발전소 소음을 저감하기 위해서는 여러 가지 설비요소의 소음원에 대해 설계단계에서부터 정확한 소음예측을 수행하고, 과도한 소음에 대해서는 효과적이고 경제적인 방음대책의 수립이 필요하다. 이에 본 논문에서는 발전소 지역 및 주변 주택지역을 포함한 소음분포 해석 가능 모델을 제안하고, 주택지역의 소음저감 방법을 수립하였다. 발전소의 주요 소음원에 대한 소음레벨의 측정을 통하여 음향파워레벨을 평가하고, 설계도면 및 지형정보를 이용하여 소음전달에 영향을 주는 지형 및 지물 등을 최대한 상세히 모델에 포함함으로써 발전소 및 주택 지역의 소음분포를 효과적으로 해석할 수 있는 모델을 수립하였다. 수립된 소음 해석 모델의 신뢰성은 주요 위치에서의 소음레벨 해석 결과와 측정 결과를 비교하여 검증하였으며, 이를 바탕으로 신규호기의 증설에 의한 인근 주택지역에서의 소음 영향도를 평가하고, 발전소의 가동 시에 소음환경기준을 만족시키는 방음벽을 제안하였다.
석탄 화력발전소에서 발생되는 바닥재와 준설토를 이용하여 인공경량골재를 제조하였다. 소성 옹도별, 골재 조 성별, 그리고 석회석($CaCO_3$)을 코팅 양별 비교를 통하여 골재 표면에 형성된 융제량의 변화, 비중, 흡수율, 절단면 관찰 등의 골재 물성 비교가 수행되었다. 결론적으로 골재 무게비 $CaCO_3$ 10%를 골재 표면에 코팅하여 표면개질을 암으로써 골재 내부의 거대 기공의 형성을 억제시켜 비중을 조절할 수 있었으며, 표면 융제를 대폭 감소시켜 골재간 융착 현상을 방지할수 있으며, 흡수율 또한 효과적으로 감소시켜 경량골재를 포함한 경량콘크리트 타설시 펌핑 문제를 향상시킬 수 있을 것으로 판단되었다.
국내화력발전소의 비산재를 재활용하고자 결정화유리를 제조하여 그 물리적 특성을 평가하였다. 용융석탄재의 융점을 낮게 하기 위하여 CaO와 유리의 결정화를 유도하기 위하여 TiO$_2$를 첨가하였다. 저융점의 유리를 제조 후, 일단계 열처리 (950~105$0^{\circ}C$에서 30~240분)에 의하여 결정화유리를 제조하였다. 그 결과로, 제조된 결정화유리는 새로운 미세한 결정상(a=7.4480, b=10.2381, c=4.3940 A, $\alpha$=94.9, $\beta$=98.6, ${\gamma}$=108.5$^{\circ}$)을 갖고, 높은 경도(7.1~7.6 GPa)와 고 내마모성을 나타냈다. 이처럼 화력발전소의 비산재와 CaO의 공급원인 조개껍질로 제조된 결정화유리는 자원 재활용, 건축자재로 사용될 수 있는 새로운 응용성을 보여주었다.
화력발전소에서 발생되는 매립회의 지오폴리머 원료화를 위하여 자력선별 공정을 이용하여 자성체와 비자성체로 분리하였으며, 매립회의 입도 및 자석의 세기에 따른 미연탄소의 선별 특성을 관찰하였다. 3000 G 자석을 이용한 세립(0.15~0.84 mm)과 조립(0.84~2.4 mm) 매립회의 자력선별 결과, 매립회는 입도에 상관없이 비자성체의 무게분율과 강열감량이 자성체보다 높게 나타났으며, 세립 매립회의 경우 자석의 세기를 3000 G에서 10000 G로 증가시키면, 약한 자성을 띠는 물질들도 자성체로 분리됨에 따라 자성체의 무게 분율이 급격히 증가되면서 낮은 강열감량에도 불구하고 전체 강열감량의 32.6 wt%의 66.9 %(22.8 wt%)를 차지하였다. 자력 선별된 조립 매립회로 제조된 지오폴리머의 재령일별 압축강도 측정결과, 미연탄이 적게 포함된 자성체로 제조된 지오폴리머의 압축강도가 20 MPa를 나타내었다.
SiC 섬유는 $1800^{\circ}C$까지 불활성과 공기 분위기에서 융해나 산화 문제 없이 사용할 수 있다. SiC 섬유는 분진 필터링 공정의 백필터로 상업화된 산업용 백 필터보다 훨씬 높은 온도인 $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서 사용이 가능하다. 하지만 제강 산업과 화력발전소의 극한 환경에서 미세 분진과의 반응으로 인한 SiC 섬유의 열화에 대한 연구는 부족하다. 따라서 본 실험에서는 SiC 섬유를 제강 분진, 화력발전소 분진과 $500^{\circ}C$ 이상의 고온에서 반응시켜 섬유 표면의 열화된 형상을 SEM으로 관찰하고 섬유 표면 및 내부로의 산소 확산의 정도를 EDS로 분석하였다.
본 연구에서는 (주)한국서부발전의 태안화력발전소에서 생산된 비산재로부터 Li의 용출을 고찰하였다. 본 연구에서는, 반응용액:석탄회 비율, 반응용액의 종류(해수, 증류수), $CO_2$가스의 조건에 따른 Li 용출량을 관찰하였다. 실험 결과, 반응용액의 Li 농도는 고체:용액 비율이 증가함에 따라 계속하여 증가하는 양상을 보였다. 비산재 단위 질량당 Li 용출은 증류수를 사용하였을 때, 그리고 $CO_2$가스의 용해가 제한되었을 때 증가되었으며, 이는 그러한 조건에서 $CaCO_3$의 침전이 억제되었기 때문이다. 해수내 Li의 흡착추출에 방해되는 $Mg^{2+}$도 고체:용액 비를 증가시킴으로써 효과적으로 제거할 수 있었다.
본 연구에서는 화력발전소에서 온배수의 형태로 배출되는 폐열을 히트펌프의 열원으로 이용하여 온실의 난방에 활용할 수 있는 히트펌프 시스템을 설계 제작하였으며, 난방 성능을 분석하여 PE 파이프 열교환기의 설계기준을 제시하고자 하였다. PE 파이프 열교환기의 내경은 20mm, 두께는 2mm였으며, Roll의 직경은 1,000mm로 하였다. 연구결과 PE파이프 열교환기의 적정 길이는 1.0RT당 75m로 설계하는 것이 바람직할 것으로 판단되었으며, 이때 히트펌프시스템의 난방성능계수(COPh)는 3.8로 나타났다.
평택화력발전소 취수구 주변 해역에서 세립질퇴적물의 운반양상을 규명하기 위하여 표층퇴적물과 부유퇴적물에 대한 모니터링을 실시하였다. 표층퇴적물은 동계에는 상대적으로 개방된 북측해역에서 조립하고 남측해역에서 세립한 반면. 하계에는 조석의 영향에 따라 서측해역에서 조립하고 동측해역에서 세립한 퇴적상의 변화를 보인다. 부유퇴적물의 농도는 동계에 높고 하계에 낮았으며, 표층수보다는 중.저층수에서 높은 농도를 보였다. 또한 조석에 따라서는, 조류의 비대칭성에 따라 육지 방향으로 이동되는 양이 바다 방향으로 이동되는 양에 비해 뚜렷하게 많았으며, 낙조에서 창조로 바뀌는 수심이 낮은 창조 초반에 급격히 증가하는 양상을 보였다. 장.단기간에 걸쳐 관측된 부유퇴적물의 순이동률은 3.4$\times$$10^{-3}$ kg.m$^{-2}$ .s$^{-1}$~5.7$\times$$10^{-3}$ kg.m$^{-2}$ .s$^{-1}$범위로 육지쪽 취수구 방향으로 이동되었다. 이와 같은 현상은 취수구 주변에서 육지쪽으로 발생되는 인위적인 흐름과 주변의 인공구조물에 의해 조류의 순환양상이 변화되었기 때문으로 해석된다.
본 논문은 고온 환경의 화력발전소 보일러 내부 점검용 드론 개발을 위한 선행연구로 AirSim을 이용한 고온 환경에서의 시뮬레이션을 통해 드론이 정상적인 비행이 가능한지 검증 하였다. 고온의 비행 환경에서는 공기 밀도, 점성계수 등이 상온과 달라 공력특성이 달라지며 이에 따라 드론의 비행성능 또한 달라진다. 따라서 온도 변화에 따른 프로펠러의 공력 특성의 변화를 확인하기 위해 JBLADE를 통한 프로펠러 해석과 추력 테스트, 전기추진계통 성능예측모델을 통한 동작특성예측을 수행하였다. 그리고 해석 및 성능예측 결과를 AirSim에 적용해 시뮬레이션을 진행하고 결과 분석을 통해 기체 재설계를 진행하였다. 재설계 결과 80℃의 환경에서 호버링 시 필요한 추력을 얻기 위해 재설계 전 최대 출력의 약 65% 사용하던 것이 52%로 감소함을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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