KR200144748Y1 - 조립식 조력발전소 잠수형 댐의 구조 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 고안이 속한 기술분야

조립식의 조력발전소 잠수형 댐에 관한 것임.

2. 고안이 해결하려고 하는 기술적 과제

발전기의 설치 위치를 적합한 위치에 설치함으로써 원활한 발전이 이루어지도록 하되 종래 썰물 시만 발전하던 것을 밀물시 균등한 힘을 동시에 이용하여 양수 발전을 겸할 수 있도록 함과 동시에 댐구조체 전체에 대하여 안정성을 갖도록 하며, 아울러 언제(댐)진입도로 구간을 빈지벽판구조 공법을 활용하면서 해저의 기초지반 조성을 경제적으로 해결하고자 한 것이다.

3. 고안의 해결방법의 요지

발전기(6)가 설치되는 발전실(5)을 교각(1) 사이의 해저에 설치하여 발전기(6)의 설치위치를 낮게하여 원활한 발전과 댐 구조체에 안정성을 꾀하였으며, 동시에 양수발전이 가능하도록 하고 교각(1)의 기초가 되는 해저지반을 활석(9a)으로 다진 후 그 위에 큰크리드(9b)를 타설하여 시공성을 향상시켰다.

4. 고안의 중요한 용도

조력발전소의 댐

Description

조립식 조력발전소 잠수형 댐의 구조

제1도는 본 고안의 조립식 조력발전소 잠수형 댐의 단면도.

제2도는 본 고안의 잠수형 댐구조의 다른 실시예를 표시한 단면도.

제3도는 본 고안의 댐 조립시 댐 진입도로 구간 단면도.

제4도는 종래 조립식 조력발전소 댐을 표시한 단면도.

제5도는 본 고안에 따른 교각에 조수차단용 빈지벽판이 조립되는 상태를 도시한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 교각 2 : 홈

3 : 조수차단용 빈지벽판 4 : 기중기

5 : 발전실 6 : 발전기

7 : 도수로 8 : 바닥깔판

9 : 바닥기초부재 9a : 활석

9b : 콘크리트 10 : 천장깔판

11 : 벽체 12 : 조수차단용 빈지벽판(심해용)

본 고안은 해수의 간만의 차를 효율적으로 이용하여 발전을 할 수 있도록 한 조력발전소 잠수형 댐에 관한 것으로, 더욱 상세히는 모든 구조를 조립식으로 가능하게 함으로써 설치공사가 용이하도록 하고 또한 간만의 차를 적절히 이용하여 양수발전(밀물과 썰물 시 동시발전)이 이루어지도록 함에 주안점을 둔 것이다.

종래 조립식 조력발전소 댐의 구조에 대하여는 본원 출원인에 의해 국내 특허공고 제90-268호로 기 제안된 바 있는 것으로, 본 고안은 상기와 같이 기 제안된 본인의 특허에 대한 개량된 고안을 제공하는 것이다.

종래 제안된 댐의 구조를 대략 살펴보면, 제4도에서 도시한 바와 같이, 교각(1)의 상부면에 발전실(2)의 바닥깔판(3)을 간조수위(H₁)보다 낮게 축조하여 박스형의 발전실(2)을 조립 축조하되, 상기 발전실(2)의 천장(4)이 만조수위(H₂)보다 높은 위치에 있도록 조립 축조하여 간만의 낙차에서 발생하는 조력의 힘에 의하여 전기를 발전 생산하도록 하였고, 조력에 의한 발전이 보다 확실히 이루어지도록 발전실(2)의 바닥깔판(3) 하부에 조수차단을 위한 조수차단용 빈지벽판(5)을 교각(1)에 파여진 빈지벽판홈(6)에 끼움 조립하여 해수면의 수위가 발전실(2) 바닥깔판(3) 이하로 떨어지지 않도록 한 다음, 교각(1) 위에 설치된 발전실(2)의 벽판(7)에 뚫린 도수로(8)를 통하여 썰물이 거대한 힘으로 이동하면서 발전이 이루어지도록 하였던 것으로, 모든 구조가 조립식으로 가능하게 함으로써, 공사비 절감 및 공사단축 등의 경제성을 향상시켰던 것이다.

한편, 종래 댐의 구조에 의하면 발전기(9)의 설치위치가 간만의 차(만조 및 간조수위의 차이)사이에 설치되어 있는 구조로써, 교각(1) 상부의 높은 위치에 설치되는 관계로 발전용량에 비례하여 발전기(9)가 클 경우, 교각(1)에 무리한 힘이 가해져 전체구조에 있어 안정성이 저하되는 문제가 있었고, 썰물에 의해서만 발전이 이루어져 발전용량이 떨어진다는 문제가 있었으며, 또한 수리학적 측면에서 고려할 때, 발전기(9)의 위치를 가급적 해저에 낮게 설치하는 것이 바람직한 것으로 확인되었는바, 본원고안은 이와 같은 점을 동시에 해결하고 교각 설치를 위한 해저 기초공사를 염가로 용이하게 할 수 있도록 하기 위하여 제안하게 된 것이다.

이하 그 구성을 첨부된 도면을 토대로 하여 상세히 살펴보면 다음과 같다.

제1도는 본 고안의 일 실시예를 표시한 개략적인 단면도이고, 제5도는 본 고안에 따른 교각에 조수차단용 빈지벽판이 조립되는 상태를 도시한 사시도로써, 도면부호 1은 댐 설치용 교각이다.

상기한 교각(1)은 소정의 간격을 두고 댐의 길이방향으로 설치되고, 교각(1) 양측 끝부의 근접부 내외면에는 조수를 차단하는 조수차단용 빈지벽판(3)이 홈(2)에 끼워져 조립되어 있다.

한편, 조수차단용 빈지벽판(3)은 조립공사 시 공사를 위하여 교각(1)의 상부에 설치되는 기중기(4)에 의해 교각(1)의 홈(2)에 끼워지기 용이하게 소정의 크기로써 다수개로 구성되어 각각 양측 끝부가 교각(1)의 홈(2)에 끼워져 결합된다.

이와 같이 교각(1)의 좌우 양측에 형성된 홈(2)에 조수차단용 빈지벽판(3)이 끼워져 조립됨으로써, 그 내부가 밀폐된 박스 형상의 발전실(5)이 되는 것이다.

또한 발전실(5) 내부는 중앙부에 벽체(11)가 형성되어 2개로 분할 구성되고, 일측부에 발전기(6)가 설치되며, 이 발전기(6)와 대응하여 조수차단용 빈지벽판(3)의 일부에는 도수로(7)가 뚫어져, 물(해수)이 도수로(7)를 통하여 이동하도록 된다.

그리고, 교각(1)의 하부에는 발전실(5)의 바닥면이 되는 바닥깔판(8)이 설치되는데, 이 바닥깔판(8)은 내부가 비어 있는 형상으로 되며, 교각(1)의 하부에 있어서 교각(1) 사이의 턱에 끼워지도록 된다.

도면부호 9는 바닥깔판(8)의 하부에 형성되는 기초부재로서, 이 기초부재(9)는 실제 해저에 구성되는 관계로, 종래와 같이 말뚝케손(caisson)공법을 활용할 경우 해저 난공사로 인한 공사비와 공기가 막대하게 소요됨에 따라 하부의 기초지반은 1차로 활석(9a)으로 다져 지반을 조성한 다음, 그 상부에 콘크리트(9b)를 타설하는 구조로 되도록 되어 있다.

또한 교각(1) 상부 즉, 발전실(5)의 상부는 천장깔판(10)을 덮어 씌워 해일시 일수로(溢水路)가 되도록 구성시킨다.

한편, 상기의 실시예에서는 바닥깔판(8)을 교각(1)의 맨 하부에 설치하고, 그 상부에 발전기(6)를 설치한 구조로 되어 있는 구조체로 되어 있으나, 필요에 따라 발전기(6)의 크기(용량)에 대응하여 발전실(5)을 좀더 상부로 올려 설치할 수도 있는 것으로, 이는 본 고안의 범위에 속한다 할 것이다.

제2도는 본 고안의 다른 실시예를 나타내는 것으로, 심해(深海)에 댐을 설치할 경우에는 제2도에서 도시한 바와 같이, 바닥깔판(8)의 하부로 해저면과 접촉하도록 교각(1)을 길게 연장 형성하고, 바닥깔판(8)의 하측 중앙부에 별도의 조수차단용 빈지벽판(12)을 설치한다.

이와 같은 제2도의 구성은 심해에 댐을 설치할 때, 발전실(5)의 설치 높이를 상기한 제1도 실시예와 동일한 높이에 위치하게 구성하되, 그 하부에 조수차단용 빈지벽판(12)을 설치하여 조수가 차단되도록 하는 것으로, 심해에 댐을 설치할 경우에 적합한 구성이다.

도면중 미 설명부호 4a는 발전기(6)를 들어올리거나 내릴 때 사용되는 기중기이며, H₁은 간조수위, H₂는 만조수위를 각각 나타낸다.

이와 같이 된 본원 고안의 구조체에 대한 작용효과를 공사의 예를 들어 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 해저를 활석(9a)으로 다져 지반을 조성한 다음, 그 상부에 기초 콘크리트(9b)를 타설하여 기초부재(9)를 이루고, 그 후 옥상에 설치된 기중기(4)를 이용하여 교각(1) 사이에 바닥깔판(8)을 깔고, 조수차단용 빈지벽판(3)을 교각(1)의 홈(2)에 끼워 조립을 행한 후 발전기(6) 및 천장깔판(10)을 차례로 조립 설치하면 조력발전소 댐이 완성되는 것이다.

한편, 이와 같이 된 본원고안의 댐은 교각(1)의 양측의 홈(2)에 끼워져 설치된 조수차단용 빈지벽판(3)이 해저에서부터 만조수위 상부까지 가로막아 해수를 차단하고 있으므로, 해수의 왕래는 자연히 빈지벽판(3)의 하부에 뚫린 도수로(7)를 통해 이동하여 발전실(5) 내부에 설치된 발전기(6)에 공급되고, 이에 발전기(6)는 조수의 이동하는 힘에 의해 연속적으로 발전이 됨으로써 전기를 생산할 수 있는 것이다.

또한, 본 고안에 있어서는 도수로(7) 및 발전기(6)가 해저의 낮은 위치에 설치되어 있으므로 수리학적 측면에서 볼 때, 유속이 빨라져 발전량이 증대되는 효과가 있으며, 무거운 중량체의 발전기(6)가 하부에 설치되므로 전체구조에 대하여 안정성을 부여하는 효과를 가져다주는 것이다.

또한 조수발전에서 가장 이상적인 것이 썰물과 밀물 시 왕복으로 자동발전기가 회전하면서 양수발전을 겸하는 것으로, 밀물 시 원양에서 거대한 파도가 밀어 닥쳐옴을 역이용하여 양수발전을 겸하여 전기를 증산하면서 수문(水門) 구간을 대폭 축소 조정할 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 다수개의 교각(1)을 지지하도록 교각(1)의 하부에 기초부재(9)가 형성되고, 상기 교각(1)과 교각(1)의 양측면에 형성된 홈(2)에 다수개의 조수차단용 빈지벽판(3)이 끼움 조립되어 사방이 밀폐됨과 아울러 그 상단부에 천장깔판(10)을 덮어 씌워 양수발전이 가능한 밀폐된 구조체로 박스형의 발전실(5)이 구성되고, 상기 발전실(5) 내부는 그 중앙부를 벽체(11)로 가로 막아 2부분으로 분할 구성되며, 상기 조수차단용 빈지벽판(3)의 일측부에 물(해수)의 흐름통로인 도수로(7)가 구비됨과 아울러 상기 도수로(7)에 대응되게 상기 발전실(5) 하부에 깔린 바닥깔판(8)의 근접부에 발전기(6)가 설치되는 것을 특징으로 하는 조립식 조력발전소 잠수형 댐의 구조.
2. 제1항에 있어서, 해심도(바다의 깊이)에 따라 심해시 상기한 바닥깔판(8)의 하부에 별도의 조수차단용 빈지벽판(12)을 설치한 것을 특징으로 하는 조립식 조력발전소 잠수형 댐의 구조.
3. 제1항에 있어서, 상기 교각(10)의 하부 기초부재(9)는 활석(9a)에 의해 지반이 조성되고, 그 상부에 콘크리트(9b)를 타설하여서 된 것을 특징으로 하는 조립식 조력발전소 잠수형 댐의 구조.