KR102090179B1 - 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 강이나 하천의 소정 지점에 거더 브릿지로서의 지지대 형틀을 설치하는 단계; 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 하우징의 출구부에 수차와, 수차와 회전축을 통하여 연결된 발전기를 하우징 내부에 수납하여 발전기 어셈블리를 제작하는 단계; 상기 하우징의 측면 및 상부에 인접 밀착하여 구조물의 진동을 완화시키고, 인양시 설비 하중을 견디기 위한 측면 및 상부 리브를 설치하는 단계; 지지대 형틀 내부에 설치되기 적합하도록 하우징의 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 케이지를 제작하여 하우징에 고정하는 단계; 및 상기 케이지를 크레인으로 인양하여 지지대 형틀의 공간에 안착시키는 단계를 포함하는, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법을 제공한다.

Description

흐름 유도식 수력발전소 건설 공법{Construction method for water flow driven type hydropower plant}
본 발명은 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 강, 하천 등 수로 또는 유로가 존재하는 지역에 간편하게 설치할 수 있고 유지 보수가 편리한 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법에 관한 것이다.
수력발전은 공급 안정성이 우수하고, 발전 가격이 장기적으로 안정적이고 상대적으로 싸며, 청정 에너지로 소수력 개발의 필요성이 점점 높아지는 상황에서 온난화 방지에 적합한 에너지 기술이다. 기존의 소수력 발전은 주로 물이 높은 곳에서 낮은 곳으로 향해 흐르는 경우 물의 위치에너지인 낙차를 이용하여 터빈 즉 수차가 물속에서 낙차 및 유속에 의해 회전되고, 물밖에 있는 발전기에 의해서 전기 에너지를 발생시키는 방식을 취한다.
그런데, 수력 에너지는 계절에 따라 수자원의 변화가 많고, 유량 및 압력의 변화가 커 일정 출력을 보장하고 효율적인 발전기의 운전을 위해서는 유량, 유속 및 압력의 변화에 따라 발전량을 조절할 수 있는 흐름 유도식 발전 시스템이 필요하다.
흐름 유도식 발전기는 도 1에 도시한 것과 같이 물(W)의 유로에 입구부(10')와, 입구부(10') 보다 단면적이 작은 출구부(8')를 가지며 수로 채널을 형성하는 하우징(H)을 설치하고, 출구부(8')에 수차(12')와, 수차(12')의 회전축에 연결된 발전기(14')를 설치하고, 발전기(14')의 전력을 인버터(18')와 전신주(20')를 통해 송출한다. 하우징(H)에 유입된 물은 단면적이 점점 감소하는 채널을 통해 흐르면서 점차 가속되어 증가한 물의 운동에너지에 의하여 수차(12')가 고속으로 회전된다. 흐름 유도식 발전기에 관하여 출원인은 특허 제10-1932965호에서 입구부의 하부를 개방하고 발전기를 하우징의 외부에 장착한 발전기를 제안하였다.
한편, 수력 발전소의 건설 공법에 대하여 살펴 보면, 기존 낙차 수로식 수력발전소의 경우, 낙차가 크고 경제성 있는 장소를 선정하고, 하천을 가로막아 취수댐을 설치하여 수위를 상승시킨 다음 댐상류부에 취수구(intake)를 설치하여 물을 도수로로 유도하고, 토사가 침전되는 침사지를 건설해야 한다. 나아가, 수로 또는 터널로 이루어지는 도수로를 착공하고, 필요한 경우 유수 우회로 공사를 하고, 조정지(수로 도중 유량변화 조정을 위한 시설물), 조압수조(surge tank), 수압관(penstock)과 방류구(outlet)를 설치해야 한다. 그러나 이러한 공사는 대형이고 장기간이 소요되며 고비용이고, 홍수 등 기상 이변에 취약한 문제가 있다.
흐름 유도식 수력 발전소의 경우 하천에 여러 지지대를 물 속에 수직으로가설하면서 발전 어셈블리를 순서대로 장착하는 공법을 사용하고 있다. 이 공정은 낙차 수로식 발전소의 건설에 비하여 간편하고 저렴하지만, 지지대의 설치가 번거롭고 장시간을 요하는 단점이 있다. 이에, 출원인은 특허 제10-1577723호에서 수로를 마주보고 상부에서 하부를 향하여 레일을 설치하고, 수력 발전기가 레일을 따라 승하강 가능하도록 하여 수중 설치의 편리성을 도모한 공법을 제안하였다.
본 발명은 이상의 개발 경과를 토대로 완성된 것이다.
본 발명은 강이나 하천 등 유로가 존재하는 어느 곳에서도 간편하고 안전하게 시공할 수 있는 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법으로서 상기 공법은: 강이나 하천의 소정 지점에 거더 브릿지로서의 지지대 형틀을 설치하는 단계; 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 하우징의 출구부에 수차와, 수차와 회전축을 통하여 연결된 발전기를 하우징 내부 및 외부에 수납하여 발전기 어셈블리를 제작하는 단계; 상기 하우징의 측면 및 상부에 인접 밀착하여 구조물의 진동을 완화시키고, 인양시 설비 하중을 견디기 위한 측면 및 상부 리브를 설치하는 단계; 지지대 형틀 내부에 설치되기 적합하도록 하우징의 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 케이지를 제작하여 하우징에 고정하는 단계; 및 상기 케이지를 크레인으로 인양하여 지지대 형틀의 공간에 안착시키는 단계를 포함하는, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법을 제공한다.
상기 하우징은 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1케이스와, 제1케이스의 전면으로 수납되어 결합되며 하류로 갈수록 단면적이 더 좁아지는 제2케이스로 이루어지며, 상기 측면리브는 제1케이스에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브 및 제1 세로리브로 이루어지는 제1 측면리브와, 제2케이스에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브 및 제2 세로리브로 이루어지는 제2 측면리브를 포함하며, 제2 측면리브의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 측면 크기에 맞도록 제1 측면리브보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적이 작도록 설치할 수 있다.
상기 상부리브는 제1케이스에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브 및 제1 세로리브로 이루어지는 제1 상부리브와, 제2케이스에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브 및 제2 세로리브로 이루어지는 제2 상부리브를 포함하며, 제2 상부리브의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 상면 크기에 맞도록 제1 상부리브보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적이 작도록 설치할 수 있다.
상기 발전기 어셈블리를 복수 개 제작하고, 각각의 발전기 어셈블리에 대응하는 측면 및 상부 리브와 케이지를 설치하고 각각의 케이지를 병렬로 연결하여 복수의 발전기 어셈블리를 정렬 설치할 수 있다.
상기 케이지를 하우징에 고정하는 단계는 케이지의 양측 상면을 따라 긴 가로대를 설치하고 물의 도입부에 가로대와 일체로 삼각형 형상의 안내부를 설치하여, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “\”형상의 가이드가 형성되도록 할 수 있다.
또한, 본 발명은 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 하우징의 출구부에 수차와, 수차와 회전축을 통하여 연결된 발전기를 하우징 내부 및 외부에 수납하여 발전기 어셈블리를 제작하는 단계; 상기 하우징의 측면 및 상부에 인접 밀착하여 구조물의 진동을 완화시키고, 인양시 설비 하중을 견디기 위한 측면 및 상부 리브를 설치하는 단계; 지지대 형틀 내부에 설치되기 적합하도록 하우징의 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 케이지를 제작하고 케이지 상부의 상하좌우에 종형교와 횡형교로 이루어지는 거더 브릿지를 설치하는 단계 및 상기 케이지를 크레인으로 인양하여 지지대 형틀의 공간에 안착시키는 단계를 포함하는, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법으로서, 상기 공법은 상기 발전기 어셈블리를 복수 개 제작하고, 각각의 발전기 어셈블리에 대응하는 측면 및 상부 리브와 케이지를 설치하고 각각의 케이지를 병렬로 연결하여 복수의 발전기 어셈블리를 정렬 설치하며, 상기 케이지를 하우징에 고정하는 단계는 케이지의 양측 상면을 따라 긴 가로대를 설치하고 물의 도입부에 가로대와 일체로 삼각형 형상의 안내부를 설치하여, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “\”형상의 가이드가 형성되도록 한, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법을 제공한다.
본 발명은 준공 작업이 편리하고 간단하며 신속하고, 유지보수가 편하며, 발전소의 이동이나 해체 작업도 간단하고 폐기물을 남기지 않으므로 친환경적인 수력 발전소를 건설할 수 있다는 효과를 발휘한다.
본 발명은 발전기 어셈블리가 복수 병렬 배열되며 물의 유입이 신속하고 일관되게 유지할 수 있는 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법을 제공한다는 효과를 발휘한다.
도 1은 흐름 유도식 발전기의 개념도;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 지지대 형틀의 구축 공정을 설명하는 도면;
도 3은 흐름 유도식 수력발전소의 발전기 어셈블리의 사시도;
도 4는 도 3에서 측면 리브를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 5는 도 4에서 상부리브를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 6은 도 5에서 케이지를 설치하는 공정을 보인 도면;
도 7은 발전기 어셈블리를 수용한 케이지를 지지대 형틀에 설치하여 최종 완성된 흐름 유도식 수력발전소의 도면;
도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 발전기 어셈블리를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소의 사시도;
도 9는 발전기 어셈블리를 3개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소를 전방(하류쪽)에서 바라 본 사시도, 그리고
도 10은 도 9를 후방(상류쪽)에서 바라 본 사시도이다.
본 발명에 따른 각 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 하나의 예에 불과하고, 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은 각 실시예에 포함되는 개별 구성 및 개별 기능 중 적어도 어느 하나 이상의 조합으로 구성될 수 있다.
본 발명의 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법의 공정을 순서에 따라 도면을 참조로 상세히 설명한다.
<지지대 형틀(100) 구축>
지지대 형틀(100)은 종형교와 횡형교로 이루어지는 거더 브릿지(girder bridge)이다. 강이나 하천의 흐름 중에서 낙차가 크고 경제성 있는 장소를 선정한 다음, 도 2에서와 같이, 하천의 변을 따라 길게 수직으로 한 쌍의 측벽(102)을 설치한다. 각각의 측벽(102)의 일단, 즉 물이 흘러오는 상류부 - 도 2에서는 뒷쪽 - 에 수직 포스트(104)를 일체로 설치한다. 양측의 수직 포스트 사이 중간에 수직 포스트(104)를 더 설치하고 각각의 수직 포스트(104)를 보강대(106)로 연결하여 구조를 보강한다. 상류부의 하부에는 측벽(102)을 가로지르도록 입구벽(108)을 더 설치하여 지지대 형틀(100)을 보강할 수 있다. 지지대 형틀(100)은 콘트리트와 같은 재료로 간단한 구조로 시공되므로 단시간 내에 준공할 수 있다. 지지대 형틀(100)은 물의 유입을 안내하는 게이트의 역할을 한다.
<발전기 어셈블리(10)의 조립>
흐름 유도식 수력발전소의 발전기 어셈블리(10)는, 도 3에서와 같이 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1케이스(14)와 제1케이스(14)의 전면으로 수납되어 결합되며 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제2케이스(14A)로 이루어지는 하우징으로 외관이 규정된다. 제2케이스(14A)의 전방 - 물의 흐름에서는 하류쪽 - 의 출구부(16)에는 수차(20)가 설치된다. 수차(20)는 상세히 도시하지는 않은 회전축을 통하여 발전기에 작동적으로 연결된다. 발전기 어셈블리(10)는 다만 일례를 도시한 것이며, 물의 흐름과 하천 구조, 필요 전력량등의 요소를 고려하여 적절히 어느 것도 채택할 수 있다.
<리브의 설치>
다음, 발전기 어셈블리(10)의 좌우 측면에는 도 4에 도시한 것과 같이 측면 리브(20)를 설치한다. 측면리브(20)는 제1케이스(14)에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브(22a) 및 제1 세로리브(22b)로 이루어지는 제1 측면리브(22)와, 제2케이스(14A)에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브(24a) 및 제2 세로리브(24b)로 이루어지는 제2 측면리브(24)를 포함한다. 제2 측면리브(24)의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 측면 크기에 맞도록 제1 측면리브(22)보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적도 상대적으로 작도록 설계된다.
또, 발전기 어셈블리(10)의 상부에는 도 5에 도시한 것과 같이 상부리브(30)를 설치한다. 상부리브(30)는 제1케이스(14)에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브(32a) 및 제1 세로리브(32b)로 이루어지는 제1 상부리브(32)와, 제2케이스(14A)에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브(34a) 및 제2 세로리브(34b)로 이루어지는 제2 상부리브(34)를 포함한다. 제2 상부리브(34)의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 상면 크기에 맞도록 제1 상부리브(32)보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적도 상대적으로 작도록 설계된다.
측면리브(20)와 상부리브(30)는 철 재질의 앵글 및 파이프로 제작되며, 하우징(12)의 외면을 따라 밀착되어 고정된다.
이들 측면 및 상부리브(20, 30)는 흐름유도 수력발전 시스템 설치 초기에 워터콘에 물이 적층되면서 난류상태가 심해져 구조물의 진동이 발생하는 경우 이 진동을 완화시킨다. 또, 발전설비 인양시 설비의 하중 및 물의 유속과 유량으로 설비 하중의 5~6배 하중이 걸려 구조물의 변형이 발생하여 가동의 트러블 요인이 되는데, 이때 구조물의 변형 방지 기능을 하며, 채널 내부의 유량 증가시 관로압에 견디는 기능을 수행한다.
<케이지(cage; 50)의 제작>
다음, 도 6에 도시한 것과 같이, 발전기 어셈블리(10)를 둘러 케이지(50)를 설치한다. 케이지(50)는 길이가 긴 사면체 형상이며 후방(상류부)은 물의 유입을 위하여 개방된다. 케이지(50)는 하우징(12)의 길이를 따라 각각의 측면에 인접하여 길게 연장 설치된 하부 및 상부바(56,58)와, 각각의 상부 및 하부바(56.58)를 수직 연결하는 4개의 코너바(66)로 외관이 형성된다. 코너바(66) 사이 및 케이지(50)의 하면에는 구조를 견고히 하기 위한 보강바(54)가 전면 및 양측면에 걸쳐 일정한 간격으로 설치된다. 전방의 코너바(66) 사이에는 상부 및 하부 지지바(52a, 52b)가 설치된다. 케이지(50)는 전술한 지지대 형틀(100) 내부에 설치되기 적합하도록 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 제작되는 것이 바람직하다.
측면 및 상부의 보강바(54)로부터는 케이지(50)의 안쪽을 향하여 몇 개의 연결대(62)가 연장되어 하우징(12)에 고정된다. 케이지(50)를 이동시키고 설치할 때 연결대(62)에 의하여 하우징(12)의 측면과 상면이 지지되고 하면은 보강바(54)에 의하여 지지되므로 안정적으로 발전기 어셈블리(10)를 지지할 수 있다. 또 하천의 급류나 홍수 시 발전기 어셈블리(10)가 요동치거나 파손되는 것을 방지할 수 있다.
<수력 발전소의 완성>
도 7은 발전기 어셈블리(10)를 수용한 케이지(50)를 도 2의 지지대 형틀(100)에 설치하여 최종 완성된 흐름 유도식 수력발전소(1)를 도시하고 있다. 제작소에서 케이지(50)까지 조립하고 발전소 설치 현장으로 운반하여 예를 들어 크레인과 같은 기중기를 이용하여 지지대 형틀(100)의 공간에 안착시키면 되므로 준공 작업이 매우 편리하고 간단하며 신속하다. 또, 발전소의 유지보수가 편하며, 발전소의 이동이나 해체 작업도 간단하고 폐기물을 거의 남기지 않으므로 친환경적인 수력 발전소(1)를 건설할 수 있다.
도 7에서, 케이지(50) 상부의 상하 좌우에 종형교(100A)와 횡형교(100B)로 이루어지는 거더 브릿지를 설치하여 케이지를 고정하고, 고정강도를 높임과 동시에 설치, 인양 작업시 작업대 역할을 하도록 한다. 이들 거더 브릿지는 상술한 케이지(50)의 제작 시 설치하는 것도 가능하다. 도 8은 본 발명의 다른 실시예로서 발전기 어셈블리(10)를 2개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소(1)의 사시도이다. 이 경우, 건설 공법은 전술한 실시예와 동일하며, 다만 발전기 어셈블리(10)의 폭을 절반으로 줄여 2개 제작하여 분할 설치한다는 점이 다르다. 발전기 어셈블리(10)의 병렬 연결은 전기회로의 병렬 연결과 같은 효과를 가져온다. 각각의 발전기 어셈블리(10)는 전체 전력량의 절반을 생산하며 따라서 전력 수요가 크지 않을 때는 하나의 어셈블리(10)의 작동을 중지하는 제어 등으로 효율적으로 전력 공급을 조절할 수 있다. 또, 발전기 어셈블리(10) 마다 그리드를 독립 연결하여 송전 라인을 구축함으로써 여러 곳에 전력을 공급할 수 있다. 도 7과 마찬가지로 케이지(50) 상부의 상하좌우에 종형교(100A)와 횡형교(100B)로 이루어지는 거더 브릿지를 설치하여 좌우 케이지를 고정함과 동시에 병렬 발전기를 구조적으로 하나로 일체화하여 고정강도를 높리고 있다.
<지지대 형틀(100) 없는 병렬형 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법>
이하에서는 전술한 실시예와 달리, 지지대 형틀(100) 없는 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법에 대하여 설명한다. 이러한 공법은 하천의 깊이가 낮은 경우에 특히 적합하다.
도 9는 발전기 어셈블리(10)를 3개 병렬로 연결하여 설치한 흐름 유도식 수력발전소(1)를 전방(하류쪽)에서 바라 본 사시도, 도 10은 후방(상류쪽)에서 바라 본 사시도이다.
강이나 하천의 흐름 중에서 유량이 많고 유속이 빠른 장소를 선정한 다음, 선정 장소의 강이나, 하천의 양쪽 횡단 육상에 콘크리트와 같은 재료로 간단한 구조로 시공한 고정 지지대를 준공한다.
도시한 것과 같이 지지대 형틀(100)과 같은 하천 가설 구조는 필요하지 않으며, 발전기 어셈블리(10)의 폭을 1/3로 줄여 3개 제작하여 하천에 직접 설치하고 있다. 건설 공법은 기본적으로 전술한 실시예들과 동일하지만, 다음의 점에서 상이하다.
즉, 케이지(50) 제작 공정의 후반부에서, 케이지(50)의 양측 상면을 따라 긴 가로대(300)를 설치하고 물의 도입부에 가로대(300)와 일체로 직각 삼각형 형상의 안내부(302)를 설치한다. 하천 좌우의 가로대(300)에 인접해서는 육상에 위치하는 고정지지대(400)를 더 설치할 수 있다. 이 경우 수력 발전소(1)의 최종 조립 시, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “\”형상의 베인(vane)과 동일한 기능을 하는 가이드가 형성된다. 따라서 수력발전소(1)를 향하여 유입되는 물을 최대로 신속히 도입할 수 있으며, 특히 안내부(302)의 경사면에 의하여 물을 초기에 가속할 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 가로대(300)와 안내부(302)가 더 부설되어 지지대 형틀(100)의 역할을 겸할 수 있으므로 하천 가설 구조는 불필요하다.
당업자라면 이상의 베인 기능을 이용하는 수력 발전소(1)는 병렬형 뿐만 아니라 하나의 발전기 어셈블리(10)를 설치하는 경우에도 적용할 수 있음을 이해할 것이다. 또 지지대 형틀(100)을 준공하는 경우에도 베인 구조를 자유로이 적용할 수 있음은 당연하다.
본 발명은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능하며 이들도 모두 본 발명의 권리범위에 속한다..

Claims (6)

  1. 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법으로서 상기 공법은:
    강이나 하천의 소정 지점에 거더 브릿지로서의 지지대 형틀을 설치하는 단계;
    하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 하우징의 출구부에 수차와, 수차와 회전축을 통하여 연결된 발전기를 하우징 내부 및 외부에 수납하여 발전기 어셈블리를 제작하는 단계;
    상기 하우징의 측면 및 상부에 인접 밀착하여 구조물의 진동을 완화시키고, 인양시 설비 하중을 견디기 위한 측면 및 상부 리브를 설치하는 단계;
    지지대 형틀 내부에 설치되기 적합하도록 하우징의 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 케이지를 제작하여 하우징에 고정하는 단계; 및
    상기 케이지를 크레인으로 인양하여 지지대 형틀의 공간에 안착시키는 단계를 포함하며,
    상기 하우징은 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1케이스와, 제1케이스의 전면으로 수납되어 결합되며 하류로 갈수록 단면적이 더 좁아지는 제2케이스로 이루어지며, 상기 측면리브는 제1케이스에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브 및 제1 세로리브로 이루어지는 제1 측면리브와, 제2케이스에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브 및 제2 세로리브로 이루어지는 제2 측면리브를 포함하며, 제2 측면리브의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 측면 크기에 맞도록 제1 측면리브보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적이 작도록 설치한, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 상부리브는 제1케이스에 부착되기 위한 복수의 제1 가로리브 및 제1 세로리브로 이루어지는 제1 상부리브와, 제2케이스에 부착되기 위한 복수의 제2 가로리브 및 제2 세로리브로 이루어지는 제2 상부리브를 포함하며, 제2 상부리브의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 상면 크기에 맞도록 제1 상부리브보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적이 작도록 설치한, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 발전기 어셈블리를 복수 개 제작하고, 각각의 발전기 어셈블리에 대응하는 측면 및 상부 리브와 케이지를 설치하고 각각의 케이지를 병렬로 연결하여 복수의 발전기 어셈블리를 정렬 설치한, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법.
  5. 제 1항 또는 제 3항에 있어서, 상기 케이지를 하우징에 고정하는 단계는 케이지의 양측 상면을 따라 긴 가로대를 설치하고 물의 도입부에 가로대와 일체로 삼각형 형상의 안내부를 설치하여, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “\”형상의 가이드가 형성되도록 한, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법.
  6. 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 하우징의 출구부에 수차와, 수차와 회전축을 통하여 연결된 발전기를 하우징 내부 및 외부에 수납하여 발전기 어셈블리를 제작하는 단계;
    상기 하우징의 측면 및 상부에 인접 밀착하여 구조물의 진동을 완화시키고, 인양시 설비 하중을 견디기 위한 측면 및 상부 리브를 설치하는 단계;
    지지대 형틀 내부에 설치되기 적합하도록 하우징의 상류와 하류에 걸쳐 폭과 길이가 일정한 긴 사면체 형상으로 케이지를 제작하고 케이지 상부의 상하좌우에 종형교와 횡형교로 이루어지는 거더 브릿지를 설치하는 단계 ; 및
    상기 케이지를 크레인으로 인양하여 지지대 형틀의 공간에 안착시키는 단계를 포함하는, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법으로서, 상기 공법은
    상기 발전기 어셈블리를 복수 개 제작하고, 각각의 발전기 어셈블리에 대응하는 측면 및 상부 리브와 케이지를 설치하고 각각의 케이지를 병렬로 연결하여 복수의 발전기 어셈블리를 정렬 설치하며,
    상기 케이지를 하우징에 고정하는 단계는 케이지의 양측 상면을 따라 긴 가로대를 설치하고 물의 도입부에 가로대와 일체로 삼각형 형상의 안내부를 설치하여, 물의 상류를 향하여 확개된 “v” 또는 “/” 또는 “\”형상의 가이드가 형성되도록 하고,
    상기 하우징은 하류로 갈수록 단면적이 좁아지는 제1케이스와, 제1케이스의 전면으로 수납되어 결합되며 하류로 갈수록 단면적이 더 좁아지는 제2케이스로 제작하고,
    상기 리브를 설치하는 단계는, 복수의 제1 가로리브 및 제1 세로리브로 이루어지는 제1 측면리브를 상기 제1케이스에 부착하는 단계와, 복수의 제2 가로리브 및 제2 세로리브로 이루어지는 제2 측면리브를 상기 제2케이스에 부착하는 단계를 포함하며, 제2 측면리브의 각각의 리브는 하류로 갈수록 작아지는 하우징의 측면 크기에 맞도록 제1 측면리브보다 작은 길이와 높이를 가지며, 리브 사이의 그리드 면적이 작도록 설치한 단계를 더 포함하는, 흐름 유도식 수력발전소의 건설 공법.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102375271B1 (ko) * 2021-03-10 2022-03-16 주식회사 리오에너지 양방향 유속증속 수력발전장치
WO2022107913A1 (ko) * 2020-11-19 2022-05-27 소진대 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법
KR102578054B1 (ko) * 2023-02-24 2023-09-14 주식회사 리오에너지 하천에 연속설치되는 모듈화된 수력발전시스템 및 그 설치공법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014122731A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 株式会社音力発電 発電システム
KR20150092482A (ko) * 2014-02-05 2015-08-13 윈드로즈(주) 수로발전 장치
KR101885293B1 (ko) * 2017-01-31 2018-08-03 (주)삼원밀레니어 덕트형 수중터빈장치 및 이를 구비한 복합 풍력발전기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014122731A1 (ja) * 2013-02-05 2014-08-14 株式会社音力発電 発電システム
KR20150092482A (ko) * 2014-02-05 2015-08-13 윈드로즈(주) 수로발전 장치
KR101885293B1 (ko) * 2017-01-31 2018-08-03 (주)삼원밀레니어 덕트형 수중터빈장치 및 이를 구비한 복합 풍력발전기

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022107913A1 (ko) * 2020-11-19 2022-05-27 소진대 흐름 유도식 수력발전소 건설 공법
KR102375271B1 (ko) * 2021-03-10 2022-03-16 주식회사 리오에너지 양방향 유속증속 수력발전장치
KR102578054B1 (ko) * 2023-02-24 2023-09-14 주식회사 리오에너지 하천에 연속설치되는 모듈화된 수력발전시스템 및 그 설치공법

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