심층수 취수용 라이저의 연결부 형상과 두께 변화에 따른 구조적 거동 분석

Abstract

최근 전세계가 화석연료의 고갈 및 기후 변화에 따른 위기의식을 공감하면서, 이에 대응하기 위해 교토의정서가 발표되고 각국의 이산화탄소 배출저감이 의무화 되었다. 이에 대한 방안으로 우리나라는 이산화탄소 배출량은 2020년 배출전망치 대비 30% 이상 감축하는 목표를 수립하고 있다. 이를 위해 우리나라는 신재생에너지 이용비율을 2008년 2.7%에서 2030년까지 11%로 확대할 계획이다(Kim et al., 2011). 시범플랜트는 1.0MW급 발전 기준으로 설계중이며, 이를 위해서 심층수 취수관의 직경이 1.2~1.5m 이상 확보되어야 한다. 도한 심층수 취수관의 길이가 1,000m 에 달하며 이를 일체형으로 만들기는 불가능하다. 따라서 취수관의 연결부는 필수적이다. 여러가지 연결부 형상이 있으며, 심층수 취수관의 설치환경에서 어떤 형태의 연결부가 가장 유리한지 판단하는 것은 매우 중요하다. 또한 심층수 취수관의 재료의 선정도 중요하다. 강(steel)으로 취수관을 만들기에는 1,000m에 달하는 수직길이에 대해 상부구조에서 자중을 감당하기 어려우며 내식성이 좋지 않다. FRP는 유리 및 탄소 섬유 등으로 강화된 복합재료로서 뛰어난 기계적 특성과 내식성을 가지고 있다. 비중 또한 강에 비해 약 1/4정도로 가벼우며, 대형 구조부의 일체 성형도 가능하다. 따라서 본 연구는 심층수 취수관의 두께 및 연결부 형상에 따른 구조적 거동 특성을 분석하고, 설치환경에 대하여 취수관의 최적 두께 제시 및 가장 유리한 연결부 형상을 제시하고자 한다.감축하는 목표를 수립하고 있다. 이를 위해 우리나라는 신재생에너지 이용비율을 2008년 2.7%에서 2030년까지 11%로 확대할 계획이다(Kim et al., 2011). 시범플랜트는 1.0MW급 발전 기준으로 설계중이며, 이를 위해서 심층수 취수관의 직경이 1.2~1.5m 이상 확보되어야 한다. 도한 심층수 취수관의 길이가 1,000m 에 달하며 이를 일체형으로 만들기는 불가능하다. 따라서 취수관의 연결부는 필수적이다. 여러가지 연결부 형상이 있으며, 심층수 취수관의 설치환경에서 어떤 형태의 연결부가 가장 유리한지 판단하는 것은 매우 중요하다. 또한 심층수 취수관의 재료의 선정도 중요하다. 강(steel)으로 취수관을 만들기에는 1,000m에 달하는 수직길이에 대해 상부구조에서 자중을 감당하기 어려우며 내식성이 좋지 않다. FRP는 유리 및 탄소 섬유 등으로 강화된 복합재료로서 뛰어난 기계적 특성과 내식성을 가지고 있다. 비중 또한 강에 비해 약 1/4정도로 가벼우며, 대형 구조부의 일체 성형도 가능하다. 따라서 본 연구는 심층수 취수관의 두께 및 연결부 형상에 따른 구조적 거동 특성을 분석하고, 설치환경에 대하여 취수관의 최적 두께 제시 및 가장 유리한 연결부 형상을 제시하고자 한다.