기 PVC관의 홀에 걸리는 후크형 노즐로 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 발전소 방류 냉각수의 발생 거품을 물리적으로 흡입하여 바다의 심층에 배출함으로써 거품이 침전, 확산, 자연 용해 처리됨에 따라 거품을 화학적 소포제를 사용하지 않아도 됨으로써 경제적이고 보다 친환경적으로 거품을 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누어 각 구역의 거품을 제거하고, 거품이 집중적으로 쌓이는 구역에 펌프를 선택적으로 구동시켜 거품을 보다 효율적으로 제거할 수 있으며, 아울러 시스템 운용비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템의 전체적인 구성을 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템에서 각 구역의 이송라인과 연결된 펌프유닛의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템의 제어 구성도.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템에서 석션유닛의 노즐형태를 도시한 예시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템에서 석션유닛의 선단에 차압계가 설치된 상태를 도시한 예시도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템의 영상획득부의 설치 상태 및 거품제거 관리 서버의 모니터링 상태를 도시한 예시도.
이하의 본 발명에 대한 상세한 설명들은 본 발명이 실시될 수 있는 실시 예이고 해당 실시 예에 대한 예시로써 도시된 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시하기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한 각각의 기재된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다.
따라서 후술되는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 적절하게 설명된다면 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명에서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다. 또한 명세서에 기재된 "…부", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시 예에 따른 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템은 발전소 방류 냉각수의 발생 거품이 유출되지 않도록 거품을 가두는 폼팬스의 길이방향을 따라 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누고 각 구역에 쌓인 거품을 흡입하도록 각 구역에 위치하는 폼팬스의 표면에 설치되는 복수의 석션유닛(200)과, 복수의 석션유닛에 각각 연결되어 흡입된 거품을 바다의 심층으로 이송시키는 이송라인(300)과, 이송라인에 구비되고 각 구역에 쌓이는 거품 양에 따라 적어도 하나의 석션유닛으로 거품을 흡입하는 펌프유닛(400)과, 펌프유닛의 구동을 제어하는 제어부(500)를 포함하여 구성된다.
먼저, 폼팬스(100)는 강이나 호수 또는 바다에 부양되어 발전소 방류 냉각수의 낙차에 의해 발생되는 거품이 유출되지 않도록 거품을 포집하는 울타리를 형성한다. 여기서, 폼팬스(100)는 셕션유닛을 장착하기 위한 부력제의 뜻을 포함한다.
그리고, 울타리를 형성한 폼팬스(100)의 길이방향을 따라 거품 흡입지역을 복수의 구역(A구역, B구역, C구역)으로 나누고, 각 구역에 대응되는 폼팬스의 표면에 거품을 흡입하는 석션유닛(200)이 각각 설치된다. 예를 들어, A구역과 대응되는 폼팬스의 제 1 구간에 제 1 석션유닛(201)이 설치되고, B구역과 대응되는 폼팬스의 제 2 구간에 제 2 석션유닛(202)이 설치되며, C구역과 대응되는 폼팬스의 제 3 구간에 제 3 석션유닛(203)이 설치된다.
석션유닛(200)은 PVC관(210)에 복수개의 노즐(220)이 일정한 간격으로 구비된다. 여기서, 제어부(500)는 노즐(220)의 온(on)/오프(off)를 각각 제어할 수 있으며, 노즐(220)을 선택적으로 개방하여 거품의 흡입량을 조절할 수도 있다.
또한, 노즐(220)은 거품의 흡입량을 조절할 수 있는 가변형 노즐(220a)로 구비될 수도 있고, 설치 및 보수를 용이하게 하기 위해 PVC관의 홀에 걸리는 후크형 노즐(220b)로 구비될 수도 있다.
도 4에 도시된 바와 같이 가변형 노즐(210a)은 거품을 흡입하는 노즐의 직경을 조절하여 거품의 흡입량을 조절할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 후크형 노즐(210b)은 홀에 걸리는 타입이여서 노즐의 교체 및 보수를 용이하게 하되, 노즐의 사이즈를 바꿔서 거품의 흡입량을 조절한다.
그리고, 도 6에 도시된 바와 같이 석션유닛(200)의 선단에는 거품의 흡입 이상 유,무를 확인하는 차압계(230)가 설치될 수 있다. 즉, 구역마다 설치된 석션유닛(200)의 선단에 차압계(230)가 설치되어 각 구역마다 거품의 흡입상태를 확인할 수 있다. 또한, 석션유닛(200)의 선단에는 차압계 대신 유량계(미도시)가 설치되거나 차압계와 함께 유량계가 설치되어 거품의 흡입량을 확인할 수도 있다.
그리고, 각 구역마다 설치되어 거품을 흡입하는 석션유닛(200)에는 흡입된 거품을 바다의 심층으로 이송시키는 이송라인(300)이 연결된다. 예를 들어 제 1 석션유닛(201)의 PCV관에는 노즐로 흡입된 거품을 이송시키는 제 1 이송라인(301)이 연결되고, 제 2 석션유닛(202)의 PVC관에는 노즐로 흡입된 거품을 이송시키는 제 2 이송라인(302)이 연결되며, 제 3 석션유닛(203)의 PVC관에는 노즐로 흡입된 거품을 이송시키는 제 3 이송라인(303)이 연결된다.
그리고, 석션유닛(200)과 이송라인(300)의 배출구 사이에는 적어도 하나의 석션유닛(200)으로 거품을 흡입하는 펌프유닛(400)이 구비된다.
다시 도 2 및 도 3으로 되돌아가서, 펌프유닛(400)은 복수의 이송라인에 각각 연결되는 복수의 펌프(401,402,403)와, 펌프의 선단에 구비되어 복수의 이송라인의 개폐를 제어하는 MOV밸브(420)를 포함하여 구성된다. 즉, 펌프유닛(400)은 이송라인(300)을 통해 각 구역에 설치된 석션유닛(200)과 연결된다.
그리고, 제어부(500)는 복수의 구역 중 거품이 쌓인 구역에 대응되는 펌프를 구동시켜 거품이 쌓인 구역의 석션유닛으로 거품을 흡입하도록 펌프유닛(400)의 구동을 제어한다. 예를 들어 A구역에 거품이 쌓이면 제 1 펌프(401)를 구동시켜 제 1 이송라인(301)과 연결된 제 1 석션유닛(201)으로 A구역에 쌓인 거품을 흡입하고, B구역에 거품이 쌓이면 제 2 펌프(402)를 구동시켜 제 2 이송라인(302)과 연결된 제 2 석션유닛(202)으로 B구역에 쌓인 거품을 흡입하며, C구역에 거품이 쌓이면 제 3 펌프(403)를 구동시켜 제 3 이송라인(303)과 연결된 제 3 석션유닛(203)으로 C구역에 쌓인 거품을 흡입한다. 즉, A,B,C 모든 구역에 거품이 쌓이면 제 1, 제 2, 제 3 펌프(401,402,403)를 동시에 구동시켜 거품을 전체적으로 동시에 흡입할 수도 있고, 복수의 구역 중 거품이 쌓인 구역만 그 구역에 대응되는 펌프를 구동시켜 거품을 흡입할 수도 있다.
또한, 제어부(500)는 MOV밸브(420)의 개폐를 제어하여 복수의 펌프 중 선택되는 어느 하나의 펌프를 구동시켜 복수의 구역 중 선택되는 어느 하나의 구역의 석션유닛으로 거품을 흡입하도록 제어할 수 있다. 보다 자세히 설명하면 펌프 1대로 A구역, B구역, C구역의 거품을 흡입할 수 있다. 예를 들어, 제 1 펌프(401)가 고장 났을 경우, 제 2 펌프(402) 또는 제 3 펌프(403)로 제 1 구역의 거품을 흡입할 수 있는 것이다.
여기서, 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누고, 각 구역에 석션유닛을 설치하는 이유는 바다의 경우, 간조 및 만조 때 거품이 쌓이는 위치가 다르고, 거품이 폼 펜스의 센터(휘어지는 부분)쪽부터 쌓이는 현상이 있으며, 계절, 날씨, 간만의 차 등에 따라 거품 발생량 및 거품이 폼팬스에 쌓이는 위치가 수시로 바뀌기 때문에 거품을 효율적으로 제거하기 위함이다.
이에 더하여 도 7에 도시된 바와 같이 폼팬스의 구역별 거품의 양 및 거품이 쌓이는 위치를 실시간으로 확인하기 위해 영상을 촬영하는 영상획득부(600)가 구비된다.
영상획득부(600)는 폼팬스의 구역별 영상을 실시간으로 촬영하여 제어부(500)에 전송하고, 제어부(500)는 영상획득부(600)로부터 촬영된 영상 정보를 받아서 거품제거 관리 서버(700)에 전송한다. 그리고, 거품제거 관리 서버(700)는 제어부(500)로부터 받은 영상 정보를 디스플레이하여 관리자가 모니터링할 수 있게 한다. 그리고, 관리자는 영상의 모니터링을 통해 거품이 쌓인 구역의 펌프를 가동시키는 신호를 제어부(500)에 전송하고, 제어부(500)는 거품제거 관리 서버로부터 전송된 신호를 받아 거품이 쌓인 구역의 펌프를 구동시켜 선택되는 구역의 거품을 흡입하여 제거한다.
이처럼, 거품제거 관리서버(700)에서는 영상획득부(600)에 촬영된 영상을 실시간으로 모니터링하여 원격으로 거품이 쌓인 구역의 펌프를 구동시킴으로써 구역별 거품을 선택적으로 제거할 수 있게 된다.
또한, 제어부(500)는 기존의 거품 패턴을 추출하여 거품 패턴 데이터를 저장하고, 영상획득부(600)로부터 실시간으로 전송된 영상 정보와 저장된 거품 패턴 데이터를 비교한 다음 비교결과에 따라 펌프유닛(400)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 계절, 날씨, 간만의 차 등을 고려한 거품의 면적, 거리, 부피 등을 이용하여 각 구역별 기존의 거품 패턴을 분석하고, 분석을 통해 추출된 거품 패턴 데이터를 저장한 다음 영상획득부로부터 확보된 영상과 저장된 거품 패턴 데이터가 일치하거나 확보된 영상의 거품이 저장된 거품 패턴의 거품 양보다 많은 구역의 펌프를 구동시킴으로써 자동으로 구열별 거품을 선택적으로 제거할 수 있는 것이다.
이하에서는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품이 본 발명의 거품 제거 시스템의 운전을 통해 어느 정도 제거되는지 현장에서 실험한 테스트 결과이다.
( 실험 1 )
먼저, 아래의 그림은 거품 제거 시스템의 운전 전(a)의 상태와 운전 후(b)의상태를 도시한 것이다.
1. 펌프 운전 전/후
Figure 112018031657869-pat00001
< (a) 펌프 운전 전 (b) 펌프 운전 후 >
(b)의 화면을 보면 제 2 구역의 거품을 제 1 펌프와 제 2 펌프를 이용하여 흡입하고 있다. 즉, 복수의 구역 중 선택된 한 구역의 거품을 2 대의 펌프를 이용하여 흡입하였다.
2. 거품 흡입 테스트
거품 흡입 테스트는 1차 테스트와 2차 테스트를 진행하였으며, 1차 테스트와 2차 테스트는 각기 다른 날 진행되었다.
Figure 112018031657869-pat00002
<1차 거품 흡입 테스트 (펌프 2대 기동 / 1시간)>
위의 ①,②,③,④의 사진은 거품이 가장 많이 쌓인 제 2 구역의 거품을 펌프 2대를 가동하여 1시간 동안 흡입한 상태를 나타내고 있다.
Figure 112018031657869-pat00003
<2차 거품 흡입 테스트 (펌프 2대 기동 / 1시간 30분)>
위의 ①,②,③,④의 사진은 1차 테스트를 한날과 다른날 거품이 가장 많이 쌓인 제 2 구역의 거품을 펌프 2대를 가동하여 1시간 30분 동안 흡입한 상태를 나타내고 있다.
1차, 2차 테스트 결과, 제 2 구역에 쌓인 거품이 많이 제거된 상태를 확인하였다.
이하에서는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품이 본 발명의 거품 제거 시스템의 운전을 통해 시간대별 거품 제거 상태와, 펌프의 가동 수에 따른 거품 제거 상태, 그리고 운전정지시의 거품 상태와 운전시작에 따른 거품 상태를 3일 동안 현장에서 실험한 테스트 결과이다.
날짜 시간 거품 사진 비고


3/6

17시
Figure 112018031657869-pat00004

17시 거품 사진

3/6

~ 3/7

18:40 ~ 09:10
Figure 112018031657869-pat00005

펌프 2대 / B, C 존 흡입

















3/7

09:10 ~ 10:10
Figure 112018031657869-pat00006

펌프 1대 / B, C 존 > B존 흡입


10:10 ~ 11:10
Figure 112018031657869-pat00007

펌프 1대 / B존 흡입


11:10 ~ 12:10
Figure 112018031657869-pat00008

펌프 1대 / B존 흡입


12:10 ~ 13:10
Figure 112018031657869-pat00009

펌프 1대 / B존 흡입
13:10 ~ 13:30 펌프 운전 중지


13:30 ~ 14:30
Figure 112018031657869-pat00010

펌프 운전 중지 1시간 후
거품 사진


14:30 ~ 15:30
Figure 112018031657869-pat00011

펌프 운전 중지 2시간 후
거품 사진


15:30 ~ 16:30
Figure 112018031657869-pat00012

펌프 운전 중지 3시간 후
거품 사진


16:30 ~ 17:00
Figure 112018031657869-pat00013

펌프 운전 중지 3시간 30분 후
거품 사진
17:05 펌프 운전 시작


17:05 ~ 18:10
Figure 112018031657869-pat00014

펌프 1대 / B존 흡입


18:10 ~ 19:10
Figure 112018031657869-pat00015

펌프 1대 / B존 흡입

3/7
~
3/8

19:10 ~ 09:00
Figure 112018031657869-pat00016

펌프 2대 / B존 흡입







3/8

09:00 ~ 10:00
Figure 112018031657869-pat00017

펌프 1대 / B존 흡입


10:00 ~ 11:00
Figure 112018031657869-pat00018

펌프 1대 / B존 흡입


11:00 ~ 12:00
Figure 112018031657869-pat00019

펌프 1대 / B존 흡입
테스트 완료
[표 1]에 나타낸 바와 같이 3/6일 17시 거품사진을 보면 폼팬스에 가두어진 거품의 양이 많아 거품이 폼팬스를 월류하고 있었고, 펌프 2대를 이용하여 3/6일 18:40 ∼ 3/7일 09:10까지 B구역과 C구역의 거품을 흡입하였다. 거품이 어느 정도 제거되어 거품이 폼팬스를 월류하지 않게 되자 3/7일 09:10 ∼ 13:10까지 펌프 1대를 이용하여 거품이 있는 B구역을 흡입하였다. 그리고, 3/7일 13:10 ∼ 17:00까지 펌프 운전을 중지시켜 거품이 쌓이는 상태를 확인하고, 17:05부터 펌프 운전을 시작하여 19:10까지 펌프 1대를 이용하여 B구역의 거품을 흡입하였다. 그리고, 19시 이후부터 거품량이 많아지기 시작하였으며 펌프 2대를 이용하여 19:10 ∼ 3/8일 09:00까지 거품량이 많은 B구역의 거품을 흡입하였으며, 거품량이 적어지자 09:00 ∼ 12:00까지 펌프 1대를 이용하여 B구역의 거품을 흡입하였다.
이처럼 3일 동안 거품의 상태를 테스트 결과, 대부분 B구역에 거품이 가장 많이 쌓이는 모습을 보였고, 거품량이 많아지는 만조 때(대략 전날 19시부터 다음날 오전9시)에는 펌프 2대를 이용하여 B구역 또는 B구역과 C구역의 거품을 흡입하였으며, 거품량이 적어지는 간조 때(오전 9시부터 오후 19시)에는 펌프 1대를 이용하여 B구역의 거품을 흡입하였더니 거품을 효과적으로 제거할 수 있었고, 아울러 운용 효율을 높일 수 있었다. 여기서, 바닷물은 보통 하루에 두 번씩의 만조와 간조가 생기며, 해역에 따라서는 만조와 간조가 하루에 1회밖에 일어나지 않는 경우도 있다. 하루에 2회씩 일어나는 현상을 반일주(semi-diurnal), 1회씩 일어나는 현상을 일주(diurnal)라고 하는데, 일주 때에는 간조와 다음 간조까지의 간격이 24시간 50분이고, 반일주 때에는 12시간 25분이며, 간조는 보통 매일 50분씩 늦게 나타난다. 따라서, 간조와 만조의 시간은 매일 달라질 수 있다.
그리고, 석션유닛으로 흡입된 거품은 이송라인을 따라 바다의 심층으로 배출된다.
( 실험 2 ) 바다 속 거품 배출 테스트
먼저, 거품 흡입 및 배출이 잘되는지 수면위에 거품을 배출하여 배출상태를 확인하였다.
테스트 장소는 물이 깨끗한 소수력 발전에서 방류하는 곳에서 진행하였고, 테스트 전 거품 상태 확인, 거품 흡입 및 배출이 잘 되는지 확인, 수면 위에 배출된 거품 상태를 확인하였다.
테스트 결과 거품 배출은 잘 되는 것을 확인하였고, 거품이 배출되어 수면 위에 떠있는 거품은 용해되지 않고 수면위에 떠 있는 상태로 이동하였다.
이처럼, 수면 위에서 거품의 흡입 및 배출상태를 테스트한 다음 노즐로 흡입된 거품을 바다 속에 배출시켜 수면 위로 거품이 발생되는지를 테스트 하였다.
[ 1차 테스트 ]
▶ 노즐에 2m 간격으로 테이프를 감아 수심 check
▶ 노즐 끝에 약 30kg 추를 달고 테스트
▶ 배출 압력과 물의 압력에 의해 수심 4m 이상 내려가지 않음
▶ 이에 수심 4m 에서 1h 동안 거품 배출 테스트 진행
Figure 112018031657869-pat00020
< 수심 4m 거품 배출 테스트 >
[ 결과 ]
■ 거품 배출시 물이 뿌옇게 발생되면서 일부 거품이 수면위로 올라오지만 그 양은 소량임
■ 또한 이 거품은 폼 펜스에 쌓여 있는 거품과는 다르며 일반 바다에서 파도치면 발생되는 거품으로 보임
■ 이러한 이유는 소수력에서 방류하는 유속에 의해 거품이 퍼지면서 용해되는 것으로 사료됨
■ 1h 동안 관찰한 결과 거품이 수면위로 발생하지 않고 사진에서 보는 바와 같이 펌프 off시 수면 위에 거품이 없는 것을 확인함
[ 2차 테스트 ]
▶ 1차 테스트와 마찬가지로 노즐에 2m 간격으로 테이프를 감아 수심 check
▶ 노즐 끝에 약70∼80kg 추를 달고 테스트
▶ 배출 압력과 물의 압력에 의해 수심 7m 이상 내려가지 않음
▶ 이에 수심 7m 에서 3h 동안 거품 배출 테스트를 진행한 결과 1차 테스트 때와 마찬가지로 수면위로 거품이 대부분 발생하지 않음
[ 결론 ]
2차례에 걸쳐 테스트한 결과 거품 배출시 흙탕물처럼 뿌옇게 발생되나 일부 거품만 수면 위로 발생될 뿐 대부분 유속에 의해 퍼져나가 용해되는 것을 확인할 수 있었다.
따라서, 흡입된 거품을 바다 속에 배출시켰을 때, 거품이 침전, 확산, 자연 용해처리 되어 수면 위로 발생하지 않았으며, 이로 인하여 거품을 화학적 소포제 사용하지 않아도 됨으로써 경제적이고 보다 친환경적으로 거품을 제거할 수 있게 되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니한다. 즉, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가지는 자라면 첨부된 특허청구범위의 사상 및 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능하며, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정은 균등물들로 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주 되어야 할 것이다.
100: 폼팬스 200: 석션유닛
201: 제 1 석션유닛 202: 제 2 석션유닛
203: 제 3 석션유닛 210: PVC관
220: 노즐 220a: 가변형 노즐
220b: 후크형 노즐 230: 차압계
300: 이송라인 301: 제 1 이송라인
302: 제 2 이송라인 303: 제 3 이송라인
400: 펌프유닛 401: 제 1 펌프
402: 제 2 펌프 403: 제 3 펌프
420: MOV밸브 500: 제어부
600: 영상획득부 700: 거품제거 관리 서버

Claims (12)

  1. 발전소 방류 냉각수의 발생 거품이 유출되지 않도록 거품을 가두는 폼팬스의 길이방향을 따라 거품의 흡입지역을 복수의 구역으로 나누고, 각 구역에 대응되는 상기 폼팬스의 표면에 각각 설치되어 각 구역에 쌓인 거품을 흡입하는 복수의 석션유닛; 상기 복수의 석션유닛에 각각 연결되어 흡입된 거품을 바다의 심층으로 이송시키는 이송라인; 상기 이송라인에 연결되고 상기 각 구역에 쌓이는 거품 양에 따라 적어도 하나의 석션유닛으로 거품을 흡입하는 펌프유닛; 상기 폼팬스의 구역별 거품의 양 및 거품이 쌓이는 위치를 실시간으로 확인하기 위해 영상을 촬영하는 영상획득부; 상기 영상획득부로부터 전송된 영상정보를 받아서 거품 제거 관리 서버에 전송하고 상기 거품 제거 관리 서버로부터 제어신호를 받아 상기 펌프유닛의 구동을 제어하거나, 기존의 거품 패턴을 추출하여 거품 패턴 데이터를 저장하고 상기 영상획득부로부터 전송된 영상정보와 상기 저장된 거품 패턴 데이터를 비교하여 비교결과에 따라 상기 펌프유닛의 구동을 자동 제어하는 제어부;를 포함하되,
    상기 펌프유닛은 상기 이송라인들의 개폐를 제어하는 MOV밸브와 상기 MOV밸브에 의해 개방된 이송라인을 통해 상기 석션유닛에 흡입력을 제공하는 복수의 펌프를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 거품 제거 관리 서버로부터 전송된 제어신호에 따라 또는 데이터 비교결과에 따라 상기 MOV밸브를 모두 개방하고 상기 복수의 펌프를 모두 구동시켜 모든 구역의 거품을 동시에 흡입하거나 상기 MOV밸브를 선택적으로 개방하고 상기 복수의 펌프 중 선택되는 펌프를 구동시켜 상기 복수의 구역 중 선택되는 구역의 거품을 흡입하도록 제어하는 것을 특징으로 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 석션유닛의 선단에는 거품의 흡입 이상 유,무를 확인하는 차압계 또는 유량계가 설치되는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 석션유닛은 폼팬스의 표면에 설치되는 PVC관과, 상기 PVC관에 일정한 간격으로 구비되는 복수개의 노즐을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 노즐의 온(on)/오프(off)를 각각 제어하는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐은 직경을 조절하여 거품의 흡입양을 조절할 수 있는 가변형 노즐로 구비되는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 노즐은 설치 및 보수가 용이하도록 상기 PVC관의 홀에 걸리는 후크형 노즐로 구비되는 것을 특징으로 하는 발전소 방류 냉각수에 의해 발생된 거품 제거 시스템.








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