Abstract
97% of water on earth exists in the form of seawater. Therefore, the use of marine resources is one of the most important research issues at present. The use of seawater is expanding in various fields (seawater desalination, cooling water for nuclear power plants, deep seawater utilization, etc.). Seawater intake systems utilizing sand filters in order to take in clean seawater are being actively employed. For the intake pipe used in this system, assuring equal intake flows through the respective holes is very important to improve the efficiency of the intake and filtering process. In this study, we analyzed the efficiency of the dual structure perforated pipe used in the seawater intake system using 3D numerical simulations and the inflow rate according to the gap of the up holes. In the case of decreasing gaps in the up holes toward the pipe end, the variation of the total inflow rate was small in comparison with the other cases. However, the standard deviation of the inflow rate through the up holes was the lowest in this case. Also, stable flow occurred, which can improve the efficiency of the intake process. In the future, a sensitivity analysis of the various conditions should be performed based on the results of this study, in order to determine the factors influencing the efficiency, which can then be utilized to derive optimal designs suitable for specific environments.
지구상에 존재하는 물의 97%는 해수로 존재한다. 따라서 해양자원을 어떻게 활용하는 가는 최근 가장 중요한 이슈 중 하나이다. 해수의 이용은 해수담수화, 원자력 발전소의 냉각수, 해양심층수 활용 등 다양한 분야로 확대되고 있다. 깨끗한 해수를 취수하기 위해 여과사를 이용한 해수취수시스템이 활발하게 사용되고 있으며 이러한 시스템에 적용되는 취수관의 경우 각 취수구 별로 균등하게 취수될 때 취수효율뿐만 아니라 여과의 효율도 높일 수 있다. 본 연구에서는 해수취수시설에 적용된 2중관 구조의 취수효율 향상 효과를 3차원 수치모의를 통해 확인하였으며 상부유공의 간격변화에 따른 구간별 취수량을 분석하였다. 그 결과 관 말단부로 갈수록 상부유공의 간격이 감소되는 경우가 전체적인 취수량은 큰 차이가 없었으나 상부유공을 통한 취수량의 구간별 표준편차가 최소로 나타났다. 또한 이 경우에 관내 흐름이 안정적이어서 취수의 효율도 향상되는 것으로 나타났다. 추후 본 연구의 결과를 바탕으로 다양한 조건 및 영향인자에 대한 민감도 분석이 수행된다면 개별 환경에 적합한 최적설계안을 도출하는데 활용될 수 있을 것이라고 생각한다.
