KR20230155809A - 원자력 발전소의 해수 여과설비 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원자력 발전소의 해수 여과설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 취수로 일측에 별도의 가이드관로를 마련하고, 해수에 포함된 해양생물이 여과수단에 포집되지 않고 가이드관로를 통해 지속적으로 바다에 빠져나가도록 함으로써, 여과수단의 유로 폐색 및 손상을 방지할 수 있도록 한 원자력 발전소의 해수 여과설비에 관한 것이다.
이를 위해, 바다에 인접한 발전시설을 향해 임의로 형성한 취수로가 제공되고, 발전시설측 취수로와 구획된 가이드관로; 상기 가이드관로와 취수로를 횡단하여 설치되며, 해수에 포함된 해양생물을 가이드관로로 가이드시킬 수 있도록 한 여과수단; 및 상기 가이드관로로 가이드된 해양생물을 발전시설측 취수로 밖으로 배출시킬 수 있도록 설치된 배출펌프를 포함하는 원자력 발전소의 해수 여과설비를 제공한다.

Description

원자력 발전소의 해수 여과설비{Seawater filtration facilities in nuclear power plants}

본 발명은 원자력 발전소의 해수 여과설비에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 취수로로 유입된 해양생물이 취수로 밖 바다에 지속적으로 빠져나가는 방식의 필터링이 이루어지도록 한 원자력 발전소의 해수 여과설비에 관한 것이다.

석탄 또는 석유, 천연가스 등을 태운 열을 이용하는 화력발전소나 우라늄의 핵분열시 발생하는 열을 이용하는 원자력발전소는 증기발생기에서 물을 증기로 만들고, 그 증기의 힘으로 수력발전소의 수차와 같은 역할을 하는 터빈을 돌려 전기를 생산하며, 터빈을 돌린 증기는 복수기에서 냉각, 물로 만들어져 증기발생기로 보내지며, 이때 증기를 물로 다시 만드는 과정에서 냉각수를 사용하게 된다.

그런데 우리나라의 경우, 증기를 물로 만드는 과정에서 소요되는 냉각수를 충분히 공급해 줄 만한 담수시설이 없기 때문에, 대부분의 대규모 발전시설은 다량의 냉각수를 바닷물로 사용하기 위하여 임해지역에 건설된다. 이와 같이 원자로의 냉각수로 사용하기 위한 바닷물 유입을 위한 취수 설비는 도 1에 도시된 바와 같이, 육지와 인접한 바다에 방파제 등을 통한 일정 규격의 취수로(10)를 형성하여 균일한 유속과 유량을 가지는 바닷물의 유입을 도모하고, 이러한 취수로(10)를 통한 바닷물 취수시 각종 해양생물과 부유물 등이 유입되는 되는 것을 방지하기 위한 여과수단(20)이 취수로(10)에 구비된다. 여과수단(20)는 다양한 형태와 구조로 제공되며, 가장 보편적인 여과수단(20)은 취수로(10)를 횡단하는 그물망으로 제공된다.

이와 같이 취수로(10)에 설치된 그물망(20)의 상부에는 그물망(20)에 부력을 작용하기 위한 다수 개의 부의(浮蟻;21)가 등간격으로 다수 개 개재되고, 그물망(20)을 취수로(10)에 고정하는 고정수단의 비교적 단순한 구성으로 제공된다. 이러한 그물망(20)은 해수 흐름 방향에 대하여 수직한 방향으로 취수로(10)를 횡단하여 다중 설치되어, 바닷물에 포함된 특정 규격이상의 각종 해양생물과 부유물을 여과함으로써, 발전설비의 냉각장치로 이물질이 유입되는 것을 방지함을 그 목적으로 한다.

하지만, 상기한 취수로(10)에 설치된 여과수단(20)은 여과 방식 분류상, 전량여과(Deda-end filtration) 방식으로서, 여과 대상물이 취수로(10)에 지속적으로 다량 유입되는 경우, 여과 성능의 한계에 도달하여 유로가 차단되어 해수 유입이 원활하게 이루어지지 못하는 문제가 있다. 또한, 종래의 여과수단(20)은 여과 성능의 한계에 도달하여 여재가 손상됨으로 인해 여과 대상물인 해양생물이나 이물질이 그물망(20)을 통과하여 여과수단(20)으로써의 기능을 상실하는 문제가 있다.

대한민국 등록번호 제10-0463231호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 발전시설측 취수로와 구획된 별도의 가이드관로를 마련하고, 취수로 입구에는 상기 가이드관로를 향해 경사진 여과수단을 설치함으로써 발전시설을 향해 유입되는 해수에 포함된 해양생물이 가이드관로로 가이드된 후 처리됨에 따라 해양생물이 여과수단에 포집되지 않고 바다에 지속적으로 빠져나갈 수 있도록 한 원자력 발전소의 해수 여과설비를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 바다에 인접한 발전시설을 향해 임의로 형성한 취수로가 제공되고, 발전시설측 취수로와 구획된 가이드관로; 상기 가이드관로와 취수로를 횡단하여 설치되며, 해수에 포함된 해양생물을 가이드관로로 가이드시킬 수 있도록 한 여과수단; 및 상기 가이드관로로 가이드된 해양생물을 발전시설측 취수로 밖으로 배출시킬 수 있도록 설치된 배출펌프를 포함하는 원자력 발전소의 해수 여과설비를 제공한다.

이때, 상기 여과수단는 그물망으로 제공된 것이 바람직하다.

또한, 상기 여과수단는 평면에서 봤을 때, 상기 가이드관로를 향해 경사지게 설치된 것이 바람직하다.

또한, 상기 가이드관로와, 바다 사이에는 배출관로가 설치되고, 배출펌프는 가이드관로의 해양생물을 배출관로를 통해 바다로 내보내는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 원자력 발전소의 해수 여과설비는 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명은 해수에 포함된 해양생물이 여과수단에 머물러 포집되는 것이 아니라, 여과수단을 통해 가이드 되어 별도의 가이드관로로 빠져나감에 따라 여과수단의 유로를 폐색시키는 일을 방지할 수 있다. 이에 따라, 본 발명은 발전시설측으로의 해수 유입을 원활하게 유지시킬 수 있으며, 여과수단 손상 및 유지 보수 등의 측면에서 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

도 1은 원자력 발전소의 취수로에 여과수단가 설치된 상태를 나타낸 요부 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력 발전소의 해수 여과설비를 평면에서 나타낸 도면이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 원자력 발전소의 해수 여과설비에 대하여 설명하도록 한다.

원자력 발전시설(50)은 바다에 접하여 시공되고, 원자력 발전시설(50) 앞 바다에는 방파제(60)가 설치된다. 방파제(60)는 원자력 발전시설(50)을 파도로부터 보호함과 동시에 원자력 발전시설(50)의 냉각수로 사용되는 해수 취수를 위한 취수로(10)를 형성한다.

원자력 발전소의 해수 여과설비는 도 2에 도시된 바와 같이 가이드관로(100)와, 여과수단(200)과, 배출펌프(300)와, 배출관로(400)를 포함한다.

가이드관로(100)는 여과 대상물인 해양생물을 포집하기 위한 구성으로써, 발전시설(50) 앞 방파제(60)에 설치되며, 취수로(10)와 구획되는 별도의 시설물로 제공된다. 가이드관로(100)는 그물망으로 제공될 수 있으나, 관체(pipe) 등의 구조물로 제공됨이 바람직하다. 가이드관로(100)는 방파제(60)를 따라 설치되며, 취수로(10)를 향해 개구된 개구부(110)를 형성한다.

여과수단(200)은 취수로(10)를 통해 유입되는 해수에 포함된 해양생물을 걸러내어 가이드관로(100)로 가이드하는 역할을 한다. 여과수단(200)은 해양생물을 걸러내어 포집하고 있는 것이 아니라, 해양생물을 취수로(10) 일측의 가이드관로(100)로 가이드해주는 구성인 것이다. 이와 같이, 본 발명은 여과수단(200)이 해양생물을 머무르게 하지 않고 일측으로 지속적으로 내보내는 여과 방식을 취한다. 여과수단(200)은 십자흐름여과(Cross-flow filtration) 방식의 그물망으로 제공됨이 바람직하며, 취수로(10)를 횡단하여 설치되되 여과수단(200)의 일단부는 발전시설(50)측 육지에 고정되고, 여과수단(200)의 타단부는 가이드관로(100)의 개구부(110)에 고정된다. 이때, 여과수단(200)은 평면에서 봤을 때 해수 흐름 방향에 대하여 가이드관로(100)를 향해 경사지게 설치됨이 바람직하다. 왜냐하면, 해양생물이 가이드관로(100)로 더욱 원활하게 가이드될 수 있도록 하기 위함이다. 여과수단(200)은 해저에 닿게 설치될 수도 있으나, 해저에 닿지 않게 설치되어도 무방하다. 즉, 여과수단(200)이 해저에 닿지 않더라도, 해양생물은 여과수단(200)에 막혀 앞으로 진행하지 못하고 부상(浮上) 하다가 가이드관로(100)로 유입되될 수 있기 때문에 여과수단(200)이 해저에 닿는지는 무방한 것이다.

배출펌프(300)는 가이드관로(100)로 유입된 해양생물을 취수로(10) 밖 바다로 내보내는 역할을 하며, 가이드관로(100)의 단부에 설치됨이 바람직하다. 배출펌프(300)는 특정한 것으로 한정되지는 않으며, 가이드관로(100)에 유입된 해수 및 해양생물을 배출시킬 수 있는 동력장비이면 무방하다.

배출관로(400)는 가이드관로(100)의 해수 및 해양생물이 배출펌프(300)에 의해 바다로 배출되는 관로를 제공하며, 취수로(10)와 바다 사이에 연결된다. 배출관로(400) 역시 특정한 것으로 제공되는 것은 아니지만, 관체임이 바람직하다.

이하, 상기한 구성으로 이루어진 원자력 발전소의 해수 여과설비를 통해 해양생물이 여과되는 작용에 대하여 설명하도록 한다.

해수는 취수로(10)를 따라 발전시설(50)로 유입되고, 해수에 포함된 해양생물도 해수와 함께 취수로(10)를 따라 유입된다. 이때, 해수는 여과수단(200)인 그물망을 통해 발전시설(50)측 취수로로 유입되고, 해양생물은 그물망(200)에 막혀 진행하지 못하다가 경사진 그물망(200)을 따라 가이드되어 가이드관로(100)에 흡입된다. 이때, 가이드관로(100)는 배출펌프(300)에 의해 음압이 발생하고 있으므로, 해양생물은 가이드관로(100)로 원활하게 유입된다. 이후, 가이드관로(100)에 흡입된 해양생물은 배출펌프(300)의 펌핑에 의해 배출관로(400)를 통해 취수로(10) 밖 바다로 배출된다. 이러한 일련의 취수 과정이 반복적으로 수행되며, 그물망(200)에 걸러지는 해양생물은 최소한의 상태가 된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 원자력 발전소의 해수 여과설비는 여과 대상물인 해양생물을 여과수단(200)에 포집하는 것이 아니라 여과수단(200)을 따라 가이드관로(100)를 통해 취수로(10) 밖으로 지속적으로 배출시킬 수 있도록 하였다. 이에 따라, 본 발명은 여과수단(200)의 유로가 해양생물에 의해 폐색되는 것을 방지하여 오랫동안 해수 유입을 원활하게 할 수 있으며, 해양생물에 의해 여과수단(200)이 손상되는 것을 방지하여 여과수단 유지 보수를 위한 기간을 늘릴 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

10 : 취수로 50 : 발전시설
100 : 가이드관로 110 : 개구부
200 : 여과수단(그물망) 300 : 배출펌프
400 : 배출관로

Claims (4)

1. 바다에 인접한 발전시설을 향해 임의로 형성한 취수로가 제공되고,
   발전시설측 취수로와 구획된 가이드관로;
   상기 가이드관로와 취수로를 횡단하여 설치되며, 해수에 포함된 해양생물을 가이드관로로 가이드시킬 수 있도록 한 여과수단; 및
   상기 가이드관로로 가이드된 해양생물을 발전시설측 취수로 밖으로 배출시킬 수 있도록 설치된 배출펌프를 포함하는 원자력 발전소의 해수 여과설비.
2. 제1항에 있어서,
   상기 여과수단는 그물망으로 제공된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 해수 여과설비.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 여과수단는 평면에서 봤을 때, 상기 가이드관로를 향해 경사지게 설치된 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 해수 여과설비.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 가이드관로와, 바다 사이에는 배출관로가 설치되고, 배출펌프는 가이드관로의 해양생물을 배출관로를 통해 바다로 내보내는 것을 특징으로 하는 원자력 발전소의 해수 여과설비.
   
   

Images