소규모 수력 발전소에 대한 기본 지식

수력 터빈의 작동 매개변수는 무엇입니까?
수차의 기본 작동 매개변수에는 양정, 유량, 속도, 출력, 효율이 포함됩니다.
터빈의 수두는 터빈의 입구 섹션과 출구 섹션 사이의 단위 중량 물 흐름 에너지의 차이를 말하며, H로 표시하고 미터 단위로 측정합니다.
수차의 유량은 단위 시간당 터빈 단면을 통과하는 물의 흐름의 양을 말합니다.
터빈 속도는 터빈의 주축이 1분에 회전하는 횟수를 말합니다.
수차의 출력은 수차의 샤프트 끝에서 발생하는 전력 출력을 말합니다.
터빈 효율은 터빈 출력과 물 흐름 출력의 비율을 말합니다.
수차의 종류에는 어떤 것이 있나요?
수차는 반격형과 충동형의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 반격형 터빈에는 혼류 터빈(HL), 축류 고정익 터빈(ZD), 축류 고정익 터빈(ZZ), 경사류 터빈(XL), 관통류 고정익 터빈(GD), 그리고 관통류 고정익 터빈(GZ)의 여섯 가지 유형이 있습니다.
임펄스 터빈에는 버킷형(커터형) 터빈(CJ), 경사형 터빈(XJ), 더블탭형 터빈(SJ)의 세 가지 형태가 있습니다.
3. 반격 터빈과 충동 터빈은 무엇입니까?
물의 흐름에 의한 위치 에너지, 압력 에너지, 운동 에너지를 고체 기계적 에너지로 변환하는 수차 터빈을 반격 수차 터빈이라고 합니다.
물의 흐름에 따른 운동 에너지를 고체 기계적 에너지로 변환하는 수차는 충동 터빈이라고 합니다.
혼합 흐름 터빈의 특성과 적용 범위는 무엇입니까?
프랜시스 터빈이라고도 하는 혼류 터빈은 임펠러에 방사형으로 유입되어 일반적으로 축방향으로 유출되는 물의 흐름을 가지고 있습니다. 혼류 터빈은 다양한 수두 적용, 간단한 구조, 안정적인 운전, 그리고 높은 효율을 자랑합니다. 현대에 가장 널리 사용되는 수차 중 하나이며, 적용 수두 범위는 50~700m입니다.
회전수차의 특징과 적용 범위는 무엇입니까?
축류 터빈은 임펠러 영역의 물 흐름이 축방향으로 흐르고, 가이드 베인과 임펠러 사이에서 물 흐름이 방사형에서 축형으로 바뀝니다.
고정 프로펠러는 구조가 간단하지만, 설계 조건을 벗어나면 효율이 급격히 떨어집니다. 일반적으로 3~50m의 저출력 및 수두 변화가 작은 발전소에 적합합니다. 회전 프로펠러는 구조가 비교적 복잡합니다. 블레이드와 가이드 베인의 회전을 조정하여 가이드 베인과 블레이드를 이중으로 조정함으로써 고효율 영역의 출력 범위를 확장하고 운전 안정성이 우수합니다. 현재 적용 수두 범위는 수 미터에서 50~70m까지입니다.
버킷형 수력 터빈의 특징과 적용 범위는 무엇입니까?
버킷형 수차(페티온 터빈이라고도 함)는 노즐에서 나오는 제트를 터빈 원주 접선 방향으로 버킷 블레이드에 충돌시켜 작동합니다. 버킷형 수차는 높은 수두에 사용되며, 소형 버킷형은 40~250m 수두에, 대형 버킷형은 400~4500m 수두에 사용됩니다.
7. 경사 터빈의 특성과 적용 범위는 무엇입니까?
경사형 수차는 노즐에서 임펠러 입구면과 각도(일반적으로 22.5도)를 이루는 제트를 생성합니다. 이 유형의 수차는 400m 미만의 적정 양정 범위를 가진 중소 규모 수력 발전소에 사용됩니다.
버킷형 수력 터빈의 기본 구조는 무엇입니까?
버킷형 수차에는 다음과 같은 과전류 구성 요소가 있으며, 주요 기능은 다음과 같습니다.
(l) 노즐은 상류 압력관에서 나오는 물이 노즐을 통과하면서 임펠러에 충돌하는 제트를 형성하여 형성됩니다. 노즐 내부 물 흐름의 압력 에너지는 제트의 운동 에너지로 변환됩니다.
(2) 바늘은 노즐에서 분사되는 제트의 직경을 바늘을 움직여 변화시키고, 이로 인해 수차의 유입 유량도 변화시킨다.
(3) 바퀴는 디스크와 그 위에 고정된 여러 개의 버킷으로 구성됩니다. 제트는 버킷을 향해 돌진하여 운동 에너지를 버킷에 전달함으로써 바퀴를 회전시키고 일을 합니다.
(4) 디플렉터는 노즐과 임펠러 사이에 위치합니다. 터빈이 갑자기 부하를 줄이면 디플렉터는 제트를 버킷 쪽으로 빠르게 편향시킵니다. 이때 니들은 새로운 부하에 적합한 위치로 천천히 닫힙니다. 노즐이 새로운 위치에서 안정되면 디플렉터는 제트의 원래 위치로 돌아가 다음 동작을 준비합니다.
(5) 케이싱은 완성된 수류가 하류로 원활하게 배출될 수 있도록 하며, 케이싱 내부의 압력은 대기압과 동일하다. 또한 케이싱은 수차의 베어링을 지지하는 역할도 한다.
9. 수차 브랜드를 읽고 이해하는 방법은 무엇입니까?
중국의 JBB84-74 "터빈 모델 지정 규칙"에 따르면, 터빈 명칭은 세 부분으로 구성되며 각 부분 사이에는 "-"가 있습니다. 첫 번째 부분의 기호는 수차 유형을 나타내는 중국어 병음의 첫 글자이며, 아라비아 숫자는 수차의 특징적인 비속도를 나타냅니다. 두 번째 부분은 두 개의 중국어 병음으로 구성되는데, 첫 번째는 수차 주축의 배치를 나타내고, 두 번째는 흡입실의 특성을 나타냅니다. 세 번째 부분은 휠의 공칭 직경(센티미터)입니다.
다양한 유형의 수차의 공칭 직경은 어떻게 지정됩니까?
혼합 흐름 터빈의 공칭 직경은 임펠러 날개의 입구 가장자리에서의 최대 직경이며, 임펠러의 하부 링과 날개의 입구 가장자리가 교차하는 지점의 직경입니다.
축류 터빈과 경사류 터빈의 공칭 직경은 임펠러 블레이드 축과 임펠러 챔버가 교차하는 지점의 임펠러 챔버 내부 직경입니다.
버킷형 수차의 공칭 직경은 제트의 주요 라인에 러너가 접하는 피치 원 직경입니다.
수차에서 캐비테이션이 발생하는 주요 원인은 무엇입니까?
수차에서 캐비테이션이 발생하는 원인은 비교적 복잡합니다. 일반적으로 터빈 러너 내부의 압력 분포가 불균일하기 때문으로 여겨집니다. 예를 들어, 러너가 하류 수위에 비해 너무 높게 설치되면 저압 영역을 통과하는 고속 수류가 기화압에 도달하여 기포를 생성하기 쉽습니다. 물이 고압 영역으로 흐르면 압력 증가로 인해 기포가 응축되고, 수류 입자가 기포 중앙을 향해 고속으로 충돌하여 응축으로 인해 발생한 틈을 메웁니다. 이로 인해 큰 유압 충격과 전기화학적 효과가 발생하여 블레이드가 침식되고, 패임과 벌집 모양의 기공이 생기며, 심지어는 관통하여 구멍을 형성하기도 합니다.
수차의 캐비테이션을 방지하기 위한 주요 대책은 무엇인가?
수차의 캐비테이션은 소음, 진동, 그리고 급격한 효율 저하를 초래하며, 이로 인해 블레이드 침식, 피팅 및 벌집 모양의 기공 형성, 심지어 관통을 통한 구멍 형성으로 이어져 장치 손상 및 작동 불능을 초래합니다. 따라서 운전 중 캐비테이션 발생을 방지하기 위한 노력이 필요합니다. 현재 캐비테이션 손상을 예방하고 줄이기 위한 주요 조치는 다음과 같습니다.
(l) 터빈의 캐비테이션 계수를 줄이기 위해 터빈 러너를 적절히 설계합니다.
(2) 제조 품질을 향상시키고, 블레이드의 정확한 기하학적 모양과 상대적 위치를 보장하며, 매끄럽고 광택이 나는 표면에 주의하십시오.
(3) 캐비테이션 손상을 줄이기 위해 스테인리스 스틸 휠과 같은 캐비테이션 방지 재료를 사용합니다.
(4) 수차의 설치고도를 정확하게 결정한다.
(5) 터빈이 저양정 및 저부하로 장시간 운전되는 것을 방지하기 위해 운전 조건을 개선해야 합니다. 일반적으로 수차는 저출력(예: 정격 출력의 50% 미만)으로 운전하는 것이 허용되지 않습니다. 다기 수력 발전소의 경우, 단일 유닛의 장기간 저부하 및 과부하 운전은 피해야 합니다.
(6) 수리용접부의 연마품질에 대한 적시유지관리와 주의를 기울여 악성 캐비테이션 손상의 발생을 예방하여야 한다.
(7) 공기 공급 장치를 사용하여 꼬리물관에 공기를 주입하여 캐비테이션을 일으킬 수 있는 과도한 진공을 제거합니다.
대형, 중형, 소형 발전소는 어떻게 분류되나요?
현행 부처별 기준에 따르면, 설비용량이 5만kW 미만인 장비는 소형으로 분류되고, 설비용량이 5만~25만kW인 중형 장비는 대형으로 분류됩니다. 설비용량이 25만kW를 초과하는 장비는 대형으로 분류됩니다.

수력 발전의 기본 원리는 무엇입니까?
수력 발전은 수두를 가진 수력(물)을 이용하여 수력 기계(터빈)를 회전시켜 물 에너지를 기계 에너지로 변환하는 것입니다. 다른 유형의 기계(발전기)를 터빈에 연결하여 회전시키면, 이 기계 에너지는 전기 에너지로 변환됩니다. 어떤 의미에서 수력 발전은 물의 위치 에너지를 기계 에너지로, 그리고 다시 전기 에너지로 변환하는 과정입니다.
수력자원의 개발 방법과 수력발전소의 기본 유형은 무엇입니까?
수리자원의 개발방법은 집중낙차에 따라 선정되며, 일반적으로 댐형, 분류형, 혼합형의 세 가지 기본방법이 있다.
(1) 댐형 수력발전소란 집중낙차와 일정 저수용량을 갖춘 하천의 수로에 건설되고 댐 부근에 위치한 수력발전소를 말한다.
(2) 수로식 수력발전소란 저수지나 조절능력이 없이 하천의 자연낙차를 최대한 활용하여 물을 끌어들여 발전하는 수력발전소로서 하천의 먼 하류에 위치하는 발전소를 말한다.
(3) 혼합형 수력발전소는 댐 건설로 형성된 물방울과 하천의 자연 낙차를 이용하여 일정 저장 용량을 갖는 수력발전소를 말하며, 하류 하천에 위치합니다.
유량, 총 유출량, 연평균 유량은 무엇입니까?
유량은 단위 시간당 강(또는 수리 구조물)의 횡단면을 통과하는 물의 양을 말하며, 초당 입방미터로 표현합니다.
총 유출량은 수문학적 1년 동안 강 구간을 통과하는 총 물 흐름의 합계를 말하며, 104m3 또는 108m3로 표현됩니다.
연평균 유량률은 기존 수문계열을 기반으로 계산된 하천 구간의 연평균 유량률 Q3/S를 말합니다.
소규모 수력 발전소 허브 프로젝트의 주요 구성 요소는 무엇입니까?
주로 4개 부분으로 구성됩니다. 물을 유지하는 구조물(댐), 홍수를 배출하는 구조물(유수로 또는 수문), 물 분류 구조물(분류 수로 또는 터널, 압력 조절 갱도 포함), 발전소 건물(후미수로 및 증압소 포함).
18. 유출수 수력 발전소란 무엇이며, 그 특징은 무엇입니까?
조절 저수지가 없는 발전소를 유출 수력 발전소라고 합니다. 이 유형의 수력 발전소는 하천의 연평균 유량과 얻을 수 있는 잠재 수위를 기반으로 설비 용량을 결정합니다. 건기에는 발전량이 50% 미만으로 급격히 감소하고, 때로는 발전이 불가능할 수도 있습니다. 이는 강의 자연적인 흐름에 제약을 받기 때문입니다. 반면 우기에는 많은 양의 버려지는 물이 있습니다.
19. 출력(output)이란 무엇입니까? 수력 발전소의 출력을 추정하고 발전량을 계산하는 방법은 무엇입니까?
수력 발전소(플랜트)에서 수력 발전기 유닛이 생산한 전력을 출력이라고 하며, 하천의 특정 구간의 수류 출력은 해당 구간의 수자원 자원을 나타냅니다. 수류 출력은 단위 시간당 수자원 에너지의 양을 나타냅니다. 방정식 N=9.81 η QH에서 Q는 유량(m3/S), H는 수두(m), N은 수력 발전소의 출력(W), η는 수력 발전기의 효율 계수입니다. 소규모 수력 발전소의 출력에 대한 대략적인 공식은 N=(6.0-8.0) QH입니다. 연간 발전량에 대한 공식은 E=NT이며, 여기서 N은 평균 출력이고 T는 연간 이용 시간입니다.
설비용량의 연간 이용시간은 얼마입니까?
수력발전소의 1년 평균 만부하 운전 시간을 의미합니다. 수력발전소의 경제적 편익을 측정하는 중요한 지표이며, 소규모 수력발전소는 연간 3,000시간 이상의 가동 시간을 확보해야 합니다.
21. 일일 조정, 주간 조정, 연간 조정, 다년 조정은 무엇입니까?
(1) 일일조절 : 24시간의 조절기간을 두고 하루와 밤 사이에 유출량을 재분배하는 것을 말한다.
(2) 주간조정 : 조정기간은 1주일(7일)입니다.
(3) 연간 조절: 홍수기 동안의 여분수 중 일부만 저장할 수 있는 유출수를 1년 내에 재분배하는 것을 불완전 연간 조절(또는 계절 조절)이라고 합니다. 물을 방류할 필요 없이 물 사용 요구에 따라 1년 내에 유입수를 완전히 재분배할 수 있는 능력을 연간 조절이라고 합니다.
(4) 다년 조절: 저수지 용량이 커서 여러 해 동안 저수지에 여분의 물을 저장할 수 있고, 그 물을 여러 건기에 나누어 매년 조절하는 것을 다년 조절이라고 한다.
22. 강물의 한 방울은 무엇입니까?
활용되는 강 구간의 두 횡단면 사이의 표고 차이를 낙차라고 합니다. 강원도와 하구의 수면 사이의 표고 차이를 총 낙차라고 합니다.
23. 강수량, 강수 지속시간, 강수 강도, 강수 지역, 강우 중심은 무엇입니까?
강수량은 특정 기간 동안 특정 지점이나 지역에 떨어지는 총 물의 양을 밀리미터 단위로 나타낸 것입니다.
강수 지속시간은 강수 시간을 말한다.
강수 강도는 단위 시간당 강수량을 mm/h로 나타낸 것입니다.
강수면적은 강수량이 덮이는 수평 면적을 말하며, km2로 표현합니다.
폭우 중심은 폭우가 집중되는 작은 지역을 말합니다.
24. 엔지니어링 투자 견적이란 무엇입니까? 엔지니어링 투자 견적과 엔지니어링 예산은 무엇입니까?
엔지니어링 예산은 프로젝트에 필요한 모든 건설 자금을 화폐 형태로 정리한 기술 및 경제 문서입니다. 예비 설계 예산은 예비 설계 문서의 중요한 구성 요소이며 경제적 합리성을 평가하는 주요 기준입니다. 승인된 총 예산은 국가가 기본 건설 투자를 위해 인정하는 중요한 지표이며, 기본 건설 계획 및 입찰 설계를 준비하는 기준이기도 합니다. 엔지니어링 투자 추정은 타당성 조사 단계에서 이루어진 투자 금액입니다. 엔지니어링 예산은 시공 단계에서 이루어진 투자 금액입니다.
수력발전소의 주요 경제 지표는 무엇입니까?
(1) 단위 킬로와트 투자란 설비용량 1킬로와트당 필요한 투자액을 말한다.
(2) 단위에너지투자란 1kWh의 전기를 생산하는데 필요한 투자액을 말한다.
(3) 전기요금은 전기의 킬로와트시당 지불하는 요금입니다.
(4) 설비용량의 연간 이용시간은 수력발전소 설비의 이용수준을 측정하는 지표이다.
(5) 전기판매가격은 전력망에 판매된 전기의 킬로와트시당 가격을 말합니다.
수력발전소의 주요 경제지표를 계산하는 방법은?
수력발전소의 주요 경제지표는 다음 공식에 따라 계산됩니다.
(1) 단위 킬로와트 투자 = 수력발전소 건설 총 투자액 / 수력발전소 총 설비용량
(2) 단위에너지 투자액 = 수력발전소 건설 총 투자액 / 수력발전소 연평균 발전량
(3) 설비용량의 연간이용시간 = 연간평균발전량/전체 설비용량