• 한국유체기계학회 논문집
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• 제5권2호
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• pp.73-80
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• 2002

운영 자료의 조사$\cdot$분석을 위해 수도권 광역상수도의 취수장, 가압장 및 정수장들을 발문하여 각 펌프장에서 관리하고 있는 운전일보, 기기이력카드 등과 한국수자원공사에서 발간하는 월보 및 년보와 각 단계별 실시설계 보고서 및 준공도소를 수집하여 통계 처리한 결과를 요약하여 보면 다음과 같다. 각 단계별 수도권 광역상수도의 취수량 및 송수량은 운영을 시작한 초기부터 1990년까지 증가하다가 점점 수량이 감소하는 추세이다. 팔당 1 취수펌프장은 계획 취수량의 $95.5\%$, 2 취수펌프장은 $89.8\%$를 공급한 후 계속 감소되었고 설계 시 $100\%$의 용수량을 만족시키지 못하고 있다. 이러한 현상은 최근 IMF로 인하여 건설경기 둔화와 용수 수요량이 감소하였을뿐만 아니라 지방자치단체별로 취수펌프장을 독자적으로 건설하여 수요량 감소가 심화되었기 때문인 것으로 판단된다. 각 단계별 광역상수도 중 펌프의 운전토출압력과 운전흡입압력으로 부터 전양정을 계산하여 보면 설계된정격양정보다 낮은 수치인 저양정$\cdot$대유량으로 운전되고 있음을 알 수 있다. 이러한 운전은 캐비테이션을 발생시키고 이로 인하여 임펠러에 침식이나 균열이 발생하여 10년에 한번씩은 임페러를 교체한 것으로 나타났다. 그리고 펌프의 교체 주기는 $15\~20$년인 것으로 조사되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권5B호
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• pp.459-467
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• 2006

본 연구에서는 화력발전소 순환수취수로의 유량증가가 취수펌프장 흐름에 미치는 영향을 해석하고 개선하기 위하여 수리 및 수치모형실험을 수행하였다. 수치모형실험결과에 의하면 화력발전소 순환수취수로의 유량이 증가하면 취수로내의 유속과 순환수취수 펌프장의 연직방향와도가 증가하여 순환수취수 펌프장내의 와류발생가능성이 크게 증가하는 것을 알 수 있었다. 수리모형실험을 수행하여 순환수취수펌프장 유입부의 수면 근처 흐름은 거의 균등한 유량 배분이 이루어지고 반면에, 바닥 근처의 흐름은 유량 배분이 균등하게 이루어지지 못하여 취수펌프장내에서 역류현상이 발생하는 것을 밝혀냈다. 삼각형 도류벽을 취수펌프장 유입부에 설치하여 유속분포의 불균일성을 제거할 수 있었고 역류발생문제를 제거하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권8호
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• pp.631-643
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• 2005

신설될 복합화력발전소 취수펌프장 계획안에 대하여 수치 및 수리모형실험을 수행하고 순환수취수펌프운영에 문제를 발생시킬 가능성이 발견되면 개선안을 도출하는 것이 본 연구의 목적이다. 수리모형은 1:20의 크기로 아크릴을 이용하여 제작되었고 2차원 수치모형실험은 RMA2모형을 이용하였다. 수리 및 수치모형실험의 결과를 평가하기 위하여 취수로 및 취수펌프장내 흐름에 대한 평가기준을 설정하였다. 복합화력발전소 취수펌프장의 계획안에 대한 2차원 수치모형실험을 통하여 얻어진 연직방향 와도를 수리모형실험결과와 비교하여 흐름평가기준의 하나인 와류발생 가능성을 평가하였다. 계획안은 취수펌프장내에서 큰 규모의 와류가 발생하여 순환수취수펌프운영에 문제를 발생시킬 수 있을 것으로 판단되었다. 이에 따라서 9개 개선안이 고안되어 수치모의되었다. 9개중 4개의 개선안에 대하여 수리모형실험이 수행되었다. 수리모형실험에 근거하여 4개의 개선안의 하나가 최종개선안으로 제시되었다. 공간적인 제약조건이 있는 순환수취수펌프장 및 취수로 설계의 경우 격벽과 도류벽을 이용하면 순환수취수펌프장의 흐름상황을 개선할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.16-21
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• 2001

The field tests on the waterhammer were carried out for PalDang intake pumping station of the metropolitan water supply 5th stage project. The pumping station was equipped with the pump control valve as the main surge suppression device and the surge relief valve as auxiliary. However, the pump control valve had not been early controlled in the planned closing mode, and the slamming occurred to the valve which abruptly closed during the large reverse flow. Because the pressure wave caused by the pump failure was superposed on the slam surge, the upsurge increased so extremely that the shaft of the valve was damaged. It was desirable that the surge relief valve was installed in the pumping station or near the pump exit for the delay of response. After reforming the oil dashpot of the pump control valve, the sliming disappeared and the measured pressure was in fairly good agreement with the results of simulation. In case of three pumps for ${\phi}2,600$ pipeline being simultaneously tripped, the pressure head in the pumping station increased to 95.6 m, and the upsurge caused by the emergency stop of four pumps for ${\phi}2,800$ pipeline was 89.6m. We concluded that the pumping station acquired the safety and reliability for the pressure surge.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.54-58
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• 2015

인간이 생활하는데 필요한 전기를 생산하는 시설 중 하나인 화력발전소의 발전수차를 냉각시키기 위하여 많은 양의 냉각수를 바다에서 취수하게 되는데, 이 과정 중에서도 특히 흡입수조(Intake Basin)에서 흡입펌프(Suction Pump)를 통과하는 단계가 매우 중요하다. 흡입수조의 형상과 펌프운용조건 등에 의하여 흡입구(Bell Mouth)에 접근하는 유동이 비대칭일 경우 흡입구 주변에서 선회류가 발생하거나 유속분포가 비균일?비대칭이 되기 쉽다. 그러면 선회류가 더욱 악화되어 볼텍스(Vortex)로 발달되면 취수 펌프에 악영향을 준다. 또한 볼텍스의 발생은 흡입수조의 형상뿐만이 아니라 낮은 수위일 경우 수면과 흡입구의 거리가 짧아지면서 자유수면볼텍스 또는 수중볼텍스가 발생할 확률이 높아지게 된다. 본 연구에서 수리모형시험을 통하여 펌프 조합 및 수위 변화에 따른 볼텍스의 발생여부를 파악하고 볼텍스 저감장치를 고안하였다.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.52-58
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• 2000

The numerical study on the waterhammer was carried out for the intake pumping station of the metropolitan water supply 6th stage project. Because the waterhammer problems as a result of the pump power failure were the most important, these situations were carefully investigated. The surge tank and the stand pipes effectively protected the tunnels md the downstream region of pipeline from the pressure surge. In case the moment of inertia of the pump and motor was above $5080\;kg{\cdot}m^2$, the column separation did not occur in the pipeline between the pumping station and the inlet of 1st tunnel. As the moment of inertia increased, the pressure surges decreased in the pipeline conveying raw water. The pump control valve was chosen as the main surge suppression device for the intake pumping station. After power failure, the valve disc should be rapidly closed in 2.5 seconds and controlled the final closure to 15 seconds by the oil dashpot. If the slamming happened to the pump control valve, there was some danger of this system damaging. As the reverse flow through the valve increased, the upsurge extremely increased.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제15권6호
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• pp.70-76
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• 2012

Recently, because people are taking a great interest in the water supply system and the related facilities are getting larger, the surge suppression is very important problem. The waterhammer occurs when the pumps are started or stoped for operation or tripped due to the power failure. As the waterhammer problems as a result of the pump power failure were very serious, these situations were carefully investigated. Accordingly, we carried out both numerical simulations and field tests to confirm the safety of Juam intake pumping station in which had the in-line pumps. In this paper, it was reviewed that the water supply system has the reliability on the pressure surge, in case the air chambers were installed at both the inlet and the oulet of the in-line pumping station. From the numerical simulations, we found that negative pressure occurred at the inlet disappeared and high pressure occurred at the outlet reduced due to the air chambers. And these results of numerical simulations verified by the field tests. The field tests carried out in case of normal start, normal stop, one and two of pumps emergency stop. By results of simulations and field tests, we are sure that Juam intake pumping station in which have the air chambers is safe for the waterhammer. In addition, we suggested the operation methods of facilities for safe maintenance of the pumping station.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.831-832
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• 2015

K-water에서는 대청댐 하류의 용수를 취수하여 대청광역 계통에 1일 98만㎥을 공급할수 있는 현도취수장을 운영하고 있다. 취수장에는 고압전동기 10대가 운영되고 있으며, 장시간 연속운전 및 하절기 주위온도 상승 등으로 권선온도가 상승되어 설비의 안전성 문제가 제기되어 왔다. 취수펌프동 실내온도 및 고압전동기 권선온도 저감을 위해 펌프동 배기시스템 운영시간 변경 및 고압전동기 냉각 흡기덕트 설치 등의 개선 노력으로 권선온도 저감은 물론 에너지절감 및 기기의 수명연장 등 설비 운영의 안전성을 확보한 연구결과이다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2004년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.193-198
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• 2004

펌프장 흡입수조에서 발생되는 보텍스의 구조를 Sump Model Test와 PIV 방법을 수행하여 보텍스 발생여부를 검증한 결과는 아래와 같다. 1) 현장조사의 결과 취수장 대부분의 흡수정 구조가 유체역학적으로 보텍스를 발생시키는 구조였음을 알 수 있었으며 흡수정의 형태를 흡입구와 수문이 일직선으로 되어 있는 토목구조를 가진 펌프장이 경유는 보텍스 발생이 비교적 적었음을 알 수 있었다. 이는 토목구조의 설계가 펌프과정에 따른 흡수정 내의 유동장을 고려하여 볼 때 매우중요하다는 것을 알 수 있다. 2) JSME S 004-1984를 토대로 1/8 모델내에서 모형수리실험을 수행한 결과 현장에서 발견된 결과와 같이 예측되었다. 또한, 모든 상사조건 일치에서 수위나 운전대수 및 호기조합에 따라 정도의 차이는 있으나 모든 경우에 보텍스가 심하게 발생하고 있음을 알 수 있었다. 3) PIV 실험에서 볼 수 있듯이 자유표면 보텍스는 $\sharp$1 호기와 $\sharp$3 호기에서 주로 발견되었는데 이는 $\sharp$3 호기 흡입구 바로 전방에 있는 취수구의 영향으로 강한 회전흐름이 수조 내에서 형성되기 때문으로 보여진다. 4) 보텍스의 발생은 펌프 소음발생 임펠러 수명 및 성능에 나쁜 영향을 주기 때문에 반드시 Anti Vortex Device를 설치하여 보텍스의 발생을 저감시켜야 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.580-589
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• 2019

인도네시아는 전력 공급이 매우 부족한 현실에 처해 있으며, 이에 대한 해결책으로 화력발전소 건설 계획이 증가하고 있다. 화력발전소는 발전에 수반되는 엔진과 장비의 과열을 식히기 위해 냉각수 계통을 필요로 하며, 냉각수 계통 중 순환수 취수펌프장(circulating water pump chamber)은 일반적으로 ANSI (1998) 기준에 따라 설계된다. 본 연구에서는 인도네시아 K-석탄화력발전소의 순환수취수펌프장이 현장 여건상 ANSI (1998)의 확산각 설계기준 $20^{\circ}$를 만족시킬 수 없어, 수리적으로 안정된 흐름 및 구조물이 되도록 3차원 수치모형실험을 수행하였다. 수치모형으로 Flow-3D 모형을 이용하였다. Flow-3D 모형의 적용성을 검토하기 위해 Rodi (1997)의 사각형 구조물 주변에 형성되는 흐름 연구 결과와 금회 수치해석 결과를 비교하였다. 수치해석에서 도출된 종방향 유속 분포는 잘 일치함을 보여주고 있다. 순환수취수펌프장 내 설계유속을 만족시키기 위해 유속 저감에 유리한 사각형 형태의 배플을 적용하였다. 순환수취수펌프장으로 유입되는 유속이 1.5 m/s ~ 2.5 m/s로 분포되는 경우, 배플에서 분리흐름의 각도는 약 $15^{\circ}{\sim}20^{\circ}$로 발생하였다. 이를 고려하여 분리흐름 각도 이하로 하류에 배플을 배치함으로 Inlet bay 설계유속 0.5 m/s 이하를 만족시켰다.