수력발전
전기기사 필기 2007년 3회 27번
| 과목 / 챕터 | 전력공학 / 발·변전 일반 |
|---|---|
| 인지 유형 | memory |
| 난이도 | Level 2 |
Q문제
수력발전설비에서 흡출관을 사용하는 목적은?
선택지 분석
1
압력을 줄이기 위하여
오답 함정 분석
흡출관은 수차 출구의 속도 에너지를 압력 에너지로 회복시키는 장치이며 단순히 압력을 줄이는 것이 목적이 아닙니다.
2
물의 유선을 일정하게 하기 위하여
오답 함정 분석
유선을 일정하게 유지하는 것은 수로 설계나 안내날개의 역할에 해당하며 흡출관의 주된 기능이 아닙니다.
3
속도변동률을 적게 하기 위하여
오답 함정 분석
수차의 속도변동률을 제어하여 회전수를 일정하게 유지하는 장치는 조속기(Governor)입니다.
낙차를 늘리기 위하여
정답 상세 해설
흡출관은 반동 수차에서 수차 출구와 방수면 사이의 낙차를 유효하게 이용하고 유속 에너지를 압력 에너지로 회복시켜 유효 낙차를 증대시키기 위해 사용합니다.
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Step 1: 흡출관의 정의 및 설치 목적을 파악합니다. 반동 수차는 수차 출구의 압력을 대기압 이하로 낮출 수 있는데, 이때 흡출관을 설치하여 수차 출구에서 방수면까지의 높이(흡출고)를 유효 낙차로 활용합니다.
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Step 2: 에너지 변환 원리를 이해합니다. 수차를 통과한 물은 빠른 속도를 가지고 있는데, 흡출관의 단면적을 점차 넓게 설계하여 물의 속도(운동 에너지)를 줄임으로써 이를 압력 에너지로 변환합니다.
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Step 3: 유효 낙차 증대 효과를 확인합니다. 결과적으로 실제 낙차에 흡출관에 의한 흡출고가 더해져 전체적인 유효 낙차가 늘어나게 되며, 이는 수차의 효율과 출력을 향상시키는 결과로 이어집니다.
자주 묻는 질문
Q.
흡출관은 모든 수차에 반드시 설치해야 하나요?
주로 프란시스 수차나 카플란 수차와 같은 반동 수차에서 유효 낙차를 확보하기 위해 필수적으로 사용하며, 펠턴 수차와 같은 충격 수차에서는 사용하지 않습니다.
Q.
흡출관의 높이(흡출고)를 무한정 높일 수 있나요?
이론적으로는 대기압에 해당하는 약 10m까지 가능하지만, 실제로는 공동현상(Cavitation) 발생을 방지하기 위해 보통 6~7m 이내로 제한하여 설계합니다.