KR20200032998A - 냉각수 거품 제거 장치 - Google Patents

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KR20200032998A
KR20200032998A KR1020180112337A KR20180112337A KR20200032998A KR 20200032998 A KR20200032998 A KR 20200032998A KR 1020180112337 A KR1020180112337 A KR 1020180112337A KR 20180112337 A KR20180112337 A KR 20180112337A KR 20200032998 A KR20200032998 A KR 20200032998A
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정찬종
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한국서부발전 주식회사
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Abstract

본 발명은 냉각수 거품 제거 장치에 관한 것으로, 해결하고자 하는 기술적 과제는 폼펜스와 다공성 스크린이 수면상에 부유하므로, 조수간만의 차이등과 같은 수심 변동에 상관없이 용이하게 배출수 상부에 위치하는 거품과 부유물을 포집하여 제거 하는데 있다.
이를 위해 본 발명은 배수로의 일측변과 직각이 아닌 일정각을 갖도록 일측단이 배수로의 일측변에 밀착 및 고정되어, 배수로를 통해 이동하는 배출수의 수면에 부유하는 거품 및 부유물을 타측단으로 이송 및 포집시키는 폼펜스 및, 폼펜스의 타측단이 일측에 밀착 및 고정되고 배수로의 타측변에 타측이 밀착 및 고정되며, 폼펜스의 타측단으로 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링하는 다공성 스크린을 개시한다.

Description

냉각수 거품 제거 장치{Cooling drainage water bubble removal apparatus}
본 발명은 냉각수 거품 제거 장치에 관한 것이다.
해수를 발전소의 냉각수로 활용하게 되는 경우, 해수 방류구에서 많은 거품이 발생하여, 발전설비를 가동하는데 있어서 지장을 주게 된다. 이는 해수중 다량 함유되어 있는 유기물의 점착성 때문에 발생하게 되는데, 방조제, 조력발전소, 발전소, 소수력발전 출구 등 모든 해수의 방류구에서 발생하는 난류에 의해 공기가 유입되는 구간에서 발생하게 되며, 교량의 교각이나 수면 낙차에 의해서도 발생할 수도 있다.
일예로, 해수가 공급되기 위한 취수구를 통해 해양동식물이 유입되거나 부착될 경우, 열효율이 저하될 뿐 아니라 냉각관의 부식등과 같은 트러블이 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위해서 해수 중에 포함된 염화나트륨(NaCl, 약 3%)을 전기분해과정을 통해 차아염소산나트륨(NaOCl)으로 생산하고, 이를 취수구에 주입 및 살균함으로써, 해수계통의 배관, 복수기 및 열교환기의 튜브에 패류 또는 해조류 등이 부착하거나 성장하는 것을 방지할 수 있다. 그러나 냉각수로 사용된 후 배수구를 통해 배출되는 냉각수 내에 잔류하는 염소로 인해 다량의 거품이 발생되는데 이를 제거하기 위해 화학적 소포제를 일반적으로 사용한다. 그러나, 화학적 소포제를 통해 냉각수에 거품을 제거할 경우, 해양환경관리법상 해양배출을 금지하고 있는 물질인 디메틸폴리실록산등이 생성되어 해양배출을 위해서 추가적인 처리가 요구된다.
또한 발전소의 배수로 근방에 펜스를 설치하여 거품의 확산을 방지할 수는 있으나, 이는 수질오염을 야기 시키는 근본 원인인 거품을 제거하지는 못하는 아쉬움이 있었다.
한편, 상기와 같은 관점에서 안출된 선행특허로 한국공개특허 제 10-2010-0044505 호 "발전소 배수로의 거품발생 방지용 수로구조"가 있으나, 상기 선행특허는 배수로 전체를 새로 구축해야 함으로 기존에 건설된 발전설비에는 적용이 힘들고 적용을 한다고 하더라도 설비비용이 상당한 문제가 있다.
이러한 발명의 배경이 되는 기술에 개시된 상술한 정보는 본 발명의 배경에 대한 이해도를 향상시키기 위한 것뿐이며, 따라서 종래 기술을 구성하지 않는 정보를 포함할 수도 있다.
공개특허 10-2010-0044505
본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 과제는 배수로를 통해 배출되는 오염물질이 포함된 거품 또는 부유물이 해양으로 흘러들어 가는 것을 안정적으로 방지할 수 있는 냉각수 거품 제거 장치를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 해결하고자 하는 다른 과제는 폼펜스와 다공성 스크린이 수면 상에 부유하므로, 조수간만의 차이등과 같은 수심 변동에 상관없이 용이하게 배출수의 상부에 위치하는 거품과 부유물을 포집하여 제거할 수 있는 냉각수 거품 제거 장치를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 냉각수 거품 제거 장치는 배수로의 일측변과 직각이 아닌 일정각을 갖도록 일측단이 상기 배수로의 일측변에 밀착 및 고정되어, 상기 배수로를 통해 이동하는 배출수의 수면에 부유하는 거품 및 부유물을 타측단으로 이송 및 포집시키는 폼펜스 및, 상기 폼펜스의 타측단이 일측에 밀착 및 고정되고 상기 배수로의 타측변에 타측이 밀착 및 고정되며, 상기 폼펜스의 타측단으로 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링하는 다공성 스크린을 포함할 수 있다.
상기 배수로에서 방류구가 위치하는 제1단에서, 상기 배수로의 일측변돠 상기 폼펜스 사이의 일정각은 95 내지 130도 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 다공성 스크린은 파이프 형태의 다수의 관이 밀집된 다공성 구조일 수 있다.
상기 다공성 스크린은 상기 배수로에서 방류구가 위치하는 제1단과 마주보는 전면과, 상기 배수로에서 근해 또는 해양과 인접한 후면을 포함하며, 상기 전면과 후면 사이를 관통하는 다수의 홀을 통해 상기 폼펜스의 타측단으로 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링할 수 있다.
상기 다공성 스크린은 하부에 상기 다공성 스크린을 배출수의 수면으로 부유시키기 위한 다수의 부유부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 냉각수 거품 제거 장치는 배수로를 통해 배출되는 오염물질이 포함된 거품 또는 부유물이 해양으로 흘러들어 가는 것을 안정적으로 방지할 수 있게 된다.
또한 본 발명에 의한 냉각수 거품 제거 장치는 폼펜스와 다공성 스크린이 수면 상에 부유하므로, 조수간만의 차이등과 같은 수심 변동에 상관없이 용이하게 배출수의 상부에 위치하는 거품과 부유물을 포집하여 제거할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 발전소에서 사용된 냉각수가 배출되는 배수로에 장착된 냉각수 거품 제거 장치를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 냉각수 거품 제거 장치의 2부분을 확대 도시한 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
또한, 이하의 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본 명세서에서 "연결된다"라는 의미는 A 부재와 B 부재가 직접 연결되는 경우뿐만 아니라, A 부재와 B 부재의 사이에 C 부재가 개재되어 A 부재와 B 부재가 간접 연결되는 경우도 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부분들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안 됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 다른 영역, 층 또는 부분과 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1부재, 부품, 영역, 층 또는 부분은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2부재, 부품, 영역, 층 또는 부분을 지칭할 수 있다.
"하부(beneath)", "아래(below)", "낮은(lower)", "상부(above)", "위(upper)"와 같은 공간에 관련된 용어가 도면에 도시된 한 요소 또는 특징과 다른 요소 또는 특징의 용이한 이해를 위해 이용된다. 이러한 공간에 관련된 용어는 본 발명의 다양한 공정 상태 또는 사용 상태에 따라 본 발명의 용이한 이해를 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 예를 들어, 도면의 요소 또는 특징이 뒤집어지면, "하부" 또는 "아래"로 설명된 요소는 "상부" 또는 "위에"로 된다. 따라서, "아래"는 "상부" 또는 "아래"를 포괄하는 개념이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 발전소의 방류구에 장착된 냉각수 거품 제거 장치를 도시한 개략도가 도시되어 있다. 또한 도 2를 참조하면, 도 1의 2부분을 확대 도시한 구조도가 도시되어 있다.
도 1에서 도시된 바와 같이 냉각수 거품 제거 장치(100)는 발전소 및 공장등의 방류구를 통해 배출되는 배출수에 포함된 거품 및 부유물 등을 차단 및 제거하기 위해서, 배수로(10)에 장착될 수 있다. 또한 배수로(10)에 장착된 냉각수 거품 제거 장치(100)에 의해 거품 및 부유물 등이 차단 및 제거된 배출수는 근해 또는 해양으로 배출될 수 있다.
상기 발전소 및 공장등의 방류구를 통해 배출되는 배출수는 발전소 및 공장등에 구비된 설비 및 구성의 냉각을 위해 냉각수로 이용된 해수일 수 있다. 상기 냉각수 거품 제거 장치(100)는 배출수에 부유하는 거품 및 부유물을 제거하기 위해서 배수로(10)의 수면상에 부유한 상태를 유지할 수 있다. 즉, 냉각수 거품 제거 장치(100)는 상부 일부는 수면 위로 돌출될 수 있으며, 하부 일부는 수면 아래에 위치할 수 있다.
상기 배수로(10)는 발전소 및 공장 등의 방류구가 위치하는 제1단(10a)의 지대가, 근해 또는 해양이 위치하는 제2단(10b)의 지대에 비해서 더 높은게 바람직하다. 이와 같은 배수로(10)의 지대 차이로 인해서, 방류구에서 배출된 배출수는 배수로(10)의 제1단(10a)으로부터 제2단(10b)으로 유속을 갖고 이동할 수 있다.
상기 냉각수 거품 제거 장치(100)는 배출수에 포함된 거품 및 부유물을 이송 및 포집하기 위한 폼펜스(110)와, 폼펜스(110)의 끝단에 고정되어 폼펜스(110)를 통해 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링 하기 위한 다공성 스크린(120)을 포함할 수 있다. 여기서, 필터링은 다공성 스크린(120)이 배출수에 포함된 거품 및 부유물이 배수로(10)를 통해 해양으로 배출되는 것은 차단하고, 거품 및 부유물이 제거된 배출수를 해양으로 배출시키는 것을 의미한다.
상기 폼펜스(110)는 오염물질이 포함된 거품 및 부유물이 배수로(10)를 통과하는 것을 차단하고, 거품 및 부유물을 다공성 스크린(120)측으로 이송 및 포집할 수 있다.
상기 폼펜스(110)는 부력을 가지며, 거품 및 부유물을 차단하기 위한 펜스 역할을 하는 본체부(111)와 상기 본체부(111)의 부력이 일정하게 유지시키고, 해수면으로부터 대략 수직하게 자리 잡도록 추가적인 장력 및 안전성을 제공하기 위한 스커트 및 밸러스트 체인 역할을 하는 보강 부재(112)를 포함할 수 있다. 상기 보강 부재(112)는 본체부(111)의 하부에 수직하게 위치할 수 있다. 이와같은 보강 부재(112)는 본체부(111)의 하부로 거품 및 부유물이 유출되는 것 또한 방지할 수 있다.
상기 본체부(111)와 보강 부재(112)는 배출수 및 해수와 반응성이 낮은 일체형의 커버층에 의해서 감싸진 형태를 가질 수 있다. 여기서, 본체부(111)는 대략 원기둥 형상으로 수면을 따라 연장될 수 있으나, 본 발명에서 상기 본체부(111)의 형상을 한정하는 것은 아니다.
또한 본체부(111)는 상부 일부가 수면 위로 돌출될 수 있으며, 본체부(111)의 돌출부분에 의해서 거품 및 부유물이 배수로(10)를 통과하는 것을 차단하고, 다공성 스크린(120)측으로 이동될 수 있다.
상기 폼펜스(110)는 일측단(110a)이 배수로(10)의 일측변(10x)에 밀착되도록 고정될 수 있으며, 타측단(110b)이 다공성 스크린(120)에 밀착되도록 고정될 수 있다. 상기 폼펜스(110)는 배수로(10)의 수면을 따라 배수로(10)의 일측변(10x)으로부터 타측변(10y)방향으로 연장될 수 있다.
상기 배수로(10)의 일측변(10x)과 상기 폼펜스(110)의 연장 방향(x)은 직각이 아닌 일정각을 가질 수 있다. 상기 폼펜스(110)는 배수로(10)에 일정각(A)을 갖도록 고정됨으로써 유속을 갖고 흐르는 배출수에 포함된 거품 및 부유물이 폼펜스(110)의 표면을 따라 폼펜스(110)의 타측단(110b)측으로 이송 및 포집될 수 있다. 예를 들어, 일정각(A)은 배수로(10)의 제1단(10a)에서 일측변(10x)과 폼펜스(110)의 연장 방향(x)사이에서 둔각이고, 배수로(10)의 제2단(10b)에서 일측변(10x)과 폼펜스(110)의 연장 방향(x)사이에서 예각일 수 있다. 바람직하게 일정각(A)은 배수로(10)의 제1단(10a)에서 일측변(10x)과 폼펜스(110)의 연장 방향(x)사이에서 95 내지 130도 중 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 일정각(A)이 95도 보다 작을 경우, 배출수에 포함된 거품 및 부유물이 폼펜스(110)의 타측단(110b)측으로 이동이 용이하지 않을 수 있으며, 130도 보도 클 경우, 불필요한 폼펜스(110)의 길이 연장 및 다공성 스크린(120)측으로 거품 및 부유물이 빠른 속도로 집중되어 필터링이 용이하지 않을 수 있다.
상기 다공성 스크린(120)은 파이프 형태의 다수의 관(121)이 밀집된 다공성 구조를 가질 수 있다. 상기 다공성 스크린(120)은 배수로(10)의 제1단(10a)과 마주보는 전면(120x)과, 배수로(10)의 제2단(10b)과 마주보는 후면(120y)을 가질 수 있다. 상기 전면(120x)과 후면(120y)은 서로 평행할 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다.
또한 다공성 스크린(120)은 전면(120x)과 후면(120y) 사이를 연결하는 적어도 하나 이상의 측면을 가질 수 있다. 또한 다공성 스크린(120)은 일측(120a)이 폼펜스(110)의 타측단(110b)에 밀착 및 고정될 수 있으며, 타측(120b)이 배수로(10)의 타측변(10y)에 밀착 및 고정될 수 있다. 또한 다공성 스크린(120)은 일측(120a)에서 전면(120a)과 인접한 영역이 폼펜스(110)의 타측단(110b)에 밀착 및 고정될 수 있다. 또한 폼펜스(110)는 배수로(10)의 제1단(10a)과 마주보는 폼펜스(110)의 전면이 다공성 스크린(120)의 전면(120a)과 동일선상에 위치하거나, 배수로(10)의 제1단(10a)과 인접하게 위치하는 것이 바람직하다. 이는 폼펜스(110)의 전면을 통해 이동 및 포집된 거품 및 부유물이 용이하게 다공성 스크린(120)의 전면(120a)으로 이동되기 위함이다.
상기 다공성 스크린(120)의 전면(120x) 및 후면(120y)은 원형 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 다공성 스크린(120)이 직육면체 형상을 가질 경우, 전면(120x)과 후면(120y)에 대략 직사각형 형상을 가질 수 있으며, 전면(120x)과 후면(120y)사이의 각 변 사이를 연결하는 4개의 측면을 가질 수 있다.
또한 다공성 스크린(120)은 하부에 다공성 스크린(120)을 수면으로 부유시키기 위한 다수의 부유부재(122)를 더 포함할 수 있다. 상기 부유부재(122)는 부력을 가지며, 다공성 스크린(120)을 상기 폼펜스(110)의 본체부(111)의 유사한 위치에 부유 시킬 수 있다. 또한 부유부재(122)는 다공성 스크린(120)의 전면(120x)으로부터 후면(120y)방향으로, 다공성 스크린(120)의 길이와 대응되는 길이로 연장될 수 있다.
또한 다공성 스크린(120)의 전면(120x)과 후면(120y)으로는 파이프 형태의 다수의 관(121)을 관통하는 다수의 홀(121a)이 노출될 수 있다. 즉, 다공성 스크린(120)에 포함된 다수의 관(121)은 전면(120x)으로부터 후면(120y)방향으로 연장될 수 있다. 또한 다수의 관(121)에 구비된 홀(121a)은 다공성 스크린(120)의 전면(120x)과 후면(120y) 사이를 관통하는 홀일 수 있다. 이와 같은 다공성 스크린(120)은 전면(120x)과 후면(120y) 사이를 관통하는 다수의 홀을 통해, 폼펜스(110)를 통해 이송 및 포집된 거품과 부유물을 필터링할 수 있다. 또한 다공성 스크린(120)을 통해 거품과 부유물이 제거된 배출수는 배수로(10)를 통해 근해 또는 해양으로 배출될 수 있다.
즉, 다공성 스크린(120)은 폼펜스(110)를 통해 이동된 거품 및 부유물이 배수로(10)를 통해 이송하는 것을 차단하고, 배출수를 배수로(10)의 제2단(10b)의 근해 또는 해양으로 이송시킬 수 있다. 즉, 냉각수 거품 제거 장치(100)는 배출수에 포함된 거품 및 부유물이 배수로(10)를 통해 유출되는 것을 차단할 수 있다.
상기 폼펜스(110)와 다공성 스크린(120)은 해수 및 배출수에 의해 부식 및 반응하지 않도록 우레탄, 폴리에스터 또는 PVC 재질로 코팅될 수 있다.
또한 냉각수 거품 제거 장치(100)는 폼펜스(110)와 다공성 스크린(120)이 수면상에 부유한 상태를 유지하므로, 조수간만의 차이등과 같은 수심 변동에 상관없이 배수로(10)의 배출수의 상부에 위치하는 거품과 부유물을 포집하여 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 냉각수 거품 제거 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100: 냉각수 거품 제거 장치
110: 폼펜스 120: 다공성 스크린

Claims (5)

  1. 배수로의 일측변과 직각이 아닌 일정각을 갖도록 일측단이 상기 배수로의 일측변에 밀착 및 고정되어, 상기 배수로를 통해 이동하는 배출수의 수면에 부유하는 거품 및 부유물을 타측단으로 이송 및 포집시키는 폼펜스; 및
    상기 폼펜스의 타측단에 일측이 밀착 및 고정되고 상기 배수로의 타측변에 타측이 밀착 및 고정되며, 상기 폼펜스의 타측단으로 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링하는 다공성 스크린을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 냉각수 거품 제거 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 배수로에서 방류구가 위치하는 제1단에서, 상기 배수로의 일측변돠 상기 폼펜스 사이의 일정각은 95 내지 130도 중 선택된 어느 하나인 것은 특징으로 하는 냉각수 거품 제거 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 스크린은 파이프 형태의 다수의 관이 밀집된 다공성 구조인 것을 특징으로 하는 냉각수 거품 제거 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 스크린은 상기 배수로에서 방류구가 위치하는 제1단과 마주보는 전면과, 상기 배수로에서 근해 또는 해양과 인접한 후면을 포함하며,
    상기 전면과 후면 사이를 관통하는 다수의 홀을 통해 상기 폼펜스의 타측단으로 이송 및 포집된 거품 및 부유물을 필터링하는 것을 특징으로 하는 냉각수 거품 제거 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다공성 스크린은 하부에 상기 다공성 스크린을 배출수의 수면으로 부유시키기 위한 다수의 부유부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 냉각수 거품 제거 장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100044505A (ko) 2008-10-22 2010-04-30 한국전력공사 발전소 배수로의 거품발생 방지용 수로구조

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