양수발전소 설계

소개글

양수발전소 설계에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1.양수발전소의 원리

2.설계 조건

3.설계 과정

4.설계과제 및 계산

본문내용

□ 목 차
1.
양수발전소의 원리
2.
설계 조건
3.
설계 과정
4.
설 계 과 제 및 계 산
1. 양수발전소의 원리
보통의 수력발전소는 발전에 사용한 물을 흘려보내지만, 양수발전소는 아래쪽 강이나 저수지의 물을 끌어올려 이용하는 발전소이다. 얼핏 생각하면 경제성이 없는 발전소로 느껴질 수 있다.
일반 가정에서는 밤이 되면 전등을 사용하므로 전력의 수요도 밤에 많을 것이라고 생각하지만 사실은 그렇지 않다. 대량으로 전력을 필요로 하는 곳은 공장이기 때문이다. 따라서 공장이 일제 가동하는 시간은 오전 10시부터 오후 5시까지 전력수요가 가장 많다.
그러나 발전소 입장에서 보면 전력의 수요에 관계없이 일정한 발전량을 유지해야 한다. 전력의 사용량이 절반으로 줄었다고 해서 발전량을 줄이거나 정지하는 것은 그리 간단하지 않다. 끊임없이 일정한 발전량을 유지해야 가장 효율이 좋은 것이다. 그런데 야간이 되면 전력이 남기 때문에 발전량을 줄여야 하는 경우도 생긴다.
양수발전소는 하부저수지와 상부저수지를 만들어 주간의 전력의 수요가 많을 때는 상부저수지의 물로 보통의 수력발전소처럼 발전을 한다. 그리고 사용한 물은 하부저수지에 저장해 두었다가 약간이나 휴일과 같이 전력이 남아 돌 때, 화력발전소나 원자력발전소의 전력을 이용하여 물을 상부저수지로 퍼올린다. 이 경우 수차의 펌프로 발전기를 모터로 역이용하는 것도 가능하기 때문이다.
2. 설 계 조 건
Ⅰ. 문제조건
여름철 전력수요가 급증할 때 피크 전력수요를 맞추기 위하여, 다음의 산 정상에 있는 분지에 저수지를 만들어 전력수요가 적은 야간에 강으로부터 물을 퍼 올리고, 전력수요가 많은 주간에 이물을 터빈을 통해 흘러서 발전하는 양수발전소를 설계하려고 한다.
Ⅱ. 주어진 조건
① 총괄 펌프유량 : 60,000gal/min
② 산 정상에 있는 분지의 높이 : 장산(634m) X 0.8 = 507.2m
③ 배관 pipe와 사용 pipe fittings 조건 : 24in Schedule 160 강관 2개
④ 펌프 효율 : 70%
⑤ 터빈의 효율 : 85%
3. 설 계 과 정
Ⅰ.설치장소 : 장산(634m)∼수영강(양수위치: 수영3호교)
Ⅱ.설계도면
(예).청송 양수 발전소
4. 설 계 과 제 및 계 산
※ 주어진 값에 대한 수치 계산
① 24 in. Schedule 160 강관(Steel pipe) 수치 계산
② 낙동강 물에 대한 물성
- 겨울철(12월) 평균 수온 : 40℉
1). 총괄 펌프 유량이 60,000gal/min일 때 양수에 필요한 펌프동력(단위 : hp와 kW)을 구하시오.
① 먼저 강관 1개의 대한 흐름을 계산
(강관 1개당 유량 : 30,000gal/min)
② 강관 내에서 흐름에 대해 판단하기 위해 Reynolds 수를 구한다
③ Bernoulli Equation식의 변형
베루누이식을 위의 조건으로 정리하면
④ 마찰값 계산
⑤변형된 베르누이식에서
⑥펌프 전체에 필요한 동력 계산
2).퍼 올린 물 전부를 주간에 같은 배관을 통해 내려 보낼 때 터빈에서 발전되는 전력(단위 : hp와 kW)을 계산하시오.
터빈에서 발전되는 전력 : 3303.8hp(2465.4kW)
3). 이 양수 발전소의 총괄효율(단위: %)을 계산하시오.
터빈으로부터 얻은 동력
=
2465.4kW
총괄효율 =
= 0.043
펌프에 필요한 동력
56767kW
양수 발전소의 총괄효율 : 4.3%

키워드

양수발전소,   유체역학,   설계