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- 목 차 1-

목 차

목 차 목차 1

표목차 목차 5

그림목차 목차 7

부 록 목차 8

제 1 장 개요

1. 사업개요 1-1

2. 사업목적 1-1

제 2 장 매립가스 발생량

1. 개요 2-1

2. 매립가스 발생량 및 포집가능량 2-1

2.1 폐기물 매립량 및 매립예정량 2-1

2.2 매립 폐기물 성상 2-3

2.3 매립가스 발생량 추정 모델 2-5

2.4 모수의 선택 2-8

2.5 매립가스 발생량 및 포집 가능량 추정 2-9

2.6 안정적인 매립가스 포집가능량 2-19

3. 매립가스 성분 2-20

제 3장 자원화 시설규모 및 형식

1. 매립가스 활용방안 3-1

2. 매립가스 활용량 선정 3-1

3. 전기생산 방식별 기술성 검토 3-3

3.1 전기생산 방식별 장․단점 3-3

3.2 스팀터빈 방식의 우수성 3-9

4. 전기생산 방식 검토 결론 3-11

5. 스팀터빈 발전 시설규모 산정 3-11

- 목 차 2-

제 4 장 자원화시설 부지

1. 위 치 4-1

2. 지 형 4-1

3. 지질 및 지진 4-2

3.1 지질 4-2

3.2 지진 4-3

4. 기 상 4-8

4.1 기상개황 4-8

4.2 바람 4-8

4.3 강수량 4-9

4.4 기온 4-9

4.5 습도 4-9

4.6 적설량 4-9

제 5 장 자원화시설 기본 계획

1. 발전형식 검토 5-1

1.1 발전 운용방식 및 설계조건 5-1

1.2 열싸이클 및 열소비율 5-3

1.3 보일러 형식 및 설계조건 5-6

1.4 터빈․발전기 형식 5-7

1.5 냉각탑 형식 5-7

2. 기계분야 5-8

2.1 보일러 및 보조기기계통 5-8

2.2 터빈/발전기 및 보조기기계통 5-14

2.3 급수계통 5-17

2.4 복수계통 5-21

2.5 순환수 계통 5-25

2.6 기기냉각수 계통 5-28

2.7 연료공급계통 5-31

2.8 압축공기계통 5-32

2.9 원수공급계통 5-35

- 목 차 3-

2.10 순수이송계통 5-36

2.11 약품주입계통 5-38

2.12 공기조화설비 5-42

2.13 소화설비 5-45

2.14 기계분야 도면 목록 5-47

3. 전기분야 5-48

3.1 옥외 변전소 계통, 송전 및 공사용 동력 5-48

3.2 주발전기 계통 5-50

3.3 주 변압기 및 소내 보조변압기 계통 5-54

3.4 6.9kV 계통 5-58

3.5 480V 저압배전반 계통 5-60

3.6 480V 전동기제어반 계통 5-63

3.7 120V 계기용 교류전원 계통 5-66

3.8 직류전원 계통 5-69

3.9 조명설비 계통 5-72

3.10 발전소접지 및 낙뢰보호 계통 5-74

3.11 전기방식 계통 5-78

3.12 화재탐지 및 경보계통 5-80

3.13 전기분야 도면목록 5-82

4. 제어분야 5-83

4.1 일반 5-83

4.2 제어 전원 및 계기용 공기공급 계통 5-86

4.3 제어계통 5-87

4.4 트립 및 보호인터록 계통 5-96

4.5 주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실 5-98

4.6 주제어반 5-100

4.7 분산 디지털 제어계통 5-101

4.8 계기요건 5-105

4.9 수질분석계통 5-115

4.10 배출가스 분석계통 5-117

4.11 계기반 및 계기랙 5-118

4.12 제어분야 도면 목록 5-120

- 목 차 4-

5. 환경분야 5-121

5.1 순수제조 계통 5-121

5.2 폐수처리 계통 5-126

5.3 오수처리 계통 5-143

5.4 환경분야 도면 목록 5-146

6. 배관분야 5-147

6.1 발전소 배치기준 5-147

6.2 배관설계기준 5-156

6.3 배관 응력 해석 기준 5-174

6.4 배관분야 도면 목록 5-180

7. 토목분야 5-181

7.1 개요 5-181

7.2 부지조건 5-181

7.3 설계적용 규격, 표준 및 법규 5-182

7.4 설계기준 5-183

7.5 구조물 배치계획 5-189

7.6 토목/구조설비 기본설계 5-190

7.7 연약 지반에 대한 검토 5-198

7.8 토목분야 도면 목록 5-207

8. 건축분야 5-209

8.1 건축공사 개요 5-209

8.2 계획 및 방침 5-209

8.3 건축 계획 5-212

8.4 건축분야 도면 목록 5-227

9. 조경분야 5-228

9.1 목적 5-228

9.2 계획 5-228

9.3 계획의 접근방향 5-228

9.4 기준 및 식재계획 5-229

9.5 조경분야 도면 목록 5-235

- 목 차 5-

표 목 차

<표Ⅱ-1> 수도권 매립지 1공구 매립량 2-2

<표Ⅱ-2> 수도권 매립지 3공구 매립계획량 2-2

<표Ⅱ-3> 폐기물의 성상에 따른 분류 2-3

<표Ⅱ-4> 미국에서 발생하는 쓰레기 성상 2-3

<표Ⅱ-5> 수도권매립지 폐기물 성상 2-4

<표Ⅱ-6> 수도권매립지 폐기물의 그룹별 분류 2-4

<표Ⅱ-7> 미국과 수도권매립지의 쓰레기의 성상별 분류 2-5

<표Ⅱ-8A> 1공구 매립가스 발생량 적정 예측치 (Likely) 2-10

<표Ⅱ-8B> 1공구 매립가스 발생량 높은 예측치 (High) 2-11

<표Ⅱ-8C> 1공구 매립가스 발생량 낮은 예측치 (Low) 2-12

<표Ⅱ-9A> 3공구 매립가스 발생량 적정예측지 (Likely) 2-13

<표Ⅱ-9B> 3공구 매립가스 발생량 높은 예측치 (High) 2-14

<표Ⅱ-9C> 3공구 매립가스 발생량 낮은 예측치 (Low) 2-15

<표Ⅱ-10A> 1.3공구 매립가스 발생량 적정예측지 (Likely) 2-16

<표Ⅱ-10B> 1.3공구 매립가스 발생량 높은 예측치 (High) 2-17

<표Ⅱ-10C> 1.3공구 매립가스 발생량 낮은 예측치 (Low) 2-18

<표Ⅲ-1> 발전 방식별 장․단점 비교 3-8

<표Ⅲ-2> 발전 방식별 대기오염물질 배출량

(LFG 567㎥/min기준)3-9

<표Ⅲ-3> 발전 설비별 국산화 정도 3-9

<표Ⅲ-4> 발전 설비별 연간 등가 고장정지율 (EFOR) 3-10

<표Ⅲ-5> 연소가능 매립가스 중 최소 메탄함량 조건 3-10

<표Ⅳ-1> Magnitude and Intensity (Richter :1958) 4-7

<표Ⅳ-2> JMA 와 MM의 비교 4-7

<표Ⅳ-3> 인천지역 최근 10년간 월별 기상개황 4-8

<표Ⅳ-4> 신적설 및 적설통계 값 (cm) 4-9

- 목 차 6-

<표Ⅴ-1> 급수가열기 터미널 온도차 (TTD) 및 배수냉각기

접근온도(DCA)5-5

<표Ⅴ-2> 터빈 열소비율 5-6

<표Ⅴ-3> 보일러 급수 수질조건 5-8

<표Ⅴ-4> 원수 수질 분석치 5-35

<표Ⅴ-5> 약품주입 수질조건 5-39

<표Ⅴ-6> 원수 수질 기준 5-122

<표Ⅴ-7> 순수 수질 기준 5-123

<표Ⅴ-8> 폐수발생량 및 성상 5-127

<표Ⅴ-9> 폐수처리 설계기준 5-128

<표Ⅴ-10> 오수처리 설계기준 5-144

<표Ⅴ-11> 콘크리트 설계압축강도 5-188

<표Ⅴ-12> 뒷채움의 다짐정도 및 적용범위 5-190

<표Ⅴ-13> 도로폭 및 포장폭 5-191

<표Ⅴ-14> 지층분포 상태 5-198

<표Ⅴ-15> 말뚝의 지지력 산정결과 5-203

<표Ⅴ-16> 말뚝 공사비 산정기준 5-204

<표Ⅴ-17> 말뚝공사비 산정결과 5-204

<표Ⅴ-18> 재질에 따른 말뚝기초의 일반적인 특성 5-205

<표Ⅴ-19> 구조물별 말뚝의 종류 선정 5-206

<표Ⅴ-20> 수림의 성상별 특성 5-231

<표Ⅴ-21> 식재 위치 5-232

<표Ⅴ-22> 식재 지반 5-232

- 목 차 7-

그 림 목 차

<그림Ⅱ-1> 1,3 공구 매립가스 발생량 적정예측치 (Likely) 선도 2-19

<그림Ⅲ-1> 매립가스 포집가능량 추정 3-2

<그림Ⅲ-2> 가스엔진 발전 전처리 스스템 구성도 3-4

<그림Ⅲ-3> 가스엔진 발전 주요 계통 흐름도 3-4

<그림Ⅲ-4> 가스터빈 발전 전처리 시스템 구성도 3-6

<그림Ⅲ-5> 가스터빈 발전 주요 계통 흐름도 3-6

<그림Ⅲ-6> 스팀터빈 발전 주요 계통 구성도 3-8

<그림Ⅳ-1> 역사지진의 진앙 분포도 4-5

<그림Ⅳ-2> 한반도에서 서기 1905～1993년 기간 동안 발생한 4-5

규모 4.3이상의 계기지진의 진앙 등

<그림Ⅳ-3> 연도별 지진발생빈도 4-6

- 목 차 8-

부 록 목 차

자원화시설 기본계획 관련 각종 계산서

1. 고압급수 가열기 설계 온도 및 압력 계산 부록 1

2. 공기압축기 용량 계산 부록 5

3. 공업용수 소요량 계산 부록 7

4. 기기냉각수 펌프 용량 계산 부록 10

5. 기기냉각수헤드탱크 용량 계산 부록 11

6. 보일러 급수펌프 용량 계산 부록 12

7. 보조증기계통 계산 부록 15

8. 복수기 진공펌프 용량 계산 부록 16

9. 복수펌프 용량 계산 부록 18

10. 소내용수펌프 용량 계산 부록 21

11. 순수이송펌프 용량 계산 부록 26

12. 순수제조계통 계산 부록 28

13. 순환수펌프 용량 계산 부록 29

14. 약품주입계통 계산 부록 31

15. 원수저장탱크 용량 계산 부록 34

16. 저압급수가열기 설계온도 및 압력계산 부록 35

17. 복수기 오버보드펌프 용량 계산 부록 37

18. LFG 블로워 용량 계산 부록 39

19. HVAC설비 계산 부록 41

20. 소화설비 용량 계산 부록 44

21. 주요 배관경 계산 부록 46

22. 주변압기 정격전압 선정 계산서 부록 55

23. 주변압기 용량 계산서 부록 60

24. 보조변압기 용량 계산서 부록 68

25. 6.9kV 계통 단락전류 계산서 부록 72

26. 6.9kV 계통 전압강하 계산서 부록 88

제 Ⅰ 장 개 요

(가칭) 김포에너지 주식회사 1 - 1

1. 사업 개요

(1) 사 업 명 : 수도권매립지 매립가스 자원화 사업

(2) 위 치 : 인천광역시 서구 백석동 58번지

(3) 면 적 : 수도권매립지내

1) 대지면적 : 38,000 ㎡ (11,515평)

2) 건축면적 : 2,460 ㎡ ( 745평)

3) 연면적 : 5,070 ㎡ ( 1,536평)

4) 시설 규모 : 매립가스를 이용한 50MW 스팀터빈 발전시설

(“수도권매립지 매립가스 자원화사업 타당성조사 및

기본계획 용역보고서” 및 “수도권매립지 매립가스 자원

화사업 민간투자 시설사업 기본계획”에 따라 경제성이

가장 우수한 방식 채택)

(4) 송전연계점 : 한전 계양변전소

(5) 공사 기간 : 실시계획 승인후 24개월

(6) 발전용 연료 : 수도권매립지 1, 3공구의 매립가스 (Landfill Gas)

2. 사업 목적

서울․인천․경기도등 수도권지역의 생활폐기물 등을 매립중인 수도권매립지

1, 3공구에서 발생하는 매립가스를 대체에너지로 자원화 함으로써 경제적 이익

창출과 매립지 주변의 환경오염 저감에 기여하고, 특히 향후 기후변화협약과

관련하여 온실가스를 저감함으로써 국가적 이익을 창출하는데 그 목적이 있음.

(1) 환경보전 (온실가스 저감)

: 매립가스에 포함된 메탄(CH4)은 이산화탄소(CO2)에 비해 단위중량당

온실효과(Greenhouse effect)가 21배에 이르므로 이를 처리하여 지구

환경보전에 기여

(2) 화석연료의 대체

: 매립가스를 대체에너지원으로 활용 (전력 및 난방)

(3) 고용창출 및 지역개발

(4) 재생 에너지 (Renewable Energy) 활용기술 수출 기회 제공

(5) 매립가스 관리로 인한 침출수 발생 감소

제 Ⅱ 장 매립가스 발생량


1. 개 요

매립가스 발생량의 추정은 매립가스 자원화 사업의 가장 기본적인 자료로서 그

중요성이 매우 크다. 그러나 매립가스의 발생량은 폐기물의 전처리방식, 매립방

식, 폐기물의 조성, 수분, 온도, 영양염류, 산도, 미생물활동, 외부기후 등에 의

해 복합적인 영향을 받기 때문에 이와 같은 인자간의 연관성을 밝혀내어 매립

가스의 발생량을 산정하는 것은 현재의 기술수준이나 매립이력등 관련 자료의

부족 등으로 매우 어려운 실정이다. 또한 화학방정식 등 스토이키오메트리를

이용하여 이론적인 가스 발생량을 추정하는 방법도 적용되는 사례가 있었으나

적용결과 실제 매립가스 발생량 현황과 차이를 보여 현재에는 상업적인 이유로

거의 사용되지 않는 실정이다. 매립가스를 추정하기 위한 또 다른 방법으로 블

랙박스 모델 및 모나드식에서 출발한 생물반응 속도식 모델이 제안되었으며 현

재 개발자에 따라 여러 가지 방향으로 개발된 모델이 발표되어 있다.

수도권 매립지 1,3 공구에서 발생되는 매립가스의 발생량 및 포집량은 "수도권

매립지 매립가스 자원화 사업 타당성 조사 및 기본계획"에서 기 조사되었으

며, 동 자료를 근거로 하여 사업 입찰자로서 발생량 및 포집 가능량을 재검토

하였다.

2. 매립가스 발생량 및 포집 가능량

2.1 폐기물 매립량 및 매립 예정량

수도권매립지가 폐기물 매립을 시작한 것은 1992년이다. 1992년부터 1999년까

지 수도권매립지에 매립된 실제 폐기물의 매립량 기록을 정리한 자료를 이용하

여 매립가스 발생량 예측 모델을 수립하였다.

<표 Ⅱ-1>은 1992년부터 1999년 사이에 수도권매립지 1공구에 매립된 폐기물

의 실제량을 보여준다. 2000년도의 폐기물 매립량은 <표 Ⅱ-1>의 각주에 설명

한 대로 추정하였다.

3공구의 폐기물 총 매립 용량은 64,886,000 ton으로 되어있다. 3공구의 매립용량


및 예정 폐기물 매립량은 수도권매립지 운영관리조합의 <3공구 매립작업 기본

설계보고서(1999.8)>의 자료를 사용하였다.

<표 Ⅱ-1> 수도권매립지 1공구 매립량

년 도 총폐기물량(톤)

1992 1,462,251

1993 8,088,907

1994 11,664,891

1995 9,177,979

1996 8,613,529

1997 7,702,976

1998 6,603,425

1999 6,027,636

2000 4,822,110

합 계 64,163,705

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

총폐기물량[ 천톤 ]

1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000

[ 년도 ]

주1) 자료출처 : 수도권매립지 운영관리조합

주2) 2000년은 1999년에 매립된 폐기물량의 80%로 가정. 이러한 가정은 1공구가 2000년

10월에 종료됨을 반영한 것임.

<표 Ⅱ-2> 수도권매립지 3공구 매립계획량

년 도 총폐기물량(톤)

2000 964,420

2001 6,409,400

2002 6,150,250

2003 5,942,200

2004 5,737,435

2005 5,434,485

2006 5,291,405

2007 5,153,435

2008 5,022,035

2009 4,900,490

2010 4,872,750

2011 4,872,750

2012 4,134,945

합 계 64,886,000

0

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

총폐

기물량

[ 천톤 ]

2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012

[ 년도 ]

주1) 자료출처 : 수도권매립지 3공구 매립작업 기본설계 보고서(1999. 8)

주2) 2011년은 2010년도 매립계획량과 동일할 것으로 가정하였으며, 2012년도는 설계

용량대 종료후 폐기물 매립이 종료됨.


2.2 매립 폐기물 성상

매립가스 발생량을 예측하기 위하여 폐기물의 상대적인 분해속도에 따라 폐기

물을 다음과 같은 4개의 그룹으로 분류하였다.

<표 Ⅱ-3> 폐기물의 성상에 따른 분류

구분 분해속도 폐기물 종류

1 그룹 급속 분해가능 음식물 찌꺼기나 신속히 분해되는 목초

2 그룹 중속 분해가능 종이와 중간속도로 분해되는 나뭇잎 또는 나무가지등

3 그룹 완속 분해가능 목재, 옷감 및 가죽

4 그룹 분해 불가능유리, 금속, 폐건축자재, 모래, 흙, 플라스틱과 기본적으로 분해되

지 않는 기타 재료 등

<표 Ⅱ-4>은 미국에서 폐기물을 이러한 4 그룹으로 나눈 예이다. <표 Ⅱ-5>

과 <표 Ⅱ-6>은 1992년에서 1999년까지 매년 수도권에 매립되는 폐기물을 상

기 4 그룹으로 분류한 것이다. <표 Ⅱ-5>과 <표 Ⅱ-6>를 기초로 미국의 폐기

물을 수도권매립지 폐기물과 비교한 결과를 <표 Ⅱ-7>에 나타내었다.

<표 Ⅱ-4> 미국에서 발생하는 쓰레기 성상(미국)

쓰레기 종류 비 율(%) 그 룹

음식물 쓰레기 6.7 1

뜰에서 발생하는 쓰레기

잔 디

나뭇잎

가 지

14.3

7.1

4.3

2.9

1

2

2

종이

신 문

마분지

기 타

39.2

5.2

13.9

20.1

2

2

2

나 무 7.2 3

플라스틱 9.1 4

유 리 6.2 4

금 속 7.6 4

건축폐기물 9.7 4

합 계 100.0

주) 자료출처 : US EPA, 1997, 미국의 쓰레기 성상 : 1996 증보판


<표 Ⅱ-5> 수도권매립지 폐기물 성상

쓰레기 종류 그룹 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999

음식물 쓰레기 1 23.8% 24.2% 24.0% 32.8% 25.1% 21.0% 19.4% 19.4%

종이 2 18.4% 17.2% 7.6% 9.1% 12.1% 11.0% 12.0% 12.0%

나무 3 4.2% 5.3% 3.0% 3.2% 4.6% 13.8% 4.8% 4.8%

플라스틱 4 7.4% 8.7% 7.7% 8.8% 8.2% 7.3% 7.7% 7.7%

금속/유리 4 8.6% 7.3% 2.0% 2.9% 3.5% 2.2% 4.6% 4.6%

무기성 쓰레기 4 34.7% 21.6% 38.5% 17.6% 19.9% 19.0% 16.2% 16.2%

동․식물 쓰레기 1 0.8% 0.5% 0.5% 1.2% 0.3% 0.2% 0.2% 0.2%

슬러지 :

그룹 1

그룹 2

그룹 4

1

2

4

0.4%

0.4%

0.6%

1.3%

1.3%

1.7%

1.7%

1.7%

2.3%

3.2%

3.2%

Ⅱ%

3.2%

3.2%

4.4%

2.8%

2.8%

3.6%

4.6%

4.6%

6.1%

4.6%

4.6%

6.1%

폐주물사 폐석회 4 0.0% 0.0% 0.1% 0.2% 0.0% 0.2% 1.1% 1.1%

기타 가연성 쓰레기 2 0.0% 8.4% 6.1% 8.6% 8.8% 9.1% 9.1% 9.1%

기타 비가연성 쓰레기 4 0.7% 2.5% 4.8% 5.1% 6.7% 7.0% 9.6% 9.6%

합 계 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0% 100.0%

주) 자료출처 : 수도권매립지 폐기물 반입현황 자료

<표 Ⅱ-6> 수도권매립지 폐기물의 그룹별 분류

구 분 그룹 1 그룹 2 그룹 3 그룹 4

1992 25.0% 18.8% 4.2% 52.0%

1993 26.0% 26.9% 5.3% 41.8%

1994 26.2% 15.4% 3.0% 55.4%

1995 37.2% 20.9% 3.2% 38.7%

1996 28.6% 2Ⅱ% 4.6% 42.7%

1997 24.0% 22.9% 13.8% 39.3%

1998 24.2% 25.7% 4.8% 45.3%

1999 24.2% 25.7% 4.8% 45.3%

평 균 26.8% 22.1% 5.3% 45.8%

주) 평균%는 단순 계산으로 이루어진 년평균값이 아니며, 실제 매년 매립되 는 쓰레기의

무게에 근거된 평균값이다.


<표 Ⅱ-7> 미국과 수도권매립지의 쓰레기의 성상별 분류

그룹 번호 분 해 성 미 국 수도권 매립지

그룹 1 급 속 13.8% 26.8%

그룹 2 중 속 46.4% 22.1%

그룹 3 완 속 7.2% 5.3%

그룹 4 난분해성 32.6% 45.8%

합 계 100.0% 100.0%

수도권 매립지로 매립되는 슬러지는 총 쓰레기양의 단지 8%에 지나지 않는다.

슬러지는 정수 슬러지, 하수 슬러지, 폐수 슬러지, 공정 슬러지로 분류할 수 있

고, 공정슬러지는 슬러지 중 5% 미만이며, 나머지는 거의 비슷한 분율을 가지

고 있다. 정수나 하수 슬러지에는 난분해성 분율이 높기에 전체 슬러지의 난분

해성 분율은 40%로 추정할 수 있다. 또한 2003년부터 슬러지 매립이 금지될

예정이어서 2003년 이후부터 슬러지는 매립지에 반입이 안되는 것으로 가정하

고 매립가스 발생량을 예측하였다.

2.3 매립가스 발생량 추정 모델

본 사업에서 사용한 모델은 타당성 조사 용역과 동일한 SCS Engineers사에서

독자적으로 개발한 매립가스 발생-포집량 예측 모델을 사용하였다. SCS의 모

델은 매립가스 생성의 감쇠를 도출하기 위해 일차 모형을 적용한다. 이 모형은

미국환경보호청(US EPA)이 채택한 모델에서도 사용되었으며, 널리 알려진 스

콜 캐넌(Scholl Canyon) 모델에서 사용되기도 했다. SCS 모델과 US EPA 모

델 사이에 차이점이 있다면 SCS는 폐기물이 매립된 후 매립가스 생성을 개시

하기까지 1년이 걸린다고 본 반면, US EPA 모델은 매립가스의 생성이 즉시

개시된다고 가정하였다. 일반적인 경험상으로도 그리고 이론적으로도 실제로


매립가스 생성이 1년 정도 걸린다고 보는 것이 매립지 조건을 더욱 잘 반영한

다고 판단된다. 같은 계수를 가지고 SCS와 EPA 모델을 사용하면 최대 매립가

스 발생량 및 총 발생량은 동일하다. 그러나 최대 매립가스 발생시기는 SCS의

모델 결과가 US EPA 모델 결과에 비해 일년 후로 나타나다.

일차 모델을 채택하면 감소율(k)과 총발생량(Lo)라는 두 가지 계수가 필요하다.

이때 k의 단위는 1/yr이고 Lo는 ㎥/ton이다. Lo는 매립지에서 매립가스가 더

이상 발생하지 않을 때까지 생성되는 매립가스의 총량이다. Lo가 높으면 전체

생성곡선이 위로 움직인다. 만약 Lo가 낮으면 전체 곡선이 아래로 움직인다. k

는 폐기물의 분해율을 반영한다. k가 높으면 분해가 신속히 일어남을 의미한다.

k가 높으면 곡선의 정점이 높고 정점에서 경사가 급하게 하락하며, 곡선의 폭

이 좁아진다. k가 낮으면 곡선의 폭이 넓어지는 대신 정점은 낮고 정점에서 매

립가스 생성이 완만하게 하락한다. 매립지의 매립가스 생성을 정확히 예측하려

면 Lo과 k를 제대로 선택해야 한다.

현재 미국 등 외국에서는 거의 대부분의 경우 일차모델을 이용하여 매립가스

발생량을 예측하고 있다. 몇년 전만 해도 영차 매립가스 발생량 예측 모델이

널리 사용되었다. 영차 모델은 매립가스 발생량이 최고치에 이른 후 정점에서

몇 년간 머물다가 급속히 하락한다고 가정한다. 일차 모델은 매립가스 생성이

즉시 최고 발생량에 이르고 그 다음부터는 매년 서서히 하락하는 것으로 가정

한다. 영차 모델은 폐기물의 양과는 무관하게 온도나 pH, 습기 등 매립지의 조

건에 기초하여 최고 발생량이 결정된다고 보았다. 일차 모델은 매립가스 생성

이 폐기물의 양에 비례하여 감소한다고 가정한다. 전년도에 생성된 매립가스

때문에 사용 가능한 폐기물의 양이 매년 감소한다. 그러므로 매립가스 생성이

점차 감소하는 것이다. 일차 모델은 지수 감소율을 가정한다.


(1) 1공구 매립가스 발생량 예측

Q m = ∑n

i= 12kL oM i(e

- kt i )

여기서, Q m = 예상 최대 매립가스 발생량 (㎥/yr)

k = 메탄 발생 비상수 (1/yr)

= 폐기물 톤당 메탄 발생 잠재량(CH4 ㎥/Mg waste)

L o M i = i 년 매립폐기물량 (Mg)

t i = i 년 매립후 경과기간 (yrs)

(2) 3공구 매립가스 발생량 예측

Q m = 2L oR(e - kc- e - kt)

= 2L oR(1-e - kt)

여기서, Q m = 예상 최대 매립가스 발생량 (㎥/yr)

L o = 폐기물 톤당 메탄 발생 잠재량

(CH4 ㎥/Mg waste)

R = 연 평균 반입량 (Mg/yr)

k = 메탄 발생 비상수 (1/yr)

t = 매립기간 (yrs)

c = 매립 완료후 경과기간 (yrs)


2.4 모수의 선택

일차 모델을 사용할 때에는 총 매립폐기물 양, 폐기물의 매립이력, k값, Lo값의

네 가지 요소가 매립가스 생성을 예측하는 데 결정적인 영향을 미친다.

이를 위해 SCS사가 미국 내 125 여개의 매립지에서의 경험을 정리하여 구축한

데이터베이스를 이용해 본 사업의 매립가스 발생량 예측 모델을 위한 Lo와 k

값을 환산했다. 이 데이터 베이스에는 매우 건조한 지역의 매립지에서부터 습

한 지역의 매립지까지 다양한 설계와 다양한 폐기물 성분을 매립한 매립지의

경우가 포함되어 있다. 수도권매립지가 미국내 매립지와 동일한 조건이라는 가

정 하에 SCS사의 데이터베이스는 “k = 0.067"과 ”Lo = 148 ㎥/ton"의 디폴트

모수를 추천하였다.

그러나, 수도권 매립지는 침출수위가 높은 평지매립형태의 매립지이므로 디폴

트 Lo에서 20%를 할인하였으며, 또한 우리나라 폐기물의 수분함량은 약 50%

이고 미국의 경우는 약 25%이므로, 습윤중량에 기초한 Lo는 수분함량의 영향

을 반영하도록 50/75의 비율로 할인되었다. 본 사업에서 수도권매립지의 모델

링에 사용된 Lo 값은 다음과 같다.

ꁲ Lo = 78.9 ㎥/Mg

k값을 조정하기 위해서는 폐기물을 상대적 분해가능성에 따라 네 개 그룹으로

나누었으며, 폐기물 그룹별로 각각의 개별적인 반감기가 수 십여 종의 논문 등

관련자료에 인용되어 있지만 서로 상충하는 내용을 담고 있는 경우가 많다. 장

기적인 관점에서 개별적인 k 값이 실제 매립지에서 확인된 적은 없다. 대체로

2 그룹의 반감기 즉 2 그룹의 k는 1 그룹의 반감기의 약 5배이며, 3 그룹의 반

감기 즉 3 그룹의 k는 1 그룹의 반감기의 약 20배로 보고 있다. 4 그룹은 기본

적으로 불활성이므로 사실상 반감기가 무한하다.

국내와 미국의 폐기물을 비교하면 국내 폐기물은 미국 보다 1 그룹에 속한 폐

기물이 훨씬 많은데, 그 이유는 국내의 폐기물에서 음식물이 차지하는 비율이

높기 때문이다. 국내의 종이폐기물 비율은 미국보다 훨씬 낮기 때문에 2 그룹

에 속한 폐기물의 비율이 낮다.


SCS사의 데이터베이스를 통해 추천된 k(k=0.067)와 상기한 폐기물 1～4 그룹

의 상대적 분해가능성, 그리고 일반적인 폐기물 속성을 기초로 본 사업에서는

1, 2, 3 그룹의 k 값을 산출하였다. 이들 k 값을 적용하면 일괄적으로 k=0.067

을 대입한 것과 거의 같은 결과가 도출된다. 본 사업에서 수도권매립지의 모델

링에 사용된 k 값은 다음과 같다.

ꁲ 급속 분해가능 k=0.30 1/yr

ꁲ 중속 분해가능 k=0.06 1/yr

ꁲ 완속 분해가능 k=0.015 1/yr

2.5 매립가스 발생량 및 포집 가능량 추정

<표 Ⅱ-8A>, <표 Ⅱ-8B>, <표 Ⅱ-8C>는 1공구의 매립가스 발생예측량을 적

정예측치(Likely), 높은예측치(High) 및 낮은예측치(Low)로 구분하여 제시한 것

이고, <표 Ⅱ-9A>, <표 Ⅱ-9B>, <표 Ⅱ-9C>는 3공구의 매립가스 발생예측량

을 적정예측치(Likely), 높은예측치(High) 및 낮은예측치(Low)로 또한 구분하여

제시한 것이다. 그리고 <표 Ⅱ-10A>, <표 Ⅱ-10B>, <표 Ⅱ-10C>은 1공구와

3공구를 합친 매립가스 발생예측량을 적정예측치(Likely), 높은예측치(High) 및

낮은예측치(Low)로 구분하였다. <그림 Ⅱ-1>은 1공구와 3공구를 합친 매립가

스 발생량 적정예측치(Likely)를 그래프로 나타내었다. 매립가스의 최대포집가

능율은 75%로 가정하였으며, 일부가 침출수에 잠긴 경우 수평 포집관이 실질

적으로 가스를 포집하지 못하고 있음을 고려하고 수평포집시설의 가스포집시스

템에 연결된 순서를 고려하여 매립가스 예상치를 75% 이하로 가정하였다. 75%

이하로 포집예상되는 일부 년도의 포집가능률을 타당성 조사시와 달리 다소 수

정 제시하였다.

75% 매립가스 포집은 해당 공구의 매립이 완료된 이후에나 가능하다. 그러나

이는 각 공구에 수직 추출정을 설치하여 운용하고 침출수 관리문제를 개선했을

경우이다. 그림과 표에 나타난 모든 유량은 50% 메탄 등가성분에 기초한 것이

다. 메탄성분이 다른 경우의 유량을 구하려면 실제 메탄함유 대비 50% 메탄의

단순 비율을 적용하면 된다. 그러나 에너지 값은 변하지 않는다.


<표 Ⅱ-8A> 1공구 매립가스 발생량 적정예측치(Likely)


<표 Ⅱ-8B> 1공구 매립가스 발생량 높은예측치(High)


<표 Ⅱ-8C> 1공구 매립가스 발생량 낮은예측치(Low)


<표 Ⅱ-9A> 3공구 매립가스 발생량 적정예측치(Likely)


<표 Ⅱ-9B> 3공구 매립가스 발생량 높은예측치(High)


<표 Ⅱ-9C> 3공구 매립가스 발생량 낮은예측치(Low)


<표 Ⅱ-10A> 1,3공구 매립가스 발생량 적정예측치(Likely)


<표 Ⅱ-10B> 1,3공구 매립가스 발생량 높은예측치(High)


<표 Ⅱ-10C> 1,3공구 매립가스 발생량 낮은예측치(Low)


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1,000

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

2012

2014

2016

2018

2020

2022

2024

2026

2028

년도

m3/min

매립가스 발생량

매립가스 포집가능량

포집율

<그림 Ⅱ-1> 1, 3공구 매립가스 발생량 적정예측치(Likely) 선도

2.6 안정적인 매립가스 포집가능량

2.6.1 안정적인 매립가스 포집가능량

<표 Ⅱ-10A> 및 <그림 Ⅱ-1>은 1,3공구 매립지에서 발생하는 안정적인 매립

가스 포집량 예측치 자료 및 선도를 보여 주고 있으며, 그 포집량은 2003년에

최고치인 601 N㎥/min를 정점으로 하여 2020년도에 252 N㎥/min까지 감소하

게 된다. 따라서 본 매립가스 자원화사업은 이러한 안정적인 매립가스 포집량

을 근거로 하여 자원화 시설을 설계하였다.

2.6.2 계절적인 요인

일반적으로 건조한 지역(연간 강우량 500 mm 이하)에 위치하고 복토재를 사용

한 경우의 매립지에서만 매립가스 추출에 있어 계절적인 변수가 작용하는 것으

로 판명되었다. 특히 매립지의 깊이가 14 m 미만인 경우에 그러하다. 강우는

복토재를 적셔 효과적으로 공기침투를 막고 매립가스가 복토재를 통해 발산되

는 것을 막는다. 그러므로 우기에 매립가스 포집 시스템의 효율이 올라가고, 매

립가스 포집도 잘 된다. 매립지에 공기침투가 많아지면 메탄 생성에도 장애를

끼친다. 왜냐하면 메탄을 생성하는 미생물이 산소에 민감하기 때문이다.

수도권매립지는 비교적 깊은 매립지이며, 적어도 일정한 강우량을 연중 확보할

수 있기 때문에 계절적인 요인의 영향은 크지 않을 것으로 판단된다.


매립가스의 성분에 있어서도 계절적인 변수가 작용한다. 그러나 최종 복토재로

토양 복토재를 사용하고 건조한 지역에 위치한 매립지의 경우에만 발견된다.

매립가스 중 메탄과 미량 화합물은 약간 습한 계절 동안 증가한다. 최종 복토

가 효과적으로 매립가스의 발산을 막는데 도움을 주면 공기침투가 낮은 상태에

서 운영될 수 있으며, 이는 복토층이 습기를 유지할 때 가능하다. 공기가 침투

하면 메탄과 미량 화합물성분은 줄어든다.

수도권매립지의 매립가스 성분에 있어 계절적인 요인은 다소 작용하리라 판단

되나 일반적으로 장기적인 예측의 경우를 볼 때 계절적인 영향은 미미한 것으

로 사료된다.

3. 매립가스 성분

매립가스 성분은 측정개소, 측정시간, 매립지 복토현장 및 추출방법 등에 따라

메탄함량이 변화한다. 타당성조사 단계에서 조사 분석된 매립가스 성분 실측값

은 최종 복토 전에 측정된 값이므로 최종 복토후의 매립가스 성분을 정확히 예

측하기 어려운 점이 있다. 따라서 본 기본설계시에는 “수도권매립지 매립가스

자원화사업 타당성조사 및 기본계획 용역보고서”에서 제시하고 있는 매립가스

성분조성을 적용하였다. .

ꁲ 메탄(Methane) : 40 ～ 55%

ꁲ 이산화탄소(CO2) : 25 ～ 50%

ꁲ 산소(O2) : 0.1 ～ 3%

ꁲ 질소(N2) : 9.4 ～ 27.3%

ꁲ 수소(H2) : 2.8 ～ 3.7%

ꁲ 암모니아(NH3) : 0.0 ～ 2.3 ppm

ꁲ 황화수소 : 218 ～ 380 ppm

ꁲ 벤젠 : 0.371 ～ 7.128 mg/㎥

ꁲ 톨루엔 : 0.0 ～ 3.64 mg/㎥

ꁲ 트리 클로로 에틸렌 : 0.641 ～ 0.998 mg/㎥

ꁲ 자이렌(m,p) : 1.370 ～ 2.120 mg/㎥

ꁲ 에틸벤젠 : 1.520 ～ 2.050 mg/㎥

ꁲ 테트라 클로로 에틸렌 : 0.217 ～ 2.880 mg/㎥

ꁲ 저위발열량(LHV) : 3,235 ～ 4,448 kcal/N㎥

제 Ⅲ 장 자원화 시설규모 및 형식


1. 매립가스 활용방안

본 수도권매립지에서 발생하는 매립가스는 메탄농도가 40%이상으로서 개략적

으로 3,200～4,500 ㎉/Nm3(LHV 기준)의 열량을 함유하고 있으며 이러한 매립

가스를 활용하기 위한 방안으로서는 가스생산방안과 전기생산방안으로 대별할

수 있다. 가스생산방안의 경우에는 수도권매립지 인근주변에 수요처가 없는 실

정이고, 매립가스를 정제하더라도 최대 발열량이 8,650～9,350 kcal/Nm3 정도로

국내 LNG 배관망에서 요구하는 열량기준인 10,500 kcal/Nm3 에 미치지 못하

므로 매립가스 활용방안으로는 부적합하다. 전기생산방안은 에너지 이용 및 거

리 제한없이 수요처 확보가 가능함에 따라 수도권매립지에서 발생하는 매립가

스 자원화방안은 전기를 생산하는 것으로 하였다.

전기생산 방식은 다음과 같은 설비를 이용하는 것이 가능하다.

ꁲ 가스 엔진 (Reciprocating Engine)

ꁲ 가스 터빈 (Combustion Turbine) 및 복합터빈(Combined Turbine)

ꁲ 스팀 터빈 (Steam Cycle Power Plants)

2. 매립가스 활용량 선정

1,3공구에서의 매립가스 발생량 적정예측치(Likely, <표 Ⅱ-10A>참조) 자료를

선도로 나타내면 아래와 같으며, 아래 선도에서 보듯이 이용가능한 양은 연도

별로 상이하나, 2003년도 601 N㎥/min을 정점으로 하여 3 공구의 매립 완료 2

년후인 2014년도까지는 500 N㎥/min 이상을 유지하다가 그 이후부터 점차 감

소하는 것으로 나타났다.


415

251

186

334

197

108

71

109

3854

80

129

565

449

162

277

578

585

601

0

100

200

300

400

500

600

700

2000 2003 2006 2012 2019 2026 2033

년도

Nm3/min

제1공구

제3공구

합계

<그림 Ⅲ-1> 매립가스 포집가능량 추정

자원화설비의 규모는 매립가스 발생량 적정예측치(Likely, <표 Ⅱ-10A>참조)

에 기초하여 2014년까지의 최저 포집량인 약 500 N㎥/min를 기준으로 보수적

으로 설정할 수도 있으나, 매립가스 발생량 및 포집량의 오차범위를 고려하여

본 사업에서는 매립가스 발생량 최고예측치(High, <표 Ⅱ-10B>참조) 자료를

토대로 2014년까지의 최저치인 약 550 N㎥/min의 매립 가스를 기준으로 자원

화 시설규모를 결정하는 것으로 하였으며, 이렇게 다소 용량을 상향 설정함으

로써 매립가스 발생량 및 포집량의 증가시에도 이를 최대한 활용할 수 있도록

하였다.

매립가스 550 N㎥/min는 열량기준으로 133.5 Gcal/hr(LHV) 또는 148.2 Gcal/hr

(HHV)가 되며, 이를 기준으로 전기생산 방식을 검토하였다.


3. 전기생산 방식별 기술성 검토

3.1 전기생산 방식별 장ㆍ단점

3.1.1 가스엔진 방식

가스엔진은 매립가스 이용 발전 설비로서는 전세계적으로 널리 사용되는 방식

이나, 검증된 단위 용량은 0.1 ㎿～3 ㎿ 이다.

가스엔진의 장점은 저용량에서 타 발전 방식들보다도 효율이 높고 용량을 적절

히 조절할 수 있는 용량 탄력성이 우수하다는 것이며, 단점은 타 발전 방식들

보다 공해물질(NOx, CO, NMOC) 배출이 많고, 단위출력당의 운전유지비가 많

으며, 엔진에서 발생되는 부식으로 인하여 설계수명이 상대적으로 짧다.(현재

수도권매립지에서 Lease형태로 추진중인 가스엔진의 경우 설계 수명을 10년으

로 함.)

소규모 매립지의 매립지 자원화설비는 대부분 가스엔진 방식이나 대부분 매립

가스의 메탄(CH4) 농도가 40%미만에서는 가스엔진의 운전가동이 되지 않는 것

으로 알려져 있다.

가스엔진(Caterpillar 3616 기준)의 총열소비율은 2,482 ㎉/kWh(LHV)이고 가스

엔진발전소의 소내전력 소비율은 약 7% 이므로 가스엔진 발전소의 순열소비율

(송전단기준)은 2,669 ㎉/kWh(LHV)로 이를 기준으로 가스엔진 발전방식의 용

량을 선정하면 다음과 같다.

ꁲ 가스활용량 : 550 N㎥/min

ꁲ 가스엔진의 수 : 17 기

ꁲ 총발전량 : 53.0 ㎿ (3.1 ㎿ x 17 기)

ꁲ 송전단 전력 : 49.3 ㎿


<그림Ⅲ-2> 가스엔진 발전 전처리 시스템 구성도


<그림Ⅲ-3> 가스엔진 발전 주요 계통 흐름도

3.1.2 가스 터빈 및 복합터빈 방식

가스터빈은 가스엔진 다음으로 매립가스 이용 발전 설비로서 널리 이용되는 방

식이며, 가장 널리 사용된 가스터빈의 단위 용량은 3 ㎿ 이다.

현재 1.2 ㎿에서 12.8 ㎿까지를 생산하고 있으나, 복합싸이클(Combined Cycle)

보다는 대부분 단순 가스터빈 싸이클(Simple Cycle)이 주로 활용되고 있다.

가스터빈의 장점은 가스엔진에 비해 오염물질배출량이 적고 또한 운전유지비가

적다는 것이며, 가스터빈의 단점은 연료분사를 위한 압축기의 사용등으로 인하

여 소내 전력소비율이 약 15% 정도로 순열소비율이 타 발전 방식보다 높으며,

소용량 가스터빈은 대용량보다 효율이 좋지 못하다는 것이다.

가스터빈(모델 : Solar Mars 100 기준)의 총열소비율은 2,650 ㎉/kWh (LHV)

이고 소내전력 소비율은 약 15% 이므로, 가스터빈 발전소의 순열소비율(송전단

기준)은 3,117 ㎉/kWh(LHV)로 이를 기준으로 단순 가스터빈 싸이클 발전방식

의 용량을 선정하면 다음과 같다.

ꁲ 가스활용량 : 550 N㎥/min

ꁲ 가스터빈의 수 : 5 기

ꁲ 총발전량 : 49 ㎿ (9.8 ㎿ x 5기)

ꁲ 송전단 전력 : 41.6 ㎿

만일 폐열회수보일러(HRSG) 및 19.7 ㎿ 스팀터빈 1기를 추가하여 가스터빈을

이용한 복합발전방식의 발전량은 다음과 같다.

ꁲ 총발전량 : 68.7 ㎿

ꁲ 송전단 전력 : 60.3 ㎿


<그림 Ⅲ-4> 가스터빈 발전 전처리 시스템 구성도

<그림 Ⅲ-5> 가스터빈 발전 주요 계통 흐름도


3.1.3 스팀터빈 방식

스팀터빈은 매립가스 이용 발전 설비로서는 그동안 매우 제한적으로 사용되어

왔다. 스팀터빈 발전방식은 최저 10 ㎿ 이상의 대용량에서 경제적인데, 이런 규

모의 발전이 가능할 수 있는 규모가 큰 매립지가 전세계적으로 제한된 수에 불

과하기 때문이다.

스팀터빈발전으로 가장 작은 것은 6 ㎿ (BKK Landfill, USA)이고 가장 큰 것

은 50 ㎿ (Puente Hills Landfill, USA) 이다.

스팀터빈의 장점은 타 발전 방식들보다도 공해물질 배출량이 적고, 별도의 매

립가스 전처리가 필요 없다는 것을 들 수 있으며, 단점은 약 10 ㎿이하의 소용

량에서는 경제성이 타 설비에 비하여 떨어진다는 것이다.

일반적인 스팀터빈의 총열소비율은 2,714 ㎉/kWh(HHV) 이고, 소내전력 소비

율은 약 8% 이므로 순열소비율(송전단 기준)은 2,950 ㎉/kWh(HHV)로 이를

기준으로 스팀터빈 발전방식의 용량 및 주요 구성기기를 선정하면 다음과 같

다.

ꁲ 최적 가스활용량 : 550 N㎥/min

ꁲ 주증기 온도/압력 : 536℃ / 96 kg/㎠.a

ꁲ 저압급수가열기 : 2 기

ꁲ 탈기기 : 1 기

ꁲ 고압급수가열기 : 2 기

ꁲ 공기예열기 : 2 기

ꁲ 보일러 : 2 기

ꁲ 스팀터빈 : 1 기

ꁲ 총발전량 : 55 ㎿ (터빈 VWO 기준)

ꁲ 송전단 전력 : 50 ㎿ (터빈 VWO 기준)


<그림 Ⅲ-6> 스팀터빈 발전 주요 계통 구성도

3.1.4 발전 방식별 장ㆍ단점비교

각 전기생산 방식별 장ㆍ단점비교는 아래 <표 Ⅲ-1>과 같다.

<표 Ⅲ-1> 발전 방식별 장ㆍ단점 비교

발전

방식가스엔진 가스터빈 복합터빈 스팀터빈

장 점

- 소용량에 적합

(2～3㎿)

- 설치 실적 최다

- Module화에 의한

유지 보수 용이

- 운전 용이

- 소요량에 적합

(10㎿ 이하)

- 실적 다수

- 공해 배출량 극소

- 중간용량에 적합

(15㎿이하)

- 폐열 이용 가능

- 열효율 우수

- 지역난방 가능

- 대용량에 적합

(10㎿ 이상)

- 공해 배출량 극소

- LFG 부하변동에

강하고, 저질LFG

도 사용가능

- 스팀 생산 가능

- 지역난방 가능

- 설계수명이 길다(25년)

단 점

- 운전유지비 과다

- 환경오염 영향

- 엔진의 부식으로

인하여 설계 수명

이 짧다.(10년)

- 메탄농도 저하시

가스엔진 운전불가

- 매립가스에 의한

터빈 부식

- 주요 자재 국산

화 미흡

- 열소비율이 높

음

- 보일러 부대설비

필요

- 실적 극소

- 소용량에서 시설 투자

비 과다


3.2 스팀터빈 방식의 우수성

3.2.1 대기오염물질 배출량 최소

스팀터빈 발전이 가장 적은 대기오염물질을 배출한다.

<표 Ⅲ-2> 발전 방식별 대기오염물질 배출량(LFG 567㎥/min 기준)

발전 방식대기오염물질(톤/년)

분진 NOx CO NMOC

가스엔진 발전 343.9 429.8 1,697.9 1,053.1

가스터빈 발전 347.1 260.4 195.3 32.6

복합화력 발전 347.1 260.4 195.3 32.6

스팀터빈 발전 47.8 71.6 23.9 11.9

3.2.2 국산화율 최대

매립가스 발전설비에 대해 현재 국내에서는 설계 또는 설치 실적이 전무한 실

정이므로, 주요 설비는 외국에서 수입해야 할 것으로 판단되나, 그 중 스팀터빈

발전방식의 국산화율이 가장 높다.

<표 Ⅲ-3> 발전 설비별 국산화 정도

발전 방식 국내 제작여건 국산화율

가스엔진 발전 엔진 및 연료 전처리설비 제작불가 30%

가스터빈 발전 가스터빈 및 연료 전처리설비 제작불가 30%

복합화력 발전 가스터빈 및 연료 전처리설비 제작불가 60%

스팀터빈 발전 보일러는 제작가능, 소용량 터빈은 국내제작 불가 80%


3.2.3 이용율 최대

매립가스 발전설비의 연간 등가 고장정지율 (Equivalent Forced Outage Rate)

에 대한 통계 자료는 없으나, 스팀터빈이 고장정지율이 가장 낮아 최대 이용율

을 갖는 것으로 보고되고 있다.

<표 Ⅲ-4> 발전 설비별 연간 등가 고장정지율(EFOR)

발전 방식 연간등가고장정지율(EFOR)

가스엔진 발전 10%

가스터빈 발전 7 ～ 10%

복합화력 발전 7 ～ 10%

스팀터빈 발전 5%

3.2.4 연소가능 매립가스 메탄함량 최소

매립가스의 자원화 가능성 평가에는 매립가스중의 메탄함량이 중요한 인자로

메탄함량이 낮은 저질 매립가스는 자원화에 한계가 있다. 그러나 스팀터빈은

메탄함량이 적은 저질 매립가스도 연료로 활용가능한 발전 방식이며, 따라서

메탄함량의 시간적 변동에도 활용가능 범위가 넓다.

<표 Ⅲ-5> 연소가능 매립가스 중 최소 메탄함량 조건

발전 방식 가스엔진 가스터빈 복합터빈 스팀터빈

최소 메탄

가스 함유량40% 40% 40% 20%


4. 전기생산 방식 검토 결론

다음과 같은 사유로 인하여 스팀터빈 발전 방식을 채택한다.

(1) 환경오염물질의 배출이 가장 적어 환경 친화적으로 발전 가능

(2) 매립가스를 별도의 전처리 없이 사용가능 (설비이용율이 최대임)

(3) 운전가능한 메탄가스의 허용 농도변동폭이 가장 넓음

(4) 초기투자비는 상대적으로 많으나, 국내 제작이 대부분 가능하여 유지보

수가 용이하고, 운영 유지비가 낮아 경제성이 가장 우수함

(5) 설계 수명이 가스엔진(10년)에 비하여 2.5배 이상으로 민자사업기간 이

후에도 설비를 지속적으로 사용 가능

5. 스팀터빈 발전 시설규모 산정

ꁾ 스팀터빈 발전 시설 최대 용량 산출식

ꁲ 시설 최대 용량 =

LFG량(Nm3/min)× LFG발열량(kcal/Nm3)× 60min/hr× 보일러효율터빈열소비율(kcal/kWh)× 1000kW/MW

ꁲ 산출결과

550Nm3/min ×4,493kcal/Nm3×60min/hr×0.8242,231.6kcal/kWh×1000kW/MW

= 54.7 MW

≒ 55 MW

매립가스량은 매립가스 발생량 최고예측치(High)를 토대로 자원화시설 가동후


2014년까지의 기간중에서 예상 최저 포집량 550 N㎥/min을 적용하였고, 매립

가스 발열량은 보일러제작자에서 보일러 효율을 HHV 기준으로 제시한 바, 이

에 맞춰 발열량 4,044 kcal/N㎥(LHV)를 HHV 기준으로 환산한 4,493 kcal/N㎥

(HHV)를 사용하였으며, 보일러 효율(HHV 기준) 82.4 % 및 터빈열소비율

2,231.6 kcal/kWh (VWO 기준)은 주기기제작자 (보일러 및 터빈) 자료를 사용

하였다.

상기 산출결과에 따라, 발전소 시설 최대출력 (VWO, Valve Wide Open)은

55MW로 하고, 정격보증출력 (MGR, Maximum Guaranteed Rating)은 50MW

로 한다.

따라서, 자원화시설의 각종 설비들은 정격보증출력의 110%인, 터빈제어밸브를

완전히 열었을 때 (VWO, Valve Wide Open)를 기준으로 한 최대출력 55 MW

를 기준으로 설계한다.

매립가스 발생량 적정예측치(Likely)를 토대로 2014년까지 예상되는 최저 포집

량 (500 N㎥/min)을 기준으로 할 경우 최대출력은 50 MW급이나, 추정 매립가

스 발생량 및 포집량의 오차 범위를 고려하여 매립가스 발생량 높은예측치

(High) 자료의 최저치인 550 N㎥/min를 기준으로 최대 시설 용량을 결정함으

로서 매립가스 적정예측치를 상회할 경우에도 일정부분 운전이 가능하도록 하

였으며, 정격보증출력은 적정예측치(Likely)의 최저치인 500 N㎥/min을 기준한

시설 용량과 동일하게 선정하였다.

따라서, 자원화시설 규모는 정격보증출력(MGR)을 기준으로한 50 MW급으로

채택하였다.

제 Ⅳ 장 자원화시설 부지


1. 위 치

수도권매립지 매립가스 자원화사업 대상부지(매립지 1공구와 3공구 사이)는 행

정구역상 인천광역시 서구 검단동, 검암동, 김포시 양촌면 일대로, 좌표상으로

는 동경 126°33′～126°40′, 북위 37°33′～37°37′사이에 위치한다. 서울

중심으로부터 약 30㎞ 동쪽, 인천 중심지로부터 약 13㎞ 북서쪽에 위치하며, 서

쪽으로 약 20㎞ 지점에는 인천국제공항이 건설중에 있다.

지정학적 관점에서는 국토의 중앙부에 위치하여 장기적인 토지이용 구상에 있

어 국토개발 남북 제1축(개성-강화-안산-군산-목포)의 중심지역에 위치하고 있

어 미래지향적인 토지이용계획의 핵심지역이다. 통일여건의 성숙에 따라 정치,

경제, 사회, 문화 등 인적, 물적교류를 위한 국토개발차원에서 통일 기반시설

조성의 요충지역이다. 국토 이용관리 측면에서는 인천국제공항, 경인운하, 공

항접근도로의 개설과 함께 아시아, 태평양시대의 주역을 위한 동북아시아 거점

도시 및 국가의 관문으로서 이미지 제고를 위한 효율적 토지 이용이 필요하고

대북방 교역의 활성화와 수송체계(공항, 운하, 고속도로, 철도) 정비에 따른 물

류유통 공간이 필요한 지역이다.

2. 지 형

본 사업지구는 서해안 전역에 걸쳐 일어난 육지의 침강으로 이루어진 침강해안

에 위치하며, 오랜 기간 동안 풍화, 침식을 받아 노년기 후기인 저구릉성 산지

로 이루어져 있고 해안을 따라 충적층이 형성되어 있다.

전반적으로 심한 풍화 및 침식작용을 받아 비교적 평탄한 노년기 지형을 이루

고 있으며 제4기 해성 충적층이 넓게 노출되어 있다. 산계는 수안산(147m),

학운산(112m), 필봉산(131m), 가현산(215m), 계양산(395m), 철마산(226m), 북망

산(102m) 등에 의하여 둘러싸여 있으며, 매립장을 중심으로 동북동 방향으로

신장된 타원형의 외륜을 형성하고 있고 중앙부인 오류리, 백석동, 길무도 등지


는 해발 30m 내외로 침식, 풍화된 저지대가 분지형태를 이루고 있다. 수도권매

립지는 동서로 약 20% 이내의 경사를 갖는 해안 간척지로 표고 EL.(-)1.26m에

서 EL.4.53m의 낮은 기복을 보이고 있다.

수계의 양상은 환상구조의 외곽산지에서 시작하여 안쪽의 구릉지로 흐르는 방

사상 수계 형태로 본 지역의 외곽에 준용하천인 시천천(유역면적 : 34㎢, 유로

연장 : 9.5㎞), 검단천(유역면적 : 33㎢, 유로연장 : 9.9㎞)과 다수의 수로가 불규

칙하게 산재되어 서해로 유입되고 있다. 시천천은 여러개의 수로가 북쪽 및

남쪽에서 유입되어 3공구 남서쪽으로 흘러 장도 배수갑문을 통해 서해로 유입

되며, 검단천은 북에서 남서방향으로 수로를 형성하여 안암도 배수갑문을 통해

서해로 유입되고 있는데, 지반고는 수로형성 부분을 제외하고는 대체로

EL.2.0m～EL.4.0m로서 동고서저의 지반을 형성하고 있다. 매립지 서측으로 장

도-매도-도루령으로 이어지는 총연장 6,101m의 방조제(해발고 8.0m의 석괴․토사혼성제, 도로폭 19m, 유효폭 14m)가 축조되어 있으며, 유역에서 유입되는

홍수량을 자연배수하고 해수의 유입을 방지하기 위해 장도 등 3개소에 배수갑

문이 설치되어 있다.

3. 지질 및 지진

3.1 지 질

본 지역의 지질은 선캠브리아기에 형성된 경기변성암 복합체의 일부인 호상흑

운편마암이 분포하며, 이들 편마암내에 소량의 석회암, 석회규산연암, 규암 등

이 분포하는 것으로 보아 퇴적기원의 변성암인 준편마암으로 판단된다. 암상은

주로 흑운모로 이루어진 암색대와 석영, 장석으로 구성된 명색대로 양호한 호

상구조를 나타내는 것이 특징이다. 제4기의 충적층은 모든 암체들이 부정합으

로 피복하고 있으며, 해안을 따라 분포한 이들의 주성분은 점토, 모래, 자갈이

다. 이들은 미고결 상태로 깊은 심도로 분포하고 있으며 이를 분석해보면 다음

과 같다.


(1) 편마암 복합체는 주로 흑운모 호상 편마암으로 구성되어 있으며, 소량의

화강암질 편마암이 국부적으로 분포하기도 하며, 이러한 편마암류들은

대부분의 지역에서 심한 풍화를 받아서 신선한 노두를 찾아보기가 힘든

상태이다.

(2) 편마암 복합체는 운모편암, 석영편암, 규암과 석영, 방해석 편암 등으로

구성 되어 있으며, 이중에서 운모편암이 우세하게 분포하고 있다.

(3) 중생대 화강암류는 편상구조가 발달해 있는 편상 화강암과 괴상조직을

갖는 괴상 화강암으로 구분할 수 있는데, 편상 화강암은 검암동과 백석

동 및 왕길동 일대에 주로 분포하며, 괴상 화강암은 철마산 서편에서 그

분포가 확인되었으나 정확한 경계를 찾지는 못한 상태이다.

(4) 이외에 이러한 화강암과 연관되어 나타나는 큰 규모의 거정질 화강암

(Pegmatite)들이 맥암상 또는 암주상으로 관찰되기도 하며, 사업지역 내

에 분포하는 화산암류는 유문질 암석으로 구성되어 있는 산성 화상암류

가 계양산 일대에 분포하고, 율도 부근에는 안산암류의 중성 화산암류가

응회암(Tuff)과 함께 관찰되기도 하며, 이러한 화산암류는 조사지역의

남부 계양산 일대와 북부의 약암리 지역에 분포하고 있다.

3.2 지 진

(1) 지진기록

본 지점의 지체 구조구는 시생대와 원생대초의 고도 변성암으로 구성된

경기 편마암 복합체를 이루는 경기육괴(경기도 전역, 충청 및 강원 북부

지역)에 속한다. 경기육괴는 한반도의 지진지체구 중 열진(MM IX)과 강

진(MM VⅢ)을 수반한 중약 지진과 경진(Ⅲ)이 발달한 우리나라의 최강

지진구역이다.

1996년 12월 13일 강원도 영월에서는 규모 4.5의 중간정도 크기의 지진

이 발생하였으며, 이로 인한 지반과 구조물의 흔들림은 서울을 비롯한

전국각지의 많은 사람들에 의하여 감지되었으며, 1997년 6월에는 경주에


서 규모 4.3의 지진이 발생하였다. 영월지진과 경주지진은 우리나라가 지

진재해로부터 안전한 지대가 아님을 다시금 일깨워 주고 있다. 역사기록

에 의하면 우리나라에서는 삼국시대 이래 구조물 피해를 수반한 강진이

약 40회 이상 발생하였고 특히 15～17세기 기간에는 지진활동이 매우 활

발하였다고 한다. 그후 지진활동이 다소 감소하였으나, 최근에는 홍성지

진(1978. 10. 7, 진앙지(북위 36°37.2', 동경 126°40.2')에서 진도는

JMA V (MM-VⅢ)로 기록), 백령도 지진(1995. 7. 24), 영월지진(1996.

12. 13), 경주지진(1997. 6. 26)과 같은 중소규모의 지진활동이 다시 증가

하는 경향이 있다.

기상청은 1977년 서울과 광주에서 관측을 시작한 이래로 1980년대 말에

는 서울, 강릉, 추풍령, 광주, 부산 및 서산의 6개소에서, 1992년부터는

12개의 단주기 수직성분 지진관측소를 운영하고 있다. 현재까지 우리나

라의 공식적인 지진자료는 1992년 기상청에서 발행한 『1978～1992 지진

관측보고』가 유일하다. 지진들의 대략적인 분포는 남쪽에서는 서산-포

항을 잇는 N60-70˚W방향으로 진앙이 집중되어 약 100㎞ 폭의 지진대

를 형성하면서 바다까지 연장된다. 북쪽에서는 서울-원산 선상의 서쪽인

평안도와 황해도에 집중되면서 NE-SW방향성을 보인다.

역사지진의 진앙분포(AD2～1904년)는 <그림 Ⅳ-1>에, 1905～1993년 기

간동안 발생한 규모 4.3이상의 계기지진의 진앙들을 <그림 Ⅳ-2>에,

1910년～1996년 연도별 지진 발생 빈도는 <그림 Ⅳ-3>에 도시하였다.

(2) 지진등급

진도(intensity)는 지진에 의한 지면진동에 따라 몇 개의 계급으로 구분

되는데 통상적으로 가장 널리 이용되는 것은 12단계로 되어 있는 MMI

(Modified Mecalli Intensity)와 8계급으로 구분되어있는 일본의 JMAI

(Janpan Meteorological Agency Intensity)가 있는 반면, 지진에너지의

정량적 표현인 규모(Magnitude)는 RM (Richter Magnitude)가 가장 많

이 쓰인다.


<그림 Ⅳ-1> 역사지진의 진앙 분포도

<그림 Ⅳ-2> 한반도에서 서기 1905～1993년 기간 동안 발생한

규모 4.3이상의 계기지진의 진앙들


<그림 Ⅳ-3> 연도별 지진발생빈도

(막대 그래프는 연간 발생빈도이며,실선은 규모4.0이상의 지진발생빈도임)

진도를 나타내는 MMI와 규모를 나타내는 RM의 비교는 <표 Ⅳ-1>와

같고, JMAI와 MMI의 비교는 <표 Ⅳ-2>과 같다. 국내에서의 내진설계

기준은『건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 제14조(’96.2.13)』에 따르며,

최대 지반가속도를 사용하여 지진의 위험도를 나타내는 지진구역은 전국

을 2개 구역으로 분류하였는데, 본 지역은 지진구역 2(지역계수 A=0.12)

에 속한다. 또 구조물의 용도․규모 및 대지의 위치에 따라 구분한 중요

도 계수(I)는 발전소임을 감안하여 중요도 1을 적용한다.

한편 국내 내진설계기준의 적용이 어려운 설비에 대해서는 UBC(Uniform

Building Code) 규정을 적용한다.


<표 Ⅳ-1> Magnitude and Intensity (Richter : 1958)

Magnitude (RM) 2 3 4 5 6 7 8

Max. Intensity(MMI)

Ⅰ～Ⅱ Ⅲ Ⅵ Ⅵ～Ⅶ Ⅶ～Ⅷ Ⅸ～Ⅹ Ⅺ

<표 Ⅳ-2> JMA와 MM의 비교


4. 기 상

4.1 기상개황

기상자료는 인천측후소의 최근 10년간의 관측자료를 이용한다. 10년간(1990

년～1999년)의 기상개황 자료는 <표 Ⅳ-3>과 같다. 연평균 기온은 12.2℃, 연

평균 강수량은 1271.9㎜, 연평균 상대습도는 69%, 연평균 풍속은 2.8m/s이다.

<표 Ⅳ-3> 인천지역 최근 10년간 월별 기상개황

월 별

구 분1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 전년

기 온

(℃)

평 균 -1.8 0.5 5.2 11.1 16.0 20.6 24.2 25.2 21.0 14.7 7.8 1.3 12.2

최 고 12.1 14.6 18.5 27.2 31.2 33.3 37.2 36.9 32.7 27.2 20.8 14.2 37.2

최 저 -16.2 -13.4 -6.2 -2.4 7.5 11.9 15.7 15.1 9.8 -1.0 -8.1 -12.4 -16.2

상대습도

(%)평 균 60 62 65 66 71 77 82 80 74 68 65 63 69

바 람

(m/s)

평 균 3.1 3.4 3.5 3.5 3.0 2.4 2.6 2.1 1.9 2.1 2.8 3.1 2.8

최다풍향 NW NNW NW SW SW SW SW SW N NW NNE NNW NW

최대

순간

풍속 25.1 24.0 22.1 26.0 23.0 26.3 31.8 25.0 23.6 26.0 23.0 28.4 31.8

풍향 W WNW W SSW SSW S SE W SSW SW WNW W SE

강수량 (mm) 18.1 25.7 42.6 65.9 111.3 145.4 253.0 317.0 161.3 56.0 51.3 21.3 1271.9

자료 : 기상연보 (1990 ～ 1999), 기상청

4.2 바 람

연평균 풍속은 2.8m/s이며 봄철인 3～4월은 3.5m/s이상의 평균풍속을 나타내고

있다. 연중 최다 발생풍향은 NW, 최소 발생풍향은 ENE로 조사되었는데, 여름

에는 SW 방향이 우세하고 나머지 기간에는 NW 및 NNW 방향이 우세해 계

절풍의 영향이 큼을 알 수 있다. 그러나 최대순간풍속은 1991년 7월 20일에 발

생한 31.8m/s(풍향 SE)로 여름철에 발생하였다.


4.3 강 수 량

연평균 강수량은 1,271.9㎜로 월평균 강수량은 106㎜인데, 우기인 6월～9월중의

강수량이 876.7㎜로 년간 강수량의 69%를 차지하고 있다. 월별로는 8월이 317

㎜로 가장 많으며 1월이 18.1㎜로 가장 적은 것으로 조사되었다.

4.4 기 온

연평균 기온은 12.2℃이며, 월평균 기온으로는 1월이 -1.8℃로 가장 낮고, 8월이

25.2℃로서 가장 높게 나타났다. 한편, 최고기온은 1994년 7월 26일에 기록된

37.2℃이며, 최저기온은 1990년 1월 25일에 기록된 -16.2℃로 조사되었다.

4.5 습 도

월별 평균상대습도는 강수량이 많은 여름철이 높고 강수량이 적은 봄이 낮게

나타나고 있다. 연평균 상대습도는 69%인데, 월평균 값은 7월이 82%로 가장

높고, 1월이 60%로 가장 낮다.

4.6 적 설 량

인천측후소의 30년(1961～1990)의 적설자료에 따르면 최심 적설값은 31.4㎝이고 적

설일수는 24.9일이다. 또 하루동안의 적설량을 나타내는 최심 신적설값은 30㎝이다.

<표 Ⅳ-4> 신적설 및 적설통계값(㎝)

구 분 1월 2월 3월 4월 11월 12월 전년

신적설 일수 5.6 3.7 1.9 1.0 1.8 3.9 14.6

신 적 설 합 13.2 9.6 4.4 0.0 3.0 8.3 33.6

최심 신적설 20.0 19.2 11.5 0.0 8.0 30.0 30.0

적 설 일 수 10.4 6.9 2.4 1.0 2.1 6.3 24.9

최 심 적 설 31.4 30.4 12.1 0.0 8.0 30.0 31.4

자료 : 기상연보(1961 ～ 1990), 기상청

제 Ⅴ 장 자원화시설 기본 계획


1. 발전형식 검토

1.1 발전 운용방식 및 설계조건

1.1.1 발전 운용방식(Operational Mode)의 정의

발전소 운용방식(Operational Mode)은 부하요구(Load Requirements)형태에 따

라 기저부하운전(Base Load Operation), 전력계통의 부하조절을 위하여 사용하

는 주기운전(Cycling Operation)과 첨두부하 운전(Peak Load Operation)으로

대별할 수 있다.

주기운전(Cycling Operation)은 주로 계통의 중간부하(Intermediate Load)를 만

족시켜 주기 위하여 사용되며, 주기운전(Load Cycling Operation)과 일일 기동

정지(Daily Start and Stop Operation or Two-Shift Cycling)방식으로 나눌 수

있다.

(1) 기저부하운전(Base Load Operation)용 발전소는 항상 기저부하(Base

Load)에서 운전되는 발전소를 말하며, 일반적으로 발전소가 96시간 이

상 정지되었다가 가동되고 운전중에 간단한 문제로 정지된 후 1～2시간

내에 가동되도록 설계된다.

(2) 주기운전(Cycling Operation)용 발전소는 전력계통의 부하조절을 위하여

최대부하에서 최저부하까지 운전을 할 수 있도록 설계된 발전소로, 보통

전력수요가 높은 주중의 주간에는 정격부하에서 운전되고 전력수요가 낮

은 주중의 야간과 주말에는 부분부하로 운전할 수 있도록 설계된다.

(3) 일일 기동정지 운전(Daily Start and Stop Operation or Two-Shift

Cycling)용 발전소는 계통의 부하조절을 위하여 매일 기동 및 정지할 수

있도록 설계된 발전소를 말하며, 보통 전력수요가 높은 주중에는 정격부

하에서 운전되나 전력수요가 낮은 주중의 야간과 주말동안에는 가동을

중지할 수 있도록 설계되고 정지후 빠른 시간 내에 재 기동할 수 있도록

설계된다.


(4) 첨두부하운전(Peak Load Operation)용 발전소는 계통의 최대부하(Peak

Load)를 충족시키기 위하여 필요시만 기동 운전되는 발전소를 말하며

계통의 최대부하 요구시 신속한 기동이 요구되어 보통 가스터빈 발전소

나 양수 발전소가 이용된다.

1.1.2 발전 운용방식(Operational Mode)

본 발전소는 매립지에서 발생되는 매립가스를 연료로하여 발전하도록 계획된

발전소로서, 가스발생량은 시간대별, 계절별로 차이가 발생할 수 있으나 평균적

으로 500 m3/min 이상의 가스가 일정하게 포집 회수되는 것으로 이 포집 회수

매립가스를 전량 발전을 위해 사용될 수 있도록 설계 되어야 하므로 일정부하

로서 운전되는 방식으로 설계되어야 한다. 따라서 본 발전소의 발전운용방식은

기저부하 운전(Base Load Operation)방식으로 한다.

1.1.3 발전설비 설계조건

(1) 발전설비 용량

1) 정격보증출력(MGR : Maximum Guaranteed Rating)

정격 주증기조건, 보충수 0%, 복수기 운전압력 50.8 mmHg abs상태에

서 발전할 수 있는 최대 연속가능출력으로 터빈제작자에 의해서 보증

하는 출력으로서 발전출력은 50,000 ㎾ 이다.

2) 터빈조절밸브 전개출력(VWO : Valve Wide Open), 최대출력 정격

주증기조건, 보충수 0%, 복수기 운전압력 50.8 mmHg abs상태에서

터빈제어밸브(Control Valve)를 전개할 경우 발전할 수 있는 최대 가

능출력으로서 MGR 출력의 110%, 즉 55,000㎾ 이다.

(2) 담당부하

본 설비는 기저부하(Base Load) 담당용으로 운용될 수 있도록 다음과

같은 기능을 갖도록 한다.

1) 자동주파수제어 (AFC : Automatic Frequency Control)

2) 자동전압조정 (AVR : Automatic Voltage Regulation)

3) 자동발전제어 (AGC : Automatic Generation Control)


(3) 계통운용 관련설비

발전기는 3상교류, 60Hz, 역률 0.85, 용량 64,700kVA의 정격으로 단락비

는 정격전압에서 0.35이상이다.

(4) 자동화 수준

발전소의 기동․정지장치, 주요 공정 제어장치 및 발전소 보호장치는 운

전원의 개입없이 자동화공정에 의하여 운전 및 작동될 수 있도록 설계되

어야 하며, 자동화 계통에 고장이 발생할 경우, 주제어반에서 운전원에

의한 수동운전으로 발전소의 정상적인 운전이 가능하다.

(5) 설비 신뢰성

발전설비는 모두 신품이어야 하고, 경험 있는 제작사가 신뢰성이 입증된

최신기술을 적용하여 설계, 제작한 것으로 한다..

1.2 열싸이클 및 열소비율

1.2.1 일반사항

열평형도 최적화는 발전소 열싸이클의 효율을 향상시키기 위하여 터빈형식 및

설계조건에 따른 주증기 조건, 급수가열기 단수 및 최종급수온도 등의 최적 설

계조건을 결정하는 것이다.

본 사항은 Single Cylinder 및 Single Flow 저압터빈을 기준으로 열효율 및 싸

이클 구성에 중요한 영향을 미치는 다음 항목들은 주기기 제작사의 자료, 경험

발전소 실적, 초기투자비 및 경제성을 고려한 발전형식에 따라 검토를 수행하

여 최적 열평형도를 결정하였다.

(1) 주증기 조건

(2) 급수가열기의 단수

(3) 급수가열기 터미널 온도차(TTD : Terminal Temperature Difference)

및 배수냉각기 접근온도(DCA : Drain Cooler Approach)


1.2.2 주요항목 검토내용

(1) 주증기 조건

발전소 열효율을 향상시키기 위하여 사용되는 대표적인 방법은 주증기

압력 및 온도를 증가시키는 것이다.

발전소 열효율을 향상시키기 위하여 주기기 제작자는 주증기 압력 및

온도를 증가시켜 설계를 하고 있다.

본 발전소에 적용하는 주증기 압력 및 온도는 터빈제작자의 제작여부,

경험발전소 실적 및 초기투자비 등을 고려하고 주증기 압력 및 온도는

95 kg/㎠g (1,350 psig), 536℃로 선정하여 설계한다.

(2) 급수가열기 단수

발전소 열싸이클의 효율은 일반적으로 급수가열기 단수를 증가시킬수록

향상된다. 그러나 터빈의 추기점을 충분히 만들 수 없는 제작상의 문제

점 때문에 제한을 받는다. 50MW급 발전소는 급수가열기 단수를 5단

또는 6단으로 설계하는 것이 일반적이며 선정된 제작자는 5단의 급수

가열기를 사용하였다.

(3) 급수가열기 터미널 온도차(TTD : Terminal Temperature Difference)

및 배수냉각기 접근온도(DCA : Drain Cooler Approach)

급수가열기 터미널 온도차(TTD : Terminal Temperature Difference)

및 배수냉각기 접근온도(DCA : Drain Cooler Approach)는 급수가열

기의 성능을 나타내는 척도로써, 이들을 감소시킬 경우 열소비율은 감소

하나 급수가열기 전열면적이 증가하게 된다. 이에 따라 급수가열기의 가

격이 상승하고 가열기 본체가 커지게 되어 기기 배치에 영향을 미치게 된

다.

HEI(Heat Exchange Institute)에서는 과열저감 구역이 없는 급수가열기

의 터미널 온도차는 1.1℃, 그리고 모든 급수가열기의 배수냉각기 접근온

도는 5.6℃이상을 사용할 것을 권고하고 있으며, 현재 가동중인 매립가스

이용 스팀터빈 발전소중 최대 발전소는 미국의 Puente Hills 매립가스

발전소(50MW급)로 여기에서 적용한 급수가열기 터미널 온도차 및 배수

냉각기 접근온도는 아래 <표 Ⅴ-1>과 같으며, 본 수도권매립지 매립가

스 자원화설비인 스팀터빈 발전소에도 이를 기준으로 적용한다.


<표 Ⅴ-1> 급수가열기 터미널 온도차(TTD) 및 배수냉각기 접근온도(DCA)

항 목 터미널온도차 (TTD) 배수냉각기 접근온도 (DCA)

고압급수가열기 2.8℃ 5.6℃

저압급수가열기 2.8℃ 5.6℃

1.2.3 최적 열싸이클의 주요항목

(1) 열싸이클 (Thermal Cycle)

본 발전소의 열싸이클을 구성하는 주요항목은 다음과 같다.

1) 주증기 압력 : 95 kg/㎠ g

2) 주증기 온도 : 536 ℃

3) 급수가열단수 : 5 단

4) 급수가열기 터미널 온도차 및 배수냉각기 접근온도

급수가열기 터미널 온도차 (TTD) 배수냉각기 접근온도 (DCA)

5번 고압 급수가열기 2.8 ℃ 5.6 ℃

4번 고압 급수가열기 2.8 ℃ 5.6 ℃

3번 급수가열기(탈기기) - 0 ℃

2번 저압 급수가열기 2.8 ℃ 5.6 ℃

1번 저압 급수가열기 2.8 ℃ 5.6 ℃

(2) 열평형도 (Heat Balance Diagram)

상기 설계조건을 적용하여 선정된 밸브 전개운전(VWO)시 기준 열평형

도의 주요 설계변수들은 다음과 같다.

1) 주증기 유량 : 210,456 kg/hr

2) 주증기 압력 : 95 kg/㎠ g

3) 복수기 배압 : 50.8 mmHg abs.


1.2.4 터빈 열소비율

각 부하별로 터빈 열소비율은 <표 Ⅴ-2>와 같다.

<표 Ⅴ-2> 터빈 열소비율

부하조건 출 력 (kW)터빈 열소비율

(kcal/kWh)비 고

최대출력(VWO) 55,000 2,231.6부속서류 II-2

Heat Balance

Diagram 참조

정격보증출력(MGR) 50,000 2,201.4

75% 정격보증출력(MGR) 37,500 2,243.4

50% 정격보증출력(MGR) 25,000 2,373.8

25% 정격보증출력(MGR) 12,500 2,688.4

1.3 보일러 형식 및 설계조건

1.3.1 보일러 형식

드럼형, 아임계압, 압입통풍식, 반옥외형으로 한다

1.3.2 보일러 설계 조건

구 분 설 계 내 용

Superheater Outlet

Steam Condition(BMCR 기준)

◦ 유 량 : 106,223 kg/hr / 보일러 1대

◦ 압 력 : 100 kg/㎠ g

◦ 온 도 : 539 ℃

Feedwater Condition

Fuel

◦ 최종 급수 온도 : 239.7 ℃

◦ 주 연 료 : 매립가스

◦ 점화용 연 료 : LPG

1.3.2 보조연료 사용

구 분 설 계 내 용

정상 운전중

점화시

사용 않함

LPG 사용


1.4 터빈/발전기 형식

1.4.1 터빈발전기 배열방식

직렬배열방식을 기준으로 한다.

1.4.2 재열방식 및 비재열방식

재열방식은 비재열 방식에 비하여 효율이 높은 반면에 중압터빈의 추가가 필요

하고, 계통 구성 및 운전/제어가 복잡해지므로 터빈 용량이 100MW 이상인 대

용량 설비에 적용하는 것이 일반적이다. 본 발전소는 터빈제작자의 실적 및 초

기투자비 등을 감안하여 비재열 방식의 터빈이 경제성 측면 및 계통구성 측면

에서 보다 유리하므로 비재열방식을 기준하여 설계한다.

1.4.3 터빈 운전관련 제한조건

터빈운전시 가장 문제가 되는 것은 빈번한 기동 및 정지, 빠른 부하 증감율 및

기동시간의 단축 등으로 인한 터빈구성 요소의 상이한 열팽창, Rotor 진동 및

열응력 등이다. 터빈구성 요소간의 상이한 열팽창 및 Rotor 진동은 현재의 터

빈 설계기술로 큰 문제가 되지 않으나, 열응력은 주로 터빈 Rotor에 표면응력

및 Bore Stress 등을 야기 시켜 결국 Rotor의 균열 및 파열(Burst)을 가져오게

되는 바 터빈의 기동시간 및 부하 증감율을 제한하는 요인이 된다. 이러한 터

빈 Rotor에서의 열응력 문제는 정압 운전시 주로 고압터빈 1단에서의 부하에

따른 온도 변화가 주 원인인 바, 적합한 보일러 주증기 압력제어 방식 및 터빈

제어밸브 운전방식을 채택함으로써 해결할 수 있다.

1.5 냉각탑 형식

강제통풍형(Mechanical Draft) 냉각탑은 자연통풍형(Natural Draft) 냉각탑에

비하여 주변 여건에 의한 영향을 적게 받고 초기투자비가 절감되며 송풍기의

사용으로 공기흐름량을 조절하여 부하조건에 대한 응동성이 우수하다. 또한

설치공간 측면에서도 자연통풍형 냉각탑에 비해 유리하므로 본 발전소에서는

강제통풍 형식이 적합한 것으로 판단된다.

또한, 제한적인 용수원(상수도 용수) 및 비산에 의한 환경영향을 고려하여 습-

건식혼합형(Wet-Dry Combined Type)을 적용하도록 하며, 세부사항으로 운전

신뢰성 확보와 초기투자비 절감 측면에서 좀더 유리한 Induced Draft, Counter

Flow 방식을 채택하도록 한다. 따라서 Wet-Dry Combined, Mechanical

Induced Draft Counter Flow 냉각탑을 선정하여 설계한다.


2. 기계분야

2.1 보일러 및 보조 기기 계통

2.1.1 개 요

보일러 및 보조기기계통은 정압운전에 따른 아임계압 증기를 연속적으로 발생

시켜 터빈과 보조설비에 필요한 증기를 공급한다.

보일러 및 보조기기계통은 연소로, 보일러 기동설비, 철골, 관련 배관 및 계측

제어 계통으로 구성된다.

2.1.2 설계 기준

(1) 보일러는 드럼형, 아임계압, 압입통풍식, 반옥외형으로 설계한다.

(2) 보일러와 연계 (Interface)되는 보조기기계통은 적용 가능한 보일러 제작

자의 요구사항과 설계 추천방식에 따라 설계한다.

(3) 보일러 및 보조기기계통은 보일러 최대연속정격(BMCR)을 기준으로 하

여 설계한다.

(4) 매립가스 연소시 NO2로서 측정한 질소산화물 배출치는 연돌 출구 기준

40 ppm (4% O2 건가스, 체적기준)을 초과하지 않도록 설계한다.

(5) 보일러 설계, 제작 및 기기배치시 공명진동이나 기기 손상을 유발시키는

진동 및 소음이 발생되지 않도록 설계하며, 보일러 지지철골 구조는 내

적 하중 및 외적하중 조건에 만족되도록 설계한다.

(6) 보일러급수 수질조건은 <표 Ⅴ-3>을 기준으로 설계한다.

<표 Ⅴ-3> 보일러 급수 수질조건

항 목 단 위 설 계 치

pH at 25℃

Hardness(CaCO3)

Dissolved O2

Total Iron (Fe)

Total Copper (Cu)

Hydrazine (N2H4)

Silica (SiO2)

Conductivity at 25℃

-

mg/ℓ (ppm)

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

micromhos/cm

9.0 ～ 9.5

0

Max. 0.007

Max. 0.01

Max. 0.003

0.01이상

Max. 0.02

Max. 0.3


(7) 통풍계통

통풍설비계통은 공기예열기에 의해 적절히 예열된 공기를 보일러에 공

급하고, 발생되는 연소가스를 연돌로 배출시킨다.

1) 본 계통의 각 통풍기는 전 부하 범위 내에서 연속 운전할 수 있도록

한다.

2) 닥트의 최소 두께는 다음과 같다.

a) 연소공기 닥트 : 4.5 mm 이상

b) 연소가스 닥트 : 6.0 mm 이상

3) 통풍기 최대 허용 진동치

통풍기 설계 회전속도의 110%까지 베어링 하우징에서 진동측정시

다음 진폭을 초과하지 않도록 설계한다.

a) 1,200 rpm 통풍기 : 0.038 mm (1.5 mils)

b) 1,800 rpm 통풍기 : 0.025 mm (1.0 mils)

4) 정상운전중 본 계통의 설비에서 발생되는 소음기준은 기기 표면으로

부터 수평으로 1m 떨어지고 기기가 설치된 바닥 혹은 플랫포옴

(Platform)에서 상하로 1.5m 떨어진 거리에서 측정한 값이 85

dB(A)이하로 유지되어야 한다.

5) 연소공기 및 가스의 닥트내 최대유속은 보일러 최대연속정격(BMCR)

에서 20 m/s를 기준으로 한다.

2.1.3 계통설명

(1) 보일러의 연소방식은 연소로(Combustor)내에서 주연료인 매립가스를 연

소시켜 발생한 연소가스가 연소로와 전열면을 거치면서 열전달에 의해

터빈 및 계통에 필요한 증기를 생산한다.

(2) Water System

고압급수가열기에서 가열된 급수는 드럼으로 유입된다. 증기 드럼의 포

화수는 강수관(Downcommer)을 통해 연소로 하부 드럼으로 유입되고,

연소로 수벽관 증발기를 지나면서 열을 흡수하여 증기를 발생시킨다.


(3) Steam System

드럼에서 나온 증기는 1차과열기 입구 헤더에 모인 후 1차 과열기를 통

과시 과열된 후 1차 과열기 출구헤더로 다시 모인다. 1차 과열기와 2차

과열기 사이에는 과열저감기가 설치되어 증기의 온도를 제어한다.

2차 과열기를 통과한 증기는 주증기관을 통하여 고압터빈으로 유입된다.

과열기 출구관에 과열기 안전변을 설치하여 과열기를 과도한 압력으로부

터 보호하도록 한다.

(4) 연소설비

매립지에서 포집된 매립가스는 기존설비인 중앙소각장의 수분분리기

(Demister)와 블로워(Blower)를 거치고 본 자원화시설의 가압(Booster)용

블로워(Blower)를 통하여 보일러 연소로 버너에 공급된다.

(5) 통풍계통

1) 보일러 연소에 필요한 공기는 압입통풍기에 의해 공급되며, 연소가스

는 공기예열기를 거쳐 연돌로 배출된다.

2) 연소용 공기는 압입통풍기(보일러 1대 당 1대)에 의해 공기를 대기로

부터 흡입하여 공기예열기를 거쳐 버너에 공급한다.

(6) 공기예열 계통

1) 공기예열계통에는 공기예열기 보일러당 1대가 설치된다.

2) 회전재생식 공기예열기는 배기가스의 여열을 이용해서 연소공기를 가

열한다.

3) 공기예열기 로타는 전기모터에 의하여 구동되어야 하며 백업(Back- up)

용 보조에어모터, 솔레노이드 밸브, 스트레이너 및 배관등을 설치한다.

4) 열소자 재질은 냉간압연 강판을 사용하며 두께는 0.6 mm 이상으로 한다.

(7) 연소가스 계통

1) 연소가스는 공기예열기를 거쳐 연돌로 직접 배출된다.

2) 가스순환 통풍기(보일러1대당 1대)에 의하여 배기가스의 일부가 보일

러 노(Furnace)내에 보내진다.


2.1.4 주요 기기 규격

(1) 보일러

1) 수량 : 2 대

2) 형식 : 아임계압, 드럼형, 자연순환식, 강제통풍식, 반옥외형

3) 증기유량 및 조건(최대 연속정격 (BMCR) 기준)

a) 증기 유량(최종 과열기 출구) : 106,223 kg/hr / 대

b) 증기 조건 (헤더기준)

◦ 최종 과열기 출구 압력 : 100 kg/㎠ g

◦ 최종 과열기 출구 온도 : 539 ℃

◦ 최종 급수온도 : 239.7 ℃

4) 보일러 효율 : 82.4% (압입 통풍기 출구온도 : 25℃ 기준-

ASME PCT 4-1998 "Fuel Efficiency Method")

5) 과잉공기량 : 10 %

6) 연소가스량

a) 공기예열기 입구 : 148,427 kg/hr / 대

b) 공기예열기 출구 : 164,127 kg/hr / 대

7) 연소공기량

a) 공기예열기 입구 : 123,788 kg/hr / 대

b) 공기예열기 출구 : 108,366 kg/hr / 대

8) 보일러 압력손실(드럼 입구에서 과열기 출구까지) : 10.5 kg/㎠

9) 연소가스온도

a) 노 출구 : 1083 ℃

b) 공기예열기 출구 : 137 ℃

10) 공기예열기 출구에서 연소 가스의 농도

a) NOx : 40 ppm

b) SOx : - ppm

c) CO : 60 ppm

11) 증기온도 제어방법 : 과열증기 온도 조절기(Desuperheater)

12) 공기예열기 누기량 : 15,422 kg/hr


(2) 노(Furnace)

1) 노 설계압력 : 제작자 기준

2) 노 크기

a) 깊이 : 6.4 m

b) 폭 : 5.7 m

c) 높이 : 12.2 m(하부드럼 중심선에서 상부드럼 중심선)

d) 체적 : 372 m3

3) 안전밸브

a) 수량 : 4개 / 보일러 1대

b) 위치 : 드럼(2개), 과열기 출구(1개), ERV(1개)

c) 보일러 당 용량, Ton/hr : 80, 26, 16

4) 튜브 (크기/재질)

a) 수냉벽 : OD 76.2 mm/ A178A

b) 과열기 : OD 54.0 mm/A213T11, A213T22, A213T91

5) 증기배관의 수량 및 크기

a) 수량 : 1

b) 크기 : OD 168.3 mm

6) 전열면적

a) 과열기 : Platen(92.8 ㎡), Spaced (662.9 ㎡)

(3) 통풍계통

1) 공기 예열기

a) 형식 : Ljungstrom Regenerative Horizontal Flow

b) 수량 : 1대 / 보일러 1대

c) 유효 전열면 : 4,920 ㎡

d) 총 중량 : 67 Ton

2) 압입 통풍기

a) 형식 : Centrifugal



c) 구동형식 : TEFC

d) 출력 조절 방법 : Inlet Vane Control

e) 회전속도 : 1770 rpm

f) 전동기 정격 : 370 kW

g) 용 량 : 2,173 m3/min

h) 압력 mmH2O

◦ 흡입측 : -40

◦ 토출측 : 672.9

◦ 총압력 : 712.9

i) 설계여유율

◦ 압력 : 163 mmH2O

◦ 온도 : 22 ℃

◦ 용량 : 24 %

(4) 연료공급계통

1) 기동용 버너(Pilot Burner)

a) 형식 : Electric Spark Ignition Flame Type


c) 버너당 유량 : 7 Nm3/h

2) 매립가스 버너

a) 형식 : Multi-Layer Low NOx Gas Burner


c) 버너당 유량 : 4192 Nm3/h

d) Turn down ratio : 2 대 1

(5) 총 중량

1) 압력부 : 214 Ton

2) 비압력부 : 109 Ton

3) 철구조물 : 300 Ton


2.2 터빈/발전기 및 보조기기계통

2.2.1 개 요

터빈은 보일러에서 공급되는 증기의 열에너지를 운동에너지로 변환시켜 발전기

를 가동시킨다. 열에너지의 일부는 터빈으로부터 추기되어 급수의 가열에 사

용되며, 나머지 폐열은 복수기를 통하여 순환수계통으로 방출된다.

2.2.2 설계기준

(1) 터빈은 Single Casing, 3600 rpm의 비재열, 재생 및 복수식이다.

(2) 터빈과 연계(Interface)되는 보조기기 계통은 적용 가능한 터빈제작자의

요구사항과 설계 추천방식에 따라서 설계한다.

(3) 터빈은 보일러의 부하변동 특성을 허용할 수 있도록 설계한다.

(4) 최대 보증부하에서 최저부하 사이의 정상운전상태에서 지정된 경사부하

변동율(Ramping Rate) 및 순간적인 단계부하 변동율(Instantaneous Step

Load Change Rate)을 만족시킬 수 있도록 설계한다.

(5) 터빈은 최대 보증부하에서 최저부하범위에 걸쳐 연속적인 운전이 가능

하도록 설계한다.

(6) 터빈에 관련된 모든 배관 및 기기들은 모든 운전상태에서 터빈에 물이

유입되는 것을 방지하기 위하여 충분한 배수설비를 갖추어야 한다.

(7) 터빈 및 보조기기 계통은 증기압력의 변동을 감당하고 순간적인 부하상

실시 발생하는 증기압력 및 온도의 과도현상에 대처할 수 있도록 설계한다.

(8) 터빈 및 보조기기 계통의 모든 배관은 모든 운전조건중에 터빈으로 유

입, 유출되는 증기유량이 균등하게 유지될 수 있도록 설계한다.

(9) 터빈의 급수가열용 추기 단수는 5단으로 설계하며, 고압터빈에서의 추기

는 5, 4번 급수가열기, 저압터빈의 추기는 탈기기(3번) 및 급수가열기 2,

1번을 각각 가열하는데 사용한다.

(10) 복수펌프로부터 공급되는 저압터빈 배기후드 과열저감용 살수는 기동시,

저 부하 및 무부하시 배기후드의 온도 상승을 방지하기 위하여 사용되

며, 배기후드의 온도에 따라 온도제어밸브로 조절한다.



(참고사항 : 별표(＊)마크된 부분의 사양은 참조용이며, 상세설계시 확정될 부분임)

(1) 터 빈

1) 수 량 : 1대

2) 형 식 : Single Casing, 비재열, 재생 및 복수식

3) 정 격 출 력 : 50,000 kW

4) 주증기 압력 : 95 kg/㎠g

5) 주증기 온도 : 536 ℃

6) 정 격 배 압 : 50.8 mmHg. abs

7) 회 전 수 : 3,600 rpm

8) 증기유량 : 186,401 kg/h (at MGR)

9) 열 소 비 율 : 2,201.4 kcal/kWh (at MGR)

10) 터빈단수 : *35 Stages without Control Stage

11) 최종단 길이 : *575 mm

12) 터빈재질

a) 로타 : *30CrMoNiV511

b) 케이싱 : *G17CrMoV511

c) 블레이드 : *X22CrMoV121

13) 중량

a) 전체중량 : *208,000 kg

b) 터빈로타 : *17,500 kg

c) 건설중 최대 중량 : *100,000 kg (Generator)

14) 크기

a) 길이 : *15,000 mm

b) 최대폭 : *7,000 mm

(2) 발전기

1) 수 량 : 1 대

2) 형 식 : 3상 동기발전기, 횡축, 완전밀폐형, 공기냉각방식

3) 정 격 : 64,700 kVA

4) 정 격 역 률 : 0.85

5) 정 격 전 압 : 13,800V, 3상, 60Hz


(3) 터빈 부속설비

1) 주증기 정지 밸브

a) 수량 : 1개

b) 재질 : *X23CrMoV121(for information only)

2) 제어밸브

a) 수량 : 3개

b) 재질 : *X23CrMoV121(for information only)

3) 윤활유계통

a) 윤활유 펌프 (Lube Oil Pump)

◦ 주윤활유 펌프 (Main Lube Oil Pump)

- 수 량 : 100% x 1대

- 유 량 : *1,559 liter/min

- 전동기 정격 : *32 kW/ 460 VAC

◦ 보조 윤활유 펌프 (Auxiliary Lube Oil Pump)

- 수 량 : 100% x 1대

- 유 량 : *1,559 liter/min

- 전동기 정격 : *32 kW/ 460 VAC

◦ DC 모터 구동용 비상 윤활유 펌프(Emergency Lube Oil Pump)

- 수 량 : Approx. 40% x 1대

- 유 량 : *577 liter/min

- 전동기 정격 : *5.3 kW/ 120 VDC

b) 윤활유 냉각기 (Lube Oil Cooler)

◦ 수 량 : 100% x 2대

◦ 형 식 : Tube Type

c) 윤활유 저장조 (Lube Oil Tank)

◦ 수 량 : 100% x 1대

◦ 용 량 : 10,000 liter

4) 글랜드 스팀 콘덴서(Gland Steam Seal Condenser)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 형 식 : Straight Tube Type

5) 터닝기어(Turning Gear)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 형 식 : Hydraulically Operated Turning Gear


2.3 급수계통

2.3.1 개 요

급수계통의 기능은 보일러 급수를 급수저장탱크로부터 전동기 구동의 급수펌프

에 의하여 2단의 고압급수가열기를 거쳐 보일러 입구로 공급하는데 있다.

또한, 급수계통은 보일러 과열기의 과열저감기에 분사수를 공급한다.

2.3.2 설계 기준

(1) 설계조건은 최대출력, 즉 밸브전개 운전(VWO)열평형에서 계산된 값을

기준한다.

(2) 급수펌프의 흡입측 공통모관에 하이드라진과 암모니아를 주입한다.

(3) 급수계통을 구성하는 펌프는 20년 이상 빈번하게 반복되는 출력변화 운

전에서 유발되는 과도한 응력 및 피로현상에 대한 내구성을 가져야 한다.

(4) 급수펌프 출구 배관에는 급수계통 요구유량이 급수펌프 최소유량 이하

에서 운전될 경우 펌프의 과열 및 불안정한 운전상태로부터 펌프를 보호

하기 위하여 급수저장탱크로 재 순환되는 최소유량 재 순환관을 설치한다.

(5) 급수펌프에는 운전정지 또는 대기중인 펌프가 기동될 때 Rubbing현상

및 열 충격 현상 등의 발생을 방지하기 위하여 발전소 냉간 정지(Cold

Shutdown)기간을 제외한 모든 운전조건에서 작동하도록 급수펌프 예열

계통을 설치한다.

(6) 고압급수가열기에는 격리밸브 및 바이패스(Bypass)관을 설치한다.

(7) 수질분석용 급수시료는 보일러의 드럼 입구 및 급수펌프 출구모관에서

채취한다.

2.3.3 계통설명

(1) 계통구성은 배관 및 계측 장치도 PID-120을 참조한다.

(2) 고압 급수가열기는 수평형, U-튜브형식으로 100%용량 2대의 고압급수

가열기(4, 5번)가 설치되며 배수냉각기가 내장되어 있다. 고압급수가열기

전후단에는 전동기 구동식 차단밸브가 설치되고, 바이패스관이 설치된다.


(3) 급수펌프는 50%용량 3대의 전동기 구동 급수펌프가 설치되며, 급수 유

량을 조절하기 위하여 보일러 전단에 제어밸브가 설치되며 토출배관에

는 모듀레이팅 타입의 유량제어밸브를 설치하여 급수펌프의 최소유량을

제어한다.

(4) 주증기의 온도조절을 위해 보일러 1차 과열기 출구측 과열저감기에 분

사수를 공급한다.

(5) 급수계통의 정상적인 기동은 계통운전 조건에 만족되는 급수가 급수저

장탱크에 채워져 있을 때 자동 또는 수동으로 수행된다. 밸브 중에서

현장 수동조작인 급수펌프 흡입측 차단밸브 등처럼 운전중의 부주의에

의해 닫힐 경우 펌프에 손상을 유발시키는 밸브는 Lock-open위치로 유

지해야 한다.

(6) 고압급수가열기를 격리시켜 운전시킬 때는 급수가열기 격리밸브, 바이패

스밸브, 급수가열기측 추기관의 차단밸브 등의 연동운전을 수행하여 급

수가열기를 격리 운전시킨다.


(1) 5번 저압급수가열기

1) 형 식 : 수평, U-튜브, Two pass

2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기 : *5,950 kg

b) 충수시 : *8,250 kg

4) 쉘 직 경 : *OD 685.8 cm

5) 길 이 : *7,570 mm

6) 열전달면적 : *155.5 ㎡

7) 설계압력

a) 쉘측 : 35 kg/㎠.g

b) 튜브측 : 141 kg/㎠.g


8) 설계온도

a) 쉘측 : 383 ℃

b) 튜브 : 251 ℃

9) 재 질

a) 튜브 : A213-304N

b) 쉘측 : A516 Gr.70

c) 체넬 : A516 Gr.70



2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기 : *6,250 kg

b) 충수시 : *8,950 kg

4) 쉘 직 경 : *OD 730.2 cm

5) 길 이 : *7,730 mm

6) 열전달면적 : *184.1 ㎡

7) 설계압력

a) 쉘측 : 16.3 kg/㎠.g

b) 튜브측 : 141 kg/㎠.g

8) 설계온도

a) 쉘측 : 312 ℃

b) 튜브측 : 220 ℃

9) 재 질

a) 튜브측 : A213-304N

b) 쉘측 : A516 Gr.70

c) 체넬 : A516 Gr.70


(3) 탈기기(Deaerator) 및 저장탱크(Storage Tank)

1) 형 식 : 수평형, 트레이(Tray)형

2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기자체 : *12,800 kg

b) 충수시 : *53,600 kg

4) 크 기

a) 탈기기 : *OD2,308mm x 1,524mmH

b) 저장탱크 : *OD2,424mm x 6,150mmL

5) 설계압력 : 10 kg/㎠.g 및 완전진공

6) 설계온도 : 183℃

7) 재 질

a) 탈기기 : A516 Gr.70

b) 저장탱크 : A516 Gr.70

c) 트레이 : A240-430

(4) 급수펌프

1) 형 식 : 수평, 원심형, 단일속도 전동기구동

2) 수 량 : 50% x 3대

3) 양 정 : *1361 m

4) 유 량 : *123 ㎥/h

5) 회 전 수 : 3580 rpm

6) 전 동 기 : *630kW/6600 V

7) 재 질

a) 케이싱 : A105 or A266

b) 임펠러 : A743 Gr. CA15 or CA6NM

c) 축 : A276 Type 410


2.4 복수계통

2.4.1 개 요

복수계통은 터빈배출증기를 복수기에서 응축시켜 핫트웰(Hotwell)에 모아서 복

수펌프에 의해 글랜드스팀 콘덴서, 1번 및 2번 저압급수가열기를 거쳐 탈기기

및 급수저장탱크로 보낸다.

2.4.2 설계 기준

(1) 설계조건은 밸브전개 운전(VWO) 열평형에서 계산된 값을 기준한다.

(2) 복수펌프 및 글랜드스팀 콘덴서의 최소유량 재 순환관은 글랜드스팀 콘

덴서 하류 측에 설치한다.

(3) 복수기는 터빈배기시 증기충돌로 배플 (Baffle) 혹은 튜브가 파손되지

않도록 설계한다.

(4) 복수기 튜브와 튜브시트 사이에서 누수(Leak)가 발생되지 않도록 튜브

말단부를 확관한 후 튜브시트에 밀봉 용접(Seal Welding)하여 부착한다.

(5) 글랜드스팀 콘덴서, 1번 및 2번 저압급수가열기 각각에는 바이패스 배관

을 설치한다. 바이패스 배관계(바이패스밸브 포함)의 설계 압력 강하량

은 저압급수가열기단 정상운전시의 압력강하량과 동일하게 설계한다.

2.4.3 계통설명


(2) 복수는 복수펌프, 글랜드스팀 콘덴서, 1번과 2번 저압급수가열기를 거쳐

탈기기 및 급수저장탱크로 공급되며, 글랜드스팀 콘덴서 출구단에서 지

관을 통하여 다음과 같은 기타 소요처에 복수를 공급한다.

1) 복수기 진공펌프 밀봉수 보충

2) 약품주입설비 계통

3) 복수기 진공파괴밸브 밀봉수


4) 수밀봉(Water Seal) 밸브 및 복수기 목부분 신축 조인트 밀봉수

5) 저압터빈 배기후드 분무수

6) 터빈건물 난방증기 과열저감기 분무수

7) 기기냉각수 헤드탱크 보충

8) 냉방용수(Chilled Water) 계통 보충수

9) 보조증기 헤더 과열저감기 분무수

(3) 복수기는 2패스인 1개의 쉘로 구성되며, 저압터빈 배출증기 및 각종 배

기, 배수를 복수기 튜브측 순환수와의 열 교환에 의해 응축시켜 핫트웰

에 모은 후 계통에 유입토록 한다.

(4) 복수펌프는 100% x 2대가 설치되며 복수기 핫트웰에서 취수한 복수를

탈기기 및 기타 소요처에 공급한다.

(5) 각 100% 용량 1대로 구성된 1번 및 2번 저압급수가열기는 저압터빈으

로부터 저압급수가열기 쉘측으로 추기를 공급받아 튜브측 급수를 가열

한다.

(6) 터빈 공급자가 공급하는 글랜드스팀 콘덴서는 터빈글랜드 밀봉증기를

튜브측 복수와의 열 교환에 의해 응측시켜 복수기로 배수시키며, 비응축

성 가스는 대기로 배기시키는 기능을 갖는다.

(7) 복수계통의 수질감시와 화학적인 제어는 운전중 계속 수행되며, 복수기

핫트웰 등에서 수질감시를 위해 상시 수질 분석을 한다. 또한 글랜드스

팀 콘덴서 후단에 약품주입계통으로부터 암모니아와 하이드라진을 주입

하여 복수의 pH 및 용존산소량을 허용치 범위로 유지시킨다.

(8) 복수기 핫트웰 수위를 자동으로 유지시키기 위해 핫트웰 수위조절밸브

가 설치되어 자동으로 복수를 보충 혹은 방출시킨다.

(9) 탈기기의 수위제어는 탈기기 수위조절 밸브에 의해 수행된다.

(10)저압급수가열기 튜브파열시 급수가열기를 격리시켜 바이패스 운전을 한다.



(1) 복수기

1) 형 식 : 단일압력(Single Pressure), One Shell, Two Pass

2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기자체중량 : 100,000 kg

b) 충수시 : 337,000 kg

c) 운전시 : 174,000 kg

4) 설계 압력

a) 쉘측 : 1.1 kg/㎠.g 및 완전진공

b) 튜브측 : 4.0 kg/㎠.g 및 완전진공

5) 튜브 사양

a) 재질 : A249-TP304

b) 사양 : 7/8" OD, 22 BWG

6) 튜브쉬트

a) 재질 : CLAD - A240-TP304

BASE - A516 Gr.70

7) 열부하 : 74,587,240 kCal/h

8) 청결계수 : 0.9

9) HOTWELL 용량 : 14 ㎥

10) 유효전열면적 : 3,392 ㎡

11) 튜브수량 : 5,436

12) 쉘 재질 : A285 Gr.C

(2) 복수펌프

1) 형 식 : 수직원심형(Can Type), 단일속도 전동기구동

2) 수 량 : 100% x 2대

3) 양 정 : 130 m

4) 유 량 : 190 ㎥/h

5) 회 전 수 : 1750 rpm

6) 전 동 기 : 132 kW / 460V AC

7) 재 질

a) 케이싱 : A48 Cl 38

b) 임펠러 : A743 CA 15

c) 축 : A276 TP 410




2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기 : *6,950 kg

b) 충수시 : *12,350 kg

4) 쉘 직 경 : *OD 882.6 cm

5) 길 이 : *10,050 mm

6) 열전달면적 : *242.2 ㎡

7) 설계압력


b) 튜브측 : 52 kg/㎠.g 및 완전진공

8) 설계온도

a) 쉘측 : 148 ℃

b) 튜브측 : 148 ℃

9) 재 질

a) 튜브 : A688-304L

b) 쉘 : A516 Gr.70

c) 체넬 : A516 Gr.70



2) 수 량 : 100% x 1대

3) 중 량

a) 기기 : *4,750 kg

b) 충수시 : *7,650 kg

4) 쉘 직 경 : *OD 730.2 cm

5) 길 이 : *8,050 mm

6) 열전달면적 : *156.6 ㎡

7) 설계압력


b) 튜브측 : 52 kg/㎠.g 및 완전진공

8) 설계온도

a) 쉘측 : 148 ℃

b) 튜브측 : 148 ℃

9) 재 질

a) 튜브 : A688-304L

b) 쉘 : A516 Gr.70

c) 체넬 : A516 Gr.70


2.5 순환수계통

2.5.1 개 요

순환수계통은 복수기와 기기냉각수 열교환기 등에서 상승된 냉각수의 온도를

냉각탑에서 대기와의 열 교환을 통하여 감온한 후, 냉각수 저장조에 저장하며,

저장조의 냉각수는 순환수펌프에 의해서 재순환 된다. 순환수 계통은 냉각탑,

냉각수 저장조, 순환수펌프, 복수기 튜브세정장치등으로 구성된다.

2.5.2 설계기준

(1) 순환수펌프의 설계유량은 밸브전개 운전(VWO)부하시 소요되는 복수기

및 기기냉각수 열교환기에서 필요한 냉각수량을 기준으로 한다.

(2) 계통의 배관배치는 2대의 순환수펌프 출구 측에서 공통관(Common

Line)으로 구성되어 복수기 튜브 세정장치 전단에서 분기되어 2개의 복

수기 수실에 냉각수를 공급하도록 구성한다.

(3) 계통설계와 펌프제어장치는 발전소 기동, 정지 및 운전중 우발적인 사고

로 발생할 수 있는 수격현상으로부터 보호될 수 있도록 설계한다.

(4) 순환수 계통은 운전 중에도 순환수(냉각수)가 누설될 경우 복수기 튜브

의 보수작업이 가능하도록 설계한다.

(5) 복수기에는 복수기 튜브 세정장치를 설치하여 복수기 튜브 내에 부착되

어 있는 각종 침전물 및 부식 생성물 등을 제거하여 열전달 효율을 증

가시킬 수 있도록 설계한다.

(6) 냉각탑은 동절기 운전시 동결(Freeze Forming)이 발생하지 않도록 설계

하고 냉각탑에서 방출되는 Plume으로부터 야기되는 인근 주거지역 환경

영향을 최소화할 수 있도록 설계한다.


2.5.3 계통설명

(1) 계통구성은 배관 및 계측 장치도 PID-200A,B를 참조한다.

(2) 순환수펌프는 100%용량 2대가 설치되며 냉각탑 하부의 냉각수 저장조

로부터 냉각수를 흡입하여 복수기 및 기기냉각수 열교환기에 공급하고

냉각탑으로 재 순환시킨다.

(3) 냉각탑의 보충은 중력에 의하여 유량조절 밸브를 통하여 원수저장탱크

로부터 공급된다.

(4) 복수기튜브 세정장치는 복수기 튜브 내에 부착되어 있는 침전물 및 부

식생성물 등을 제거하여 열전달 효율을 설계치대로 유지시킨다.


(1) 순환수펌프(Circulating Water Pump)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수직형, 원심형, 단일 속도 전동기 구동

3) 양 정 : 20 m

4) 유 량 : 7,600 ㎥/h

5) 회 전 수 : 710 rpm

6) 전 동 기 : 700 kW/6600 V

7) 재 질

a) 케이싱 : GC 200

b) 임펠러 : BC 6

c) 축 : SM 45 C

d) Column Pipe : SS 400 C

(2) 냉 각 탑

1) 수 량 : 1대

2) 형 식 : 콘크리이트

3) 냉각 방법 : Wet-Dry(Hybrid)

4) 냉각부하 : 76,901,240 kcal/h

5) 순환수량 : 7,600 ㎥/h

6) 냉각탑입구 순환수 온도 : 44.8℃

7) 냉각탑출구 순환수 온도 : 34.1℃

8) 습구온도 /상대습도(입구) : 27.5℃ / 70%

9) 건구온도 /상대습도(외기) : 32℃ / 70%

10) 건구온도 /상대습도(입구) : 2℃ / 70%

(Plume이 발생하지 않는 대기조건)


11) Drift Loss : 순환수량의 0.01%

12) 증발손실 : 순환수량의 1.63%

13) Blow Down 유량 : 순환수량의 0.81～1.15%

14) 구조물

a) 셀 수량 : 3

b) 셀당 펜 수량 : 1

c) 총 펜 수량 : 3

15) 재 질

a) 후레임 : 콘크리이트

b) 케이싱 : 콘크리이트

c) 튜브 : Stainless Steel

d) 핀 : Copper

(3) 복수기 튜브 세정장치

1) 볼 분배기

a) 수 량 : 2대

b) 형 식 : Y Type

c) 볼 크기 : 27mm

d) 볼 재질 : Rubber

2) 볼 순환펌프

a) 수 량 : 2대

b) 형 식 : Non-Clogging

c) 유 량 : 15 ㎥/hr

d) 양 정 : 12 m

e) 회전수 : 1,750 rpm

f) 전동기 동력 : 3.0 kW

g) 재 질

◦케이싱 : A48 CL30B

◦임펠러 : A48 CL30B

◦축 : ANSI 420

3) 볼 수집기

a) 수 량 : 2대

b) 형 식 : Flap Type

c) 재 질

◦본 체 : A53 Gr.A

◦볼 Catching Flap : B148 C95400


2.6 기기냉각수계통

2.6.1 개 요

기기냉각수 계통은 각종 기기 장치에서 발생되는 열을 제거하여 그 열을 순

환수계통으로 방출하는 역할을 한다.

2.6.2 설계 기준

(1) 기기냉각수 열교환기에서 냉각된 냉각수는 각종 냉각기 및 보조 기기로

보내어져 각 기기를 냉각시키며, 열교환에 의해 온도가 상승된 냉각수는

회수되어 기기 냉각수 펌프를 거쳐 기기냉각수 열교환기로 순환된다.

본 계통으로부터 냉각수를 공급받는 주요 냉각기 및 보조 기기 들은 다

음과 같다.

1) 터빈 윤활유 냉각기

2) 발전기 공기 냉각기

3) 급수펌프 윤활유

4) 주제어건물 냉동기 응축기

5) 소내용 및 계기용 공기압축기 냉각기

6) 수질분석 시료냉각기(Sample Cooler)

7) 공기통풍기 베어링 윤활유 냉각기

8) 복수기 진공펌프 밀봉수 열 교환기

9) 기타

(2) 기기 냉각수 계통은 여러기기들로부터 발생되는 최대 열부하를 제거할

수 있도록 설계한다. 또한 소내의 각종 기기가 과냉되는 것을 막기 위

하여 기기 냉각수의 온도는 15℃이하로 내려가지 않도록 설계한다.

(3) 본 계통은 운전중인 다른 계통에 영향을 주지 않고 계통내의 각 기기의

정지나 보수가 가능하도록 설계한다.

(4) 기기 냉각수는 계통의 배관 및 기기의 부식방지를 위해서 처리된 복수

(Condensate)를 사용하며, 탈산소제를 주입 하도록 설계한다.


2.6.3 계통설명


(2) 기기냉각수펌프는 100%용량 2대가 설치되며 밀폐된 계통내의 기기 냉

각수를 계속적으로 순환시킨다.

(3) 기기냉각수 열교환기는 100% 용량 2대가 설치되며 계통내의 각종 냉각

기 및 보조 기기들로부터의 열 부하를 제거하여 순환수계통으로 방출한다.

(4) 기기냉각수 헤드탱크는 계통내의 다른 기기 들보다 높은 위치인 탈기기

층에 설치하며, 기기냉각수의 열팽창 흡수 및 기타 써지(Surge)체적을

충분히 흡수할 수 있는 용량을 갖는다. 또한 탱크 입구 측에 설치된 수

위조절밸브에 의해 복수펌프로부터 보충수를 공급받는다.

(5) 기기냉각수는 계통의 배관 및 기기의 부식방지를 위하여 처리된 복수

(Condensate)를 사용하며, 탈산소제인 하이드라진(Hydrazine)을 기기 냉

각수 계통에 주입한다.


(1) 기기냉각수 펌프

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수평 원심형

3) 양 정 : 45 m

4) 유 량 : 350 ㎥/h

5) 회 전 수 : 1780 rpm

6) 전 동 기 : 75 kW/460V AC

7) 재 질

a) 케이싱 : GC 250

b) 임펠러 : BC 6

c) 축 : STS 410


(2) 기기냉각수 열교환기

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수평 직선 원통다관형, 단일패스

3) 열 부 하 : 2,314,000 kcal/h

4) LMTD : 12.5℃

5) 전열면적 : 154.05 ㎡

6) 튜브수량 : 365 Ea

7) 길 이 : ID584mm x 7,050mmL

8) 쉘 설계압력 : 10.5 kg/㎠.g

9) 튜브 설계압력 : 10.5 kg/㎠g & 완전진공

10) 설계온도 : 60 ℃

11) 재 질

a) 튜브 : B111-C70600

b) 쉘 : A516 Gr.70

c) 체넬 : A516 Gr.70

12) 중량 : 7,050 kg

(3) 기기냉각수 헤드탱크

1) 수 량 : 100% x 1대

2) 형 식 : 수직원통형

3) 용 량 : 1.6 ㎥

4) 설계압력 : 3.0 kg/㎠g

5) 설계온도 : 60 ℃

6) 중 량 : *3,470 kg

7) 재 질 : Carbon Steel (SS 400 동등 이상)


2.7 연료공급계통

2.7.1 개 요

연료공급계통은 보일러 연료인 매립가스(LFG)를 보일러 버너까지 블로워를

이용하여 공급하고 또한 보일러 초기 점화용 연료인 LPG를 공급한다.

2.7.2 설계기준

(1) 보일러 연료인 매립가스를 블로워를 통해 보일러 버너에 필요한 압력까

지 가압 공급하고, 아울러 매립지에 과잉 부압이 걸리지 않도록 한다.

(2) 보일러 기동시에 사용되는 LPG는 기동시에만 소량 이용되므로 병으로

된 LPG를 헤더로 연결하여 후단에 압력제어용 밸브을 설치하여 사용한다.

2.7.3 계통설명

(1) 계통구성은 배관 및 계측장치도 PID-100을 참조한다.

(3) 매립가스는 50% 용량 x 3대의 블로워에 의해 보일러에 공급되며, 2대는

운전용이며 1대는 예비용이다.

(3) 블로워 운전중 매립지에 과잉 부압이 걸리지 않도록 적절히 제어되어야

한다.


(1) 블로워 (Blower)

1) 수 량 : 50% x 3 대

2) 형 식 : 원심형

3) 용 량 : 25,500 N㎥/h

4) 정 압 : 4,000 mmH2O


2.8 압축공기계통

2.8.1 개 요

압축공기 계통은 모든 운전조건하에서 발전소의 운전에 필요한 압축공기를

생산 공급하는 계통으로서 각종 공기 제어계통에 공급하는 계기용 압축공기

계통과 발전소 유지보수 등에 필요한 소내용 압축공기 계통으로 구분한다.

압축공기 계통의 설계범위는 공기압축기, 소내용 및 계기용 압축공기 저장탱

크, 공기건조기, 전처리 및 후처리 여과기, 공기 압축기의 부하 및 무부하 운

전제어장치 등으로 구성된다.

2.8.2 설계 기준

(1) 압축공기 계통은 50%용량인 3대의 공기압축기로 구성하며, 소내용 및

계기용 압축공기의 최대 소요량은 2대의 공기압축기로 공급할 수 있는

용량으로 설계하고, 1대는 대기용으로 한다.

(2) 소내용 및 계기용 압축공기 저장탱크는 각각 압축공기 모관(Header)에

연결되고 계기용 압축공기는 필터 및 공기건조기를 통하여 습분이 제거

된 후 관련 계통에 공급하도록 설계한다.

(3) 공기압축기의 냉각수는 기기냉각수 계통으로부터 공급받는다.

(4) 공기압축기의 설계는 최고 주변온도 50℃ 및 토출압력 8.8 kg/㎠g를 기

준으로 하며, 공기흡입은 건물 내에서 취하도록 한다.

(5) 후냉각기를 거친 압축공기는 압력 8.8 kg/㎠g, 온도 43℃가 되도록 설계

하며, 계기용 압축공기는 8.8 kg/㎠g에서 노점온도가 -40℃이하가 되도

록 건조시키도록 한다.

2.8.3 계통설명

(1) 계통구성은 배관 및 계측 장치도 PID-400,410를 참조한다.

(2) 압축공기 계통은 기동 및 운전정지를 포함한 발전소의 모든 운전조건에

서 연속적으로 운전한다.


(3) 3대의 공기압축기중 2대는 정상운전에 사용되고 나머지 1대는 대기용이

며, 이 대기용 공기압축기는 압축공기 모관의 공기압력이 설정치 이하로

내려가면 자동 기동한다.

(4)소내용 압축공기의 소요처는 다음과 같다.

1) 터빈 빌딩

2) 보일러 빌딩 등

3) 수처리 계통 등

(5) 계기용 압축공기의 소요처는 다음과 같다.

1) 일반 계측제어 기기

2) 보일러 빌딩

3) 터빈 빌딩

4) 약품주입계통 등

5) 계기보수실

6) 수처리 계통 등


(1) 공기 압축기(Air Compressor)

1) 수 량 : 50% x 3 대

2) 형 식 : 왕복동형 2단(Reciprocating, Two Stage),

비급유식(Oil Free), 수냉식

3) 용 량 : 325 Sm3/h

4) 토출측 압력 : 8.8 kg/㎠g

5) 설계온도 : 50 ℃

6) 전동기 : 45 kW / 460V / 585 rpm

(2) 중간 냉각기

1) 수 량 : 1대 / 공기압축기 1대

2) 형 식 : 습분 제거기를 포함한 쉘 & 튜브형식

3) 쉘 직경 : 200 mm

4) 튜브크기 (OD X L X TH'K) : 12.7mm X 800mm X 1mm

5) 재 질

a) 튜브 : Copper

b) 쉘 : 탄소강


(3) 출구측 냉각기

1) 수 량 : 1대 / 공기압축기 1대

2) 형 식 : 습분 제거기를 포함한 쉘 & 튜브형식

3) 쉘 직경 : 150 mm

4) 튜브크기 (OD X L X TH'K) : 12.7mm X 1,000mm X 1mm

5) 재 질

a) 튜브 : Copper

b) 쉘 : 탄소강

(4) 서어비스 공기 저장조

1) 수 량 : 1대

2) 크 기 : OD 950mm x 3,040mmH

3) 용 량 : 2㎥

4) 설계 압력 : 10.5 kg/㎠g

5) 설계온도 : 93 ℃

6) 재 질 : A285 Gr.C

(5) 계기용 공기 저장조

1) 수 량 : 1대

2) 크 기 : OD 950mm x 3,040mmH

3) 용 량 : 2㎥

4) 설계 압력 : 10.5 kg/㎠g

5) 설계온도 : 93 ℃

6) 재 질 : A285 Gr.C

(6) 공기 건조기

1) 수 량 : 1대

2) 형 식 : Dual tower desiccant type heatless regeneration and

controls

3) 용 량 : 325 S㎥/h

4) 출구 이슬점 : - 40 ℃

5) 설계 압력 : 10.5 kg/㎠g

6) 설계온도 : 93 ℃

7) 운전주기 : 8시간

8) 재생시간 : 4시간(가열 : 2 시간, 냉각 :2 시간)


2.9 원수공급계통

2.9.1 개 요

원수공급계통은 소내에서 필요로 하는 용수를 공촌정수장 상수도 급수관망

에서 원수저장탱크에 저장한 후, 각 계통의 이송 펌프에 의해 냉각수 보충

수, 소내용수계통, 소화설비계통 등에 공급된다.

2.9.2 설계 기준

(1) 원수저장탱크 용량은 1일 공업용수 사용량의 2일분으로 설계한다.

(2) 공촌정수장 상수도 원수의 수질 분석치는 <표 Ⅴ-4>와 같다.

<표 Ⅴ-4> 원수 수질 분석치

항 목 단 위 원 수

수소이온농도

탁도

질산성질소

과망간산칼륨소비량

경도

염소이온

황산이온

아연

총트리할로메탄

알루미늄

증발잔류물

pH

NTU

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

㎖/ℓ

7.4

0.10

1.4

2.5

63

16

14

0.030

0.003

0.002

92

(3) 원수의 공급이 공촌정수장에서 정수 처리된 영종대권 상수도 급수관망

에서 상수도가 공급됨으로 설계 기준 탁도 1 도 이하이므로 별도의 전

처리 설비를 두지 않는다.


2.9.3 계통설명

(1) 계통의 구성은 배관 및 계측 장치도 PID-500을 참조한다.

(2) 원수공급 계통은 영종대권 상수도 급수관망에서 원수저장탱크로 공급한다.

(3) 원수는 원수저장탱크로부터 냉각수 보충수, 소내용수계통 및 소화설비계

통 등에 공급된다.


(1) 원수 저장 탱크 (Raw Water Storage Tank)

1) 수 량 : 100% x 1대

2) 형 식 : 수직 원통형

3) 용 량 : 10,000 m3

4) 설계압력 : 대기압

5) 재 질 : 탄 소 강

2.10 순수이송계통

2.10.1 개 요

순수 이송 계통은 발전소 시운전 및 기동시와 정상운전중에 복수기, 탈기기

및 기타 보조계통에 필요한 순수를 저장, 공급하는 역할을 한다.

2.10.2 설계 기준

(1) 순수저장탱크는 발전소 시운전 및 기동시와 정상운전중에 필요한 순수

를 저장, 공급하도록 설계한다.

(2) 복수기 핫트웰(Hotwell)에 정상 및 비상시 복수공급하며 또한 회송용 배

관을 순수저장탱크에 설치한다.

(3) 순수이송펌프는 순수저장탱크로부터 다음 기기 및 계통에 순수를 공급

한다.

1) 탈기기

2) 복수기 핫트웰

3) 기기 냉각수 헤드탱크

4) 보일러 초기충수 (드럼 입구)


2.10.3 계통설명


(2) 순수 이송 계통은 다음과 같이 구성된다.

(3) 순수저장탱크는 복수기에 순수 공급 및 회송배관 그리고 순수이송펌프

와 연결된다.

(4) 순수이송펌프는 탈기기, 복수기 핫트웰, 기기 냉각수 헤드탱크, 주보일러

등과 연결된다.

(5) 순수이송펌프는 발전소 초기 시운전 및 보수운전시 아래와 같은 운전을

수행하기 위해 복수기 및 탈기기에 복수를 공급한다.

1) 초기 시운전시 보일러 보일아웃(Boil out)

2) 보일러의 산 세정

3) 보일러 및 주배관 수압시험

4) 복수기 쉘(Shell) 수압시험

5) 보일러, 복수계통, 급수계통 및 기기냉각수계통 등의 초기충수

(6) 복수기 핫트웰 수위가 설정된 저수위 이하가 되면 순수저장탱크로부터

복수기 핫트웰 보충수 공급밸브를 통하여 중력에 의해 복수기 쉘로 복

수를 공급한다. 복수기 핫트웰에 있는 보충수 공급밸브는 복수기 핫트

웰의 수위가 설정된 수위를 유지하도록 핫트웰에 설치된 수위제어기기

에 의해서 자동 조절된다.

(7) 정상운전중에 복수기 핫트웰 수위가 설정치를 초과하면, 복수의 일부는

복수펌프 출구 측에 설치된 복수 회송밸브를 통하여 순수저장탱크로 회

송된다.


(1) 순수 저장 탱크 (Demi. Water Storage Tank)

1) 수 량 : 100% x 1대


3) 용 량 : 500 m3

4) 설계압력 : 대기압

5) 재 질 : 탄 소 강


(2) 순수이송 펌프

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 양 정 : 52 m

4) 유 량 : 26 ㎥/h

5) 회 전 수 : 3600 rpm

6) 전 동 기 : 11 kW/460V AC

7) 재 질

a) 케이싱 : SSC 13

b) 임펠러 : SSC 13

c) 축 : STS 304

2.11 약품주입계통

2.11.1 개 요

약품주입계통은 발전소의 계통수 수질에 의한 발전소 구성재의 부식방지 및

관석생성 억제를 위해 보일러, 터빈을 포함해서 급수 및 복수계통의 각종 기

기 장치와 배관의 보호유지를 위해서 부식인자인 용존산소를 하이드라진

(N2H4)을 주입하여 제거하고, pH를 적정 범위로 유지하기 위해 암모니아수

를 적정농도로 주입하며, 경도 성분에 의한 관석 생성방지를 위하여 인산염

(Phosphate)을 주입하는 계통이다.

2.11.2 설계 기준

(1) 하이드라진과 암모니아는 복수펌프 출구, 탈기기 출구, 순수 이송펌프

출구에 주입되도록 하고 인산염은 보일러 드럼에 주입되도록 한다.

(2) 약품농도 조절용 희석수는 복수로 하며, 각각의 약품 탱크내의 약품농도

는 고농도 하이드라진 탱크에서 15%, 저농도 하이드라진 탱크에서는

0.5%, 암모니아 탱크에서는 10%, 인산염 탱크에서 2%가 되도록 한다.


(3) 하이드라진 및 암모니아 주입펌프는 행정(Stroke) 및 회전(Revolution),

인산염 주입펌프는 행정의 조정이 가능한 용적형 왕복식 펌프로 하며,

내약품성인 재질로 한다.

(4) 탱크 및 탱크부속물은 스테인레스강으로 하고, 탱크 쉘(Shell) 및 상부

(뚜껑 포함)의 두께는 3.2mm이상이어야 하며, 관련 배관재질은 스테인

레스강의 재질로 한다.

(5) 약품주입에 의하여 유지되어야 할 수질조건은 <표 Ⅴ-5>과 같다.

<표 Ⅴ-5> 약품주입 수질조건

항 목 단 위 급 수

pH at 25℃

Hardness(CaCO3)

Dissolved O2

Total Iron (Fe)

Total Copper (Cu)

Hydrazine (N2H4)

Silica (SiO2)

Conductivity at 25℃

mg/ℓ(ppm)

ppm

ppm

ppm

ppm

ppm

micromhos/cm

9.0 ~ 9.5

0

0.007

Max. 0.01

Max. 0.003

Min. 0.01

Max. 0.02

Max. 0.3

2.11.3 계통설명


(2) 하이드라진(N2H4)은 부식인자가 되고 있는 용존산소를 제거하기 위해

사용되며, 암모니아수(NH4OH)는 pH조절제로써 계통수의 pH를 적정범

위로 유지하여 각종 장치나 배관의 부식생성을 억제한다. 또한 인산염

용액은 보일러 드럼내의 관수중의 경도성분(Ca, Mg)을 침전시켜 연속

배출시킨다.

(3) 약품주입계통의 기기는 하이드라진탱크(고, 저 농도) 및 교반기, 암모니

아 탱크 및 교반기, 인산염 탱크 및 교반기, 미터링 실린더, 디스팬싱펌

프, 주입펌프 등으로 구성된다.

(4) 각각의 디스팬싱펌프는 압축공기에 의해 운전되며 드럼에 있는 하이드

라진과 암모니아를 각각의 탱크에 공급한다.


(5) 하이드라진과 암모니아는 공기작동식 디스팬싱펌프(Dispensing Pump)를

사용하여 계량용 실린더로 측정하여 각각의 탱크에 공급하고 인산염은

수동으로 용해 바스켓(Basket)에 인산염을 넣는다.

(6) 고농도 하이드라진탱크에서는 하이드라진 농도가 15%, 저농도 하이드라

진 탱크에서는 0.5%, 암모니아탱크에서는 10%, 인산염 탱크에서는 2%

가 되도록 운전한다.

(7) 교반기를 수동으로 기동하여 용액을 충분히 혼합되도록 하며, 약품 주입

펌프의 운전 중에도 간헐적으로 시간조절기에 의해 교반기가 운전되도

록 하여 층분리 현상을 방지한다.

(8) 약품용액의 수위가 너무 낮지 않도록 약품을 충진하여 항상 탱크의 수

위를 유지하여 준다.

(9) 하이드라진 주입

정상운전시에는 주입펌프 1대가 운전되며, 복수펌프 출구에 저농도 하이

드라진 용액을 주입한다. 정상운전시의 하이드라진 용액은 복수유량 및

탈기기 입구 하이드라진 분석치에 의해 스트로크를 조절하여 자동적으

로 주입된다. 운전중인 펌프가 고장 시에는 대기용의 하이드라진 주입

펌프를 기동시킨다.

(10) 암모니아 주입

정상운전시 암모니아 주입은 탈기기 입구 및 복수펌프 출구 시료수의

전기전도도에 의해 스트로크를 조절하여 자동적으로 주입한다.

(11) 인산염 주입

정상운전시에 주입펌프 1대가 운전되며, 인산용액의 주입량은 보일러드

럼 시료수의 인산염 측정치 및 Ca, Mg분석치에 따라 수동으로 주입한다.


(1) 하이드라진 디스펜싱펌프

1) 수 량 : 100% x 1대

2) 형 식 : 공기작동식

3) 용 량 : 1.4 ㎥/hr x 0.6 kg/㎠.g


(2) 고농도 하이드라진 탱크(High Density Hydrazine Tank)

1) 수 량 : 100% x 1대


3) 용 량 : 0.5 ㎥

4) 재 질 : 316 SS

(3) 저농도 하이드라진 탱크(Low Density Hydrazine Tank)

1) 수 량 : 100% x 1대


3) 용 량 : 0.5 ㎥

4) 재 질 : 316 SS

(4) 하이드라진 주입펌프(Hydrazine Feed Pump)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 미터링, 다이어프램

3) 용 량 : 0.0015 ㎥/hr x 21 kg/㎠.g

4) 재 질 : 테프론(다이아프램)

(5) 암모니아 주입설비

1) 암모니아 디스펜싱 펌프(Hydrazine Dispensing Pump)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 형 식 : 공기작동식

c) 용 량 : 1.4 ㎥/hr x 0.6 kg/㎠.g

2) 암모니아 탱크(Ammonia Tank)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 형 식 : 수직원통형

c) 용 량 : 0.5 ㎥

d) 재 질 : 316 SS

3) 암모니아 주입펌프(Ammonia Feed Pump)

a) 수 량 : 100% x 2대

b) 형 식 : 미터링, 다이어프램

c) 용 량 : 0.0114 ㎥/hr x 21 kg/㎠.g

d) 재 질 : 테프론(다이아프램)


(6) 인산염 주입설비

1) 인산염 탱크(Phosphate Tank)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 형 식 : 수직원통형

c) 용 량 : 0.5 ㎥

d) 재 질 : 316 SS

2) 인산염 주입펌프(Phosphate Feed Pump)

a) 수 량 : 100% x 2대

b) 형 식 : 미터링, 플런져

c) 용 량 : 0.0481 ㎥/hr x 140 kg/㎠.g

d) 재 질 : 316 SS(플런져)

2.12 공기조화설비

2.12.1 개 요

공기조화설비 계통은 발전소의 모든 운전상태에서 주제어 건물 각 실 및 주제

어실내 설계온도를 유지한다. 특히 주제어실, 전자기기실 및 컴퓨터실의 온도

와 습도를 일정하게 유지하고 여과된 공기를 공급함으로써 운전원의 활동성을

높이고 계측제어 기기들을 보호한다.

2.12.2 설계

(1) 외기조건

공조용 외기조건은 최근 10년간 관측된 자료를 토대로 분석한 월 평균

최고 및 최저 기온을 기준으로 하며, 난방용 설계기준은 “건설부 고시

제 86-464”에 명시된 기준을 따른다.

ꁲ 하절기 : 25.23℃ db

ꁲ 동절기 : -1.77℃


(2) 실내조건

실 명 하 계 동 계

중앙제어실 24℃/50%RH 24℃/50%고

실험실 26℃ 21℃

MCC & EFC 30℃ 10℃

보일러실 40℃ -

사무실 26℃ 21℃

복도 26～28℃ 15～16℃

화장실 - 18～20℃

정비실, 창고 - 10℃

(3) 환기량 기준 및 환기 방식

환기설비는 악취 및 먼지 발생 지역 또는 전기기기 등으로 인하여 실내

발열이 높은 지역을 대상으로 설치되며 악취 및 먼지 발생지역은 환기

횟수 기준으로, 실내 발열이 있는 지역은 외기냉방에 필요한 환기량과

환기횟수에 의한 환기량을 비교, 큰 쪽으로 설계되며 공조지역의 환기

량은(외기 도입량) 공조기 급기량의 25%로 선정하여 신선한 공기를 실

내에 공급하도록 한다.

(4) 환기량 기준

환기량은 실용적을 기준하여 다음의 횟수에 해당하는 양을 시간당 교환

하는 것으로 한다.

1) 화장실, 샤워실 및 갱의실 : 10회/시간

2) 기계실 : 10～15회/시간

3) 악취 발생실 : 15회/시간

4) 창고 및 복도 : 3회/시간

5) 사무실 : 5회/시간


2.12.3 계통설명

(1) 공조방식은 환기설비를 원칙으로 하되 각실에서 요구되는 온습도를 조

절함과 동시에 신선한 외기를 공급할 수 있도록 한다.

(2) 닥트연결형 PAC로 공급되는 지역은 PAC로써 자동 환기되며 기타 지역

은 환기 FAN에 의한 강제 급,배기 또는 자연환기를 한다.

(3) 중앙제어실 및 전자계측관련실은 실내에 항온항습기를 설치하여 실내의

온습도를 일정하게 유지 시킨다.

(4) 전기실 등 전기 관련 계통실은 실온을 30℃ 이하로 유지할 수 있도록

환기한다.

(5) T/G실에는 Roof Fan을 설치하여 강제환기하며, 동절기시 유니트 히터로

난방한다.

(6) 기타 부대건물은 별도의 분리형 PAC, 유니트 히터 또는 방열기로 공조

한다.


(1) PAC

1) 형 식 : 닥트연결형. 공냉식

2) 냉방용량 : 40,500Kcal/h.대

3) 수 량 : 50% * 3대

(2) 항온항습기

1) 형 식 : 직접팽창식, 공냉식

2) 수 량 : 각실별 100% x 2대

3) 냉각용량 : 9,600 Kcal/hr.대

4,000 Kcal/hr.대

16,000 Kcal/hr.대


2.13 소화설비

2.13.1 개 요

소화설비 계통은 화재방호 및 화재방지 기능을 포함하며, 주요기능은 화재를

감지하여 화재를 진압함으로써 인명과 재산을 보호하는 역할을 한다.

2.13.2 설계 기준

(1) 소화설비 설계는 단일지역 화재 발생기준(Single fire risk area basis)으

로 한다.

(2) 고정 소화설비를 보완하기 위하여 휴대용 소화기(ABC형)를 설치한다.

(3) 소화설비계통은 화재의 확산 및 영향을 최소로 줄이고 발전소 어느 지

역에서 발생하는 화재라도 소화할 수 있도록 설계하여야 하며 화재발생

시 열, 연기, 연소생성물 등을 고려하여 사용하기 편리하고 운전원이 쉽

게 접근 가능하도록 설계하여야 한다.

(4) 감지기 신호는 화재 경보용으로 사용되나 필요시 이 신호에 의해 소화

설비를 작동시키며 화재를 더욱 악화시킬 수 있는 냉난방 설비 등을 정

지시킨다.

2.13.3 계통설명

(1) 소화수 설비계통

소화수 설비계통은 원수 저장탱크, 소화펌프 및 옥외 소화 주급수관망

(Loop)으로 구성되며 각 분기관에는 기둥지시형(Post Indicating) 격리

밸브를 설치한다.

(2) 옥내․외 소화전 및 스프링클러 설비

옥내․외 소화전 및 스프링클러 설비는 발전소내의 화재발생 가능성이

높은 지역인 터빈건물, 주제어건물, 기타 부대건물 및 관련기기에

설치하며 건물밖에는 국내 소방법에 따라 옥외 소화전을 설치한다.

(3) 물분무 소화설비는 발전설비 지역, 변압기 설치지역에 설치한다.


(4) 청정약제 소화계통

청정약제 소화계통은 화재감지기의 작동에 따라 청정약제 저장용기로부

터 선택밸브 및 분사헤드를 통해 청정약제를 방출한다.


(1) 전동기 구동 소화펌프


2) 수 량 : 100% x 1대

3) 용 량 : 270 m3/h

4) 총 수 두 : 90 m

(2) 디젤엔진구동 소화펌프


2) 수 량 : 100% x 1대

3) 용 량 : 270 m3/h

4) 총 수 두 : 90 m

(3) 충압(Jockey)펌프


2) 수 량 : 100% x 1대

3) 용 량 : 24 m3/h

4) 총 수 두 : 90 m


2.14 기계분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)

번호 도면 번호 도 면 명

1 HBD-001 Heat Balance Diagram, VWO (Valve Wide Open)

2 HBD-002 Heat Balance Diagram, 100% MGR(Max. Guaranteed Rating)

3 HBD-003 Heat Balance Diagram, 75 % MGR



6 PID-001 P & ID, Index, Symbol & Legend (1/4)




10 PID-100 P & ID, Fuel System

11 PID-110 P & ID, Main and Aux. Steam System

12 PID-120 P & ID, Feedwater System

13 PID-130A P & ID, Feedwater Heater Extraction Steam System

14 PID-130B P & ID, Feedwater Heater Drains System

15 PID-140 P & ID, Condensate System

16 PID-150 P & ID, Condensate Air Removal System

17 PID-200A P & ID, Circulating Water System (Sheet 1 of 2)

18 PID-200B P & ID, Circulating Water System (Sheet 2 of 2)

19 PID-210 P & ID, Closed Cooling Water System

20 PID-400 P & ID, Compressed Air System (Sheet 1 of 2)

21 PID-410 P & ID, Compressed Air System (Sheet 2 of 2)

22 PID-500 P & ID, Raw Water Supply System

23 PID-510 P & ID, Demi-Water Transfer System

24 PID-520 P & ID, Service Water System

25 PID-600 P & ID, Chemical Feed System


3. 전기분야

3.1 옥외 변전소 계통, 송전 및 공사용 동력

3.1.1 개 요

154kV 옥외 변전소는 발전소 정상운전시 발전소에서 발전된 전력을 한전의

154kV급 계통 연계 변전소에 연결하여 전력을 공급하고, 발전소 기동 및 정

지시에는 역으로 이 전력계통망으로부터 전력을 공급받아 소내부하에 전원

을 공급해주는 기능을 가진다.

3.1.2 설계 기준

(1) 154kV 옥외 변전소는 발전기의 출력을 154kV 전력계통망에 연계하고

이를 제어할 수 있도록 구성한다.

(2) 발전소를 기동하고 정지하기 위한 소요전력은 옥외변전소로부터 수전한

다.

(3) 차단기, 단로기, 모선 및 기타 부대설비들은 금속함(Metal Housing)으로

밀폐된 구조로 SF6가스에 의해 절연된 옥외형으로 한다.

(4) 모선구성 방식은 단일모선으로 한다.

(5) 154kV 송전선, 모선 및 차단 실패 보호는 한전표준 보호방식에 따르며,

제어에 관련한 설비는 GIS 현장 조작 감시반과 주제어실내에 설치될 전

력계통 감시 및 제어시스템에 의해 운전된다

(6) 154kV 옥외변전소의 차단기는 SCADA(Supervisory Control And Data

Acquisition System)에 의한 원격 감시 및 제어가 가능하도록 구성한다.

(7) 한전과 송수전 요금계산을 위한 계량설비로서 송전선로측 분기모선

에 MOF(Metering Out-Fit)를 설치하여 기록 및 감시할 수 있게 한다.

MOF는 유효 전력량계(WHM), 최대 수요 전력계(DM) 및 무효 전력량

계(VARM)용 CT 및 PT를 GIS에 내장하여 설치하며, 154kV 송전용 및

수전용을 별도로 설치한다.


(8) 본 발전소 154kV 옥외변전소와 한전의 계통연계변전소 사이에는 송전선

로 1회선을 건설한다.

(9) 공사용 임시동력은 발전소 건설에 앞서 시설 예정인 매립가스 엔진발전

기 출력을 이용하여 발전소 건설에 필요한 동력을 공급받는다.

3.1.3 계통설명

(1) 옥외 변전소 계통의 구성은 단선도 1-815-E140-001을 참조한다.

(2) 발전기로부터 발전된 전력을 주 변압기에서 154kV로 승압하여 154kV

옥외변전소를 통하여 154kV 송전망에 공급토록 한다.

(3) 옥외 변전소의 기기는 차단기, 단로기, 변류기, 계기용 변압기, 접지단로

기, [압축공기 공급설비] 및 기타 부속물을 포함하는 옥외형 154kV GIS

로 구성된다.

(4) 154kV 차단기는 소호성능 및 절연성능이 뛰어난 SF6형 가스차단기를 사

용하며 연속 정격전류로부터 정격 차단전류의 100%까지 3 Cycle 이내

에 어떠한 고장 전류라도 차단할 수 있도록 한다.

(5) 옥외 변전소는 정상시 모든 차단기가 투입된 폐회로 상태에서 운전된다.

(6) 각각의 가스구획은 가스밀도를 연속적으로 감시할수 있도록 하며, 가스

밀도 검출기는 경보용으로 2개이상의 접점을 구비하고 있다.

(7) 개폐설비는 변전소 현장 조작 감시반에 위치한 현장/원격(Local/Remote)

선택 스위치에 의해 현장 조작 감시반과 발전소 주 제어실 내에서

운전할 수 있도록 구성한다.

3.1.4 주요기기 일반규격

(1) 주 모선

1) 공칭전압 (kV) 154

2) 정격전압 (kV) 170

3) 정격주파수 (Hz) 60

4) 정격전류 (A) 1200


5) 절연강도(도전부와 대지간)

a) 뇌임펄스 내전압 (kV, 파고치) 750

b) 상용주파 내전압 (kV, 실효치) 325

c) 정격단시간내전류 1초(kA, 실효치) 31.5

(2) 차단기

1) 공칭전압 (kV) 154

2) 정격전압 (kV) 170

3) 형 태(극수) 3상, 3상일괄조작형

4) 정격주파수 (Hz) 60

5) 상용주파 내전압(kV, 실효치), 건조1분

a) 도전부와 대지간 325

b) 동상극간 325

5) 뇌 임펄스 내전압(kV, 파고치)

a) 도전부와 대지간 750

b) 동상극간 750

6) 정격전류 (A, 선로측 및 모선연결용/변압기측) 1200

7) 정격차단전류 (실효치) (kA) 31.5

8) 정격차단시간, Cycle 3

9) 정격투입용량(kA 파고치) 80

10)표준동작책무 0-0.3초-CO -3분-CO

3.2 주발전기 계통

3.2.1 개 요

발전기 계통의 기능은 기계적 에너지를 전기적 에너지로 바꾸어 송전선로와

소내부하에 전력을 공급하는 것이다.


3.2.2 설계기준

(1) 발전기 계통은 발전기, 발전기 차단기, 발전기 여자설비, 발전기 모선, 계

기용 변압기 및 발전기 중성점 접지 설비로 구성되며 이들 각 계통은

제어 및 보호장치를 포함한다.

(2) 발전기계통은 송전선로와 소내부하에 발전기 정격출력을 연속적으로 공

급한다.

(3) 증기터빈 발전기는 전압 13.8kV, 주파수 60Hz, 역률 0.85의 정격으로 터

빈 최대출력에서 연속 운전할 수 있는 용량이며 단락비는 정격전압에서

0.35 이상이다.

(4) 발전기 여자 계통은 주기기 공급자가 결정하되, 여자계통 전압응답비는

0.5 이상이다.

(5) 발전기 전압조정 계통은 이중 채널구조이며 자동조정 회로 고장시 수동

조정으로 100% 정상운전이 가능하다.

(6) 발전기와 주 변압기, 소내 보조변압기 및 계기용변압기의 연결은 발전기

모선으로 하며, 자연 냉각 방식으로 전부하 전류를 연속적으로 통전할

수 있도록 한다.

(7) 써어지 보호장치를 발전기 차단기의 발전기측 및 주 변압기측에 모두 설

치하여, 뇌 및 개폐써지전압으로 부터 발전기 및 변압기를 보호토록 한다.

3.2.3 계통설명

(1) 주발전기 계통의 구성은 주기기 공급자의 도면을 참조한다.

(2) 발전기는 증기터빈으로 구동되어 전기에너지를 생산하며 회전계자와 스

타 결선된 3상 전기자 권선으로 구성된다. 발전기 중성점은 2차권선에

저항과 접지계전기를 접속한 단상 접지용변압기를 통하여 고저항 접지

된다.

(3) 발전기 여자계통은 공급자의 도면을 참조한다.

(4) 발전기 모선은 자연 냉각방식으로서 주위온도 40℃ 운전 정격이며 발전

기의 선로측 단자에서 주 변압기까지 설치하고 탭을 내어 소내 보조변

압기 및 계기용 변압기함 (써어지 보호기기 포함)에 연결된다.

(5) 계기용 변압기는 계측, 전압조정, 제어 및 보호용 기기 전원용으로 3상

스타 결선의 계기용변압기와 발전기 써어지 보호용 콘덴서 및 피뢰기를

내장한다.


(6) 소내 보조변압기를 발전소 기동용으로 사용할 수 있도록 발전기 차단기

를 두어 기동시 발전기 차단기를 개방하여 수전한다. 발전기 차단기는

발전기 모선과 동등 이상의 연속정격전류 및 순시정격전류를 가지며 발

전기와 계통간의 동기 투입이 가능하도록 한다.

(7) 발전기 기동

증기터빈의 기동전력은 발전기 차단기 개방상태에서 외부전원, 주 변압

기 및 소내 보조변압기를 통하여 공급받는다. 발전계통의 모든 보조 기

기들이 기동하여 적정속도에 도달되면 발전기 여자를 시작한다. 발전기

최초의 초기여자는 외부전원에 의해 수행되고, 발전기 모선전압이 일정

치 이상에 도달되면, 초기 여자전원은 분리되고, 주 여자계통에서 전원

을 공급받는다.

(8) 소내부하 공급

발전기는 자동 또는 수동동기 장치에 의해 송전계통에 병입되어 옥외변

전소를 통해 전력이 송전된다. 증기터빈 발전기 출력은 소내 보조변

압기를 통해 소내부하를 담당하게 된다.

(9) 정상운전

1) 발전소의 정상 운전중에는 자동 전압조정기가 발전기의 단자 전압,

무효전류 계자전류 및 여자전압을 조정하고 이 전압조정기의 고장이

발생하였을 경우에는 수동 전압조정기에 의해 제어기능을 수행하도

록 수동제어 방식으로 절환한다. 또한, 어느 제어방식에서도 보호회

로가 동작하면 전압조정기는 자동으로 트립되고 계자전류를 억제하

도록 되어 있으며 비정상 상태를 감시, 검출하는 장치가 전압조정기

에 구비되어 있다.

2) 전압조정기는 가능출력 한계곡선에 따라 발전기의 무효전류를 검출하

고, 그 결과 정상운전 범위내에서 여자를 제한하고, 부족여자 제한장

치는 발전기를 안정하게 유지시키기 위해 여자전류가 허용치 이하로

감소되는 것을 방지하고, 과여자 제한장치 및 V/Hz 보호장치는 과여

자로 인한 발전기 및 변압기의 손상을 방지하도록 구비되어 있다.

3) 계통의 안정운전을 도모하기 위하여, 전압조정기에는 전력 계통안정

화 장치를 구비한다.


(10) 사고시 운전

발전기 보호계전기의 동작 및 터빈계통의 고장신호에 의해 자동적으로

발전기를 송전계통에서 분리한다.

(11) 정 지

증기터빈 발전기는 단계적으로 정지되며 이때 대부분의 보조계통은 순

차적으로 정지되지만 비상시에 베어링 손상 사고를 방지하기 위해 일부

필수부하는 계속 운전되어야 하며 증기터빈의 정지전원은 발전기 차단

기 개방상태에서 154kV전원, 주 변압기 및 소내 보조변압기를 통하여

공급받는다.

(12) 주발전기 동기

동기계통은 발전기 차단기 및 발전기 제어반에 위치한 동기검정기에 의

해 이루어 진다.


(1) 증기 터빈 발전기

1) 정격용량 64.7 MVA

2) 역 률 0.85 지상

3) 전 압 13.8kV (±5%), 3상, 60Hz

4) 동기속도 3,600 rpm

5) 절연계급 F종 (회전자, 고정자)

6) 교류 보조기기 460V, 3상, 60Hz

7) 직류 보조기기 120V DC

8) 교류제어전압 120V, 단상

9) 직류 제어전압 125V

10) 냉각 방식 공기냉각

(2) 발전기 차단기

1) 형 식 SF6

2) 정격전류 [4,500]A

3) 정격전압 15.8 kV

4) 정격차단전류 [50] kA

(3) 여자기

1) 형 식 Brushless

2) 전압 응답비 0.5


3.3 주 변압기 및 소내 보조변압기 계통

3.3.1 개 요

주 변압기는 발전기 전압(13.8kV)을 154kV로 승압하여 초고압 전력계통으로

송전하며, 소내 보조변압기는 발전기 전압(13.8kV)을 6.9kV로 강압하여, 발전소

내 보조 계통운전에 필요한 전력을 공급한다.

3.3.2 설계 기준

주 변압기 및 소내 보조변압기 계통은 주 변압기, 소내 보조변압기, 케이블 및

접속을 위한 붓싱 및 변성기류, 변압기 중성점 접지설비, 변압기 제어 및 보호

를 위한 설비등으로 구성된다.

(1) 주 변압기는 발전기 전압을 154kV로 승압하며, 고압측은 성형결선, 저압

측은 델타 결선을 가진 3상 2권선 변압기이며, 다음과 같은 정격을 정격

을 가진다.

1) 변압기는 3상, OA/FA, 55℃ 온도상승 한도에서 용량이 45/60MVA

이다.

2) 변압기의 냉각설비용 전원은 상용 및 예비용으로 구성되며 상용전원

이 상실되면 예비전원으로 자동 절환되도록 한다.

3) 변압기 고압측 권선에는 정격전압 탭을 기준으로 4단 2.5% 전부하

탭을 갖춘 수동식 무부하 탭 절환장치를 설치한다.(±2 x 2.5%)

4) 고압측 권선은 650kV BIL로부터 중성점 끝단에서의 350kV BIL까지

저감절연 하며, 고압측 붓싱은 750kV BIL로 설계한다.

변압기의 중성점은 350kV BIL을 가진 붓싱을 거쳐 병렬연결된

단로기 또는 피뢰기에 의해 발전소 접지망에 연결된다. 변압기의

중성점은 단로기에 의한 직접접지 혹은 피뢰기에 의해 비접지

(Floating) 상태로 운전된다.

5) 저압권선 및 저압측 붓싱은 110kV BIL을 가져야 하며, 저압권선의

정격 전압은 13.1kV 이다.

(2) 소내 보조변압기는 기동, 정상운전, 정지부하를 감당할 수 있도록 하며,

1차측은 델타결선, 2차측은 성형결선인 OA/FA, 55℃, 13.1kV/6.9kV 정

격을 갖는 3상 2권선 변압기이며 다음과 같은 정격을 가진다.


1) 소내 보조변압기 용량은 7.5/10 MVA, OA/FA, 55℃ 이다.

2) 변압기의 냉각설비용 전원은 상용 및 예비용으로 구성되며 상용전원

이 상실되면 예비전원으로 자동절환 되도록 한다.

3) 변압기 고압측 권선에는 정격전압탭을 기준으로 4단 2.5% 무부하 탭

절환장치를 설치한다. (±2 x 2.5%)

4) 저압측 중성점 접지용으로 한개의 저항기가 사용되며 저항기는 지락

전류값을 1000A 이내로 제한할 수 있도록 한다.

5) 소내 보조변압기의 임피던스는 고압차단기반 정격과 계통의 전압변동

조건에 적절히 협조가 이루어질 수 있도록 다음사항을 고려하여 결

정한다.

(1) 용량이 가장 큰 전동기 기동중 어떤 전동기의 단자전압도 전동

기 명판 정격전압의 80% 미만으로 강하되어서는 안 된다.

(2) 정상운전시 전동기 단자에서의 전압은 명판 정격전압의 90% 미

만으로 강하되어서는 안 된다.

(3) 고압차단기반의 차단전류 및 투입 전류는 ES 150에 규정된 정격

치를 초과해서는 안 된다.

(3) 발전기 차단기와 주 변압기, 소내 보조변압기의 연결은 발전기 모선으로

하며 자연 냉각방식으로 전부하 전류를 연속적으로 통전할 수 있도록

한다.

(4) 주 변압기의 보호는 ANSI C37.91에 따르며, 최소한 다음의 보호기능을

구비한 마이크로 프로세서형 디지털 보호계전기를 구비한다.

1) 상간 단락 및 지락 차동보호 : 보호구간은 154kV 옥외변전소까지 포함

2) 변압기의 기동, 정지 및 정상운전시 변압기 여자곡선과 협조가 되는

과여자(Volts/Hz)보호.

3) 154kV 권선의 중성점 지락 과전류 보호

4) 기타 기계적인 보호

a) 권선 온도 측정

b) 충격 압력 계전기

c) 부흐홀쯔 계전기

d) 방압 안전 장치


(5) 소내 변압기의 보호는 ANSI C37.91에 따르며, 최소한 다음의 보호기능

을 구비한 마이크로 프로세서형 디지털 보호계전기를 구비한다.

1) 차동 보호 : 보호구간은 변압기 고압단자로부터 6.9kV 주인입 차단

기까지를 포함한다.

2) 고압측 순시 및 한시 과전류 보호

3) 중성점 지락 과전류 보호

4) 기타 기계적인 보호

a) 권선 온도 측정

b) 충격 압력 계전기

c) 부흐홀쯔 계전기

d) 방압 안전 장치

3.3.3 계통 설명

(1) 주 변압기 및 소내보조 변압기 계통의 구성은 단선도 1-826-E140-001를

참조한다.

(2) 주 변압기는 3상, 2권선, 60Hz, OA/FA, 45/60MVA(고압측 권선 기준

55℃ 온도 상승) 154kV-13.1kV로 저압측은 델타권선, 고압측은 성형결

선으로하고 고압측 중성점은 단로기를 통해 직접 접지하거나 단로기

개방시 고압측 중성점을 보호토록 써어지 피뢰기를 설치한다. 주 변압

기의 계측 및 보호계전기용으로 고압측 선로 붓싱과 중성점 붓싱에는

각각 변류기를 구비한다.

(3) 소내 보조변압기는 소내부하를 연속적으로 부담할 수 있는 3상 2권선

변압기로서, 1차측은 발전기 모선에서 탭을 내어 연결되며 2차측은 케이

블로 6.9kV 고압차단기반에 연결된다. 1차측 붓싱 각상에는 보호 계전

기용 변류기와 계측용 변류기를 설치한다.

(4) 각 발전기와 주 변압기 사이에 발전기 차단기를 설치하고, 주변압기에

발전기를 연결한다.

(5) 계기용 변압기, 계기용 변류기, 신호변환기(Transducer)등은 계기, 기록

계, 컴퓨터, SCADA 입력으로 사용된다.

(6) 소내 보조변압기, 발전기 모선 및 주 변압기는 자냉식으로 운전되도록

한다.


(7) 주 변압기는 고압측 중성점 접지용 단로기를 투입 또는 개방시켜 직접

접지 운전 또는 비접지 운전을 한다.

(8) 각 발전기와 주 변압기 사이에 발전기 차단기를 설치하고 주변압기에

발전기를 연결하여 소내 보조변압기를 이용, 발전소 내에 전력을 공급한다.


(1) 주 변압기

1) 형 식 : 3상, 2권선, Wye/Delta

2) 정 격 : 154kV/13.1kV, 45/60MVA, OA/FA, 55℃

3) 탭 : 고압측 수동 무부하 탭절환기, ±2 x 2.5%

4) %임피던스 : *9% ＠ 45MVA

5) 절연강도, BIL : 고압 선로측 권선 650kV

고압 중성점측 350kV

고압 선로측 붓싱 750kV

고압 중성점측 붓싱 350kV

저압 권선 및 붓싱 110kV

6) 중성점 접지 : 72.5kV 정격의 전동조작 접지단로기를 통한

직접 접지, 중성점은 접지 단로기가 열려 중

성선이 대지와 분리 되었을 때 72kV 피뢰기

에 의하여 보호 된다.

(2) 소내 보조변압기

소내 보조부하를 연속적으로 부담할 수 있으며 2권선 변압기이다.

1) 형 식 : 3상, 2권선, Delta/Wye

2) 정 격 : 7.5/10 MVA OA/FA, 55℃

3) 탭 : 고압측 수동 무부하 탭절환기, ±2 x 2.5%

4) %임피던스 : 8%,＠ 7.5 MVA

5) 중성점 접지 저항기 : 6.9kV 중성점- [4]kV, 1,000A, 10 Sec, [4]Ω


3.4 6.9kV 계통

3.4.1 개 요

6.9kV 전력계통의 기능은 154kV 옥외변전소 또는 발전기 모선으로 부터 전력

을 공급받아, 소내 보조변압기에서 전압을 6.9kV로 낮추어 6.6kV 전동기 및

480V 저압배전반에 전력을 공급한다.

3.4.2 설계기준

(1) 6.9kV 전력계통은 소내 보조변압기 2차측에서부터 6.6kV 부하 및

저압배전반 몰드 변압기 1차측 까지의 설비를 포함한다.

(2) 6.9kV 고압차단기반은 1개의 Unit 모선으로 구성되며, 6.9kV 고압차단기

반 전원은 발전기 출력단에서 소내 변압기를 통하여 공급된다.

(3) 6.9kV 고압차단기반은 예상 최대 단락고장전류와 예상 최대연속전류 용

량에 충분한 정격을 갖는 폐쇄(Metal-Clad)형이며, 6.9kV 고압차단기반

내 모든 차단기는 전기식 에너지 축적형 진공차단기를 사용한다.

(4) 고장전류의 계산은 IEC 60909에 따르며 고압차단기반 정격은 ES 150에

의하여 선정한다.

(5) 6.9kV 계통의 보호

1) 각 6.9kV 모선에는 부족전압 계전기가 구비된다.

2) 6.9kV 모선에 이르는 인입회로에는 반한시 상과전류 보호 및 잔류

지락 과전류 보호계전기를 구비한다.

3) 저압배전반 공급회로에는 반한시 과전류 계전기와 순시지락 과전류

계전기를 구비한다. 이 계전기의 적용은 IEEE 242에 따른다.

4) 6.6kV 전동기회로는 ANSI/IEEE C37.96에 따라 보호설비를 구비한

다.

5) 6.6kV 전동기 회로는 순시지락 과전류계전기를 구비한다. 이 지락과

전류 보호는 ANSI C37.96의 항 2.4.5.2에 따른다.

6) 전동기 회로, 저압배전반 회로, 인입회로 및 연결차단기 회로에는 과

전류 및 지락을 동시에 보호할 수 있도록 전자식 계전기를 구비한다.


3.4.3 계통설명

(1) 6.9kV 전력계통의 구성은 단선도 1-832-E140-001을 참조한다.

(2) 6.9kV 전력계통은 소내 보조변압기의 2차측에서 부터 대용량 전동기 및

저압배전반 몰드변압기 1차측까지 이며, 진공차단기가 구비된 6.9kV 고

압차단기반으로 이루어진다. 고압차단기반은 251hp 이상의 전동기 및 저

압배전반에 전력을 공급하며 케이블로 연결된다.

(3) 기 동

발전소 기동은 발전기 차단기 개방상태에서 154kV 옥외변전소에 연결

된 주 변압기를 통해 전원을 공급받아 발전소를 기동시키며, 기동 완료

후 발전기가 일정 조건에 도달하면 발전기 차단기에 의하여 계통병입되

고 소내에 발전기 전원이 공급된다.

(4) 정상운전

정상운전시 발전기 전원이 소내 변압기를 통하여 6.9kV 고압차단기반

모선에 공급되며, 순차적으로 6.6kV 전동기 및 저압배전반 부하들을 정

상 운전시킨다.


(1) 6.9kV 고압차단기반

1) 고압차단기반은 옥내, 폐쇄형 (Metal-Clad)으로 차단기는 에너지 축

척 인출형의 진공 차단기를 사용하며 차단기의 정격은 다음과 같다.

a) 정격전압 : 7.2kV, 3상, 60Hz

b) 모선정격전류 : 1,200A

c) 정격차단전류 : 31.5kA rms Sym., 7.2kV 기준

d) 정격투입전류 : 80kA, Peak Asym.

2) 주위온도 40℃를 기준으로 하여 관련규격 IEC 60298에 따라 주어진

허용온도를 상승치 않고 연속 운전가능 하다.

3) 모든 차단기는 인출(Disconnect), 시험(Test) 및 운전(Operation)의 3개 동

작위치를 구비하여 단계적으로 투입 조작할 수 있으며, 시험위치에

서 고압 차단기반 전면에 취부된 시험용 조작스위치에 의해 조작 가

능하고, 운전위치에서는 전기설비 보호․조작반(ECMS)에 의해 조작

한다.

4) 6.9kV계통 보호용으로 차단기(VCB) 개폐시 발생되는 과도 이상전압

으로 부터 부하 기기를 보호하기 위하여 차단기 2차측(부하측)에 서

어지 흡수용 피뢰기 (Surge Arrester)를 설치한다.


3.5 480V 저압배전반 계통

3.5.1 개 요

480V 저압배전반의 기능은 6.9kV 고압차단기반으로부터 전력을 공급받아 저압

배전반 변압기에 의해 전압을 480V로 낮추어 460V 부하 및 480V 전동기 제어

반에 전력을 공급 한다.

3.5.2 설계기준

(1) 6.9kV 고압차단기반에서 전력을 공급받는 480V 저압배전반 변압기로부

터 부하회로용 차단기 및 전동기 제어반 인입부까지를 포함한다.

(2) 변압기는 6.9kV-480V, 3상, 60Hz의 건식 몰드변압기로써, 1차측은 60kV

BIL 정격이며, 차단기는 인출형 기중차단기를 사용한다.

(3) 변압기의 임피던스 및 정격은 다음 사항을 고려하여 선정한다.

1) 정격 kVA시의 변압기 임피던스는 5.75%(건식 자냉식 기준)로 한다.

2) 전동기 단자전압은 정격부하 (Full Load) 운전시 명판정격 전압

(460V)의 90 %이상, 경부하 운전시 110% 이하로 유지되어야 한다.

3) 460V 전동기의 단자전압은 소내전원계통 부하중 용량이 가장 큰 전

동기 기동시에 전동기 명판정격의 80% 미만이 되지 않도록 설계되

어야 한다.

(4) 변압기는 경보 및 냉각팬 작동용으로 온도감지기를 구비한다.

(5) 변압기의 중성점에는 저압배전반의 지락사고 보호를 위해 반한시 지락

과전류 계전기를 구비한다.

(6) 480V 저압배전반의 모선에는 경보용 또는 부족전압시 전동기 회로차단

기 트립용으로 부족전압계전기를 구비한다.

(7) 변압기의 2차측 차단기는 장한시 및 단한시 트립요소를 가진 전자식 트

립장치 (Solid-State Trip Device)를 구비한다. 이 전자식 트립장치는

IEEE 242 에 따라 보호협조를 한다.

(8) 저압배전반의 전동기제어반 급전회로에 대한 과전류 보호기준은 다음과 같다.

1) 전원공급용 케이블 및 모터콘트롤센터 모선을 보호하여야 한다.

2) 전동기 기동전류에 의한 트립을 방지하여야 한다.

3) 과부하 운전이 허용되는 범위내에서 장한시 트립요소에 의한 트립을

방지하여야 한다.


(9) 전동기 제어반 회로 및 비전동기 회로용 차단기는 장한시 및 단한시 보

호요소 (LS)를, 전동기 회로는 장한시 및 순시 보호 요소 (LI)를 갖는

전자식 트립장치 (SST)를 구비하고, 모든 회로에는 별도의 지락보호용

계전기를 설치한다. 전동기 회로의 보호설비는 전동기 기동전류의 시간-

전류 특성과 전동기 구속시의 시간-온도 특성을 고려하여 적절히 정

정하며, 보호는 ANSI C37.96에 따른다.

(10) 전동기회로의 "B"상에는 부하전류 지시용 변류기와 전류계를 구비한다.

(11) 기중차단기의 정격은 IEC 60947-2 의 기준에 적합하도록 한다.

3.5.3 계통설명

(1) 480V 저압배전반 계통의 구성은 단선도 1-833-E140-001～005를 참조한다.

(2) 480V 저압배전반은 120hp부터 250hp까지의 전동기, 100kW부터 400kW

까지의 비전동기 부하 및 480V 전동기제어반에 전원을 공급한다.

(3) 480V 저압배전반 전력계통은 단위변전소 형태로 인입부, 변압기, 보조판

넬 및 차단기로 구성된다.

(4) 변압기의 2차측은 성형결선으로 중성점을 직접 접지하고, 변압기와

6.9kV 고압 차단기반의 연결은 케이블로 한다.

(5) 480V 저압배전반은 6,900-480/277V 저압배전반 변압기로 부터 전력을 공

급받아 460V 부하에 전력을 공급한다.

(6) 기동시 전원은 주 변압기로부터 소내 보조변압기와 6.9kV 고압차단기반

을 통하여 공급된다.

(8) 주 발전기가 정상적으로 기동된 후 계통에 병입되면 발전기 출력단 전

원이 소내 보조변압기와 6.9kV 고압차단기반을 통하여 공급된다.

(9) 발전기의 사고 또는 정지시, 모든 저압배전반에는 기동용 전원이 공급

되며, 이 기동용 전원도 상실되면 유니트 저압배전반은 정전상태가 된

다. 전 발전소가 정전되었을때 터빈발전기를 안전하게 정지시키기 위

해 필수부하 MCC를 통하여 필수적인 주요 보조기기와 필수 조명 계

통에 전력을 공급한다.



(1) 변압기

1) 정 격 용 량 : 1,000/1,333kVA, 건식자냉식/건식풍냉식 (AA/FA)

2) 형 식 : 건식 에폭시믈드, 개방형, 옥내용

3) 정 격 전 압 : 고압권선 - 6.9kV, 저압권선 - 480/277V

4) 결 선 방 식 : 고압권선 - 델타, 저압권선 - 성형 (2차측 중성점

직접접지)

5) 절 연 강 도 : 60kV BIL

6) 임 피 던 스 : 5.75% (건식자냉용량 기준)

7) 탭 : 1차권선무부하: 2 x 2.5%

8) 절 연 계 급 : B종 이상

9) 권선온도상승 : 주위온도 40℃에서 80℃

(2) 480V 저압배전반

1) 저압배전반은 폐쇄형 (Metal Enclosed)으로 차단기는, 에너지 축적,

수평인출형의 기중차단기이며 차단기 각상에 전류감지기를 갖춘 반

도체 소자형 (Solid-State Type)이 내장되며 정격은 다음과 같다.

a) 배전계통 : 3상 3선식

b) 정격전압 : 480V, 60Hz

c) 차단기 정격전류 : 2,000A, 800A

d) 접지방식 중성점 : 직접접지

e) 제어전원 : 직류 125V

f) 정격차단전류 : 35kA 실효치

2) 원격제어 차단기는 인출(Disconnect), 시험(Test) 및 운전(Operation)

의 3개 동작 위치를 구비한다. 시험위치에서는 기중차단기 전면에

취부된 기계적 버튼에 의해 조작 가능하다.

3) 현장제어 차단기는 운전위치에서 차단기 전면에 취부된 버튼으로 조

작 가능하다.

4) 6.9kV 고압차단기반과의 연결은 케이블로 접속되어 직접 변압기에

연결되며, 변압기와 저압배전반 모선간에는 인입차단기를 설치한다.

5) 저압배전반 차단기는 주위온도 40℃를 기준으로 하여 관련규격 IEC

60947-2에서 규정된 허용온도를 상승치 않고 연속운전이 가능하다.


3.6 480V 전동기제어반 계통

3.6.1 개 요

480V 전동기제어반(MCC)의 기능은 480V 저압배전반으로 부터 전력을 공급받

아 소내부하에 전력을 공급한다.

3.6.2 설계기준

(1) 계통설계범위

전동기제어반 인입측에서 부터 부하까지의 계통을 포함한다.

(2) 480V 전동기제어반은 발전소의 환경여건에 적합하도록 습기 등에 완벽

한 보호가 가능하다.

(3) 정상운전시 각 전동기 단자에서의 정격단자전압(460V)의 ±10% 이내로

유지되어야 하고 최대용량의 전동기 기동시에도 모든 전동기 정격단자

전압(460V)의 80% 미만이 되지 않도록 설계한다.

(4) MCC 전동기 부하의 기동회로는 전전압 비가역형 또는 전전압 가역형으

로, 전자식(Magnetic Only) 트립형 차단기(MCCB), 전자접촉기, 열동과

부하 계전기 및 제어용 변압기로 구성되며 차단기는 트립우선방식으로

전자식 트립요소는 조정가능하다. 또한 열동과부하 계전기는 3상형으로 전

류정정을 광범위하게 할 수 있도록 하며, 주위온도 보상장치를 구비한다.

(5) 계통운전상 중요한 부하에는 순간정전 또는 순간전압강하로 인한 전자

접촉기의 개방을 방지키 위해 지연석방(Off-Delay Release)형 전자접촉

기를 설치한다.

(6) MCC의 차단기는 그 차단용량이 최소 35,000A(대칭분)인 것을 사용하며,

각 MCC 모선의 연속정격은 600A와 800A를 표준으로 하고 필요시 각

모선에 연결될 부하의 합계에 따라 결정한다.


3.6.3 계통설명

(1) 480V 전동기제어반은 480V 저압배전반으로 부터 케이블로 연결되어 전

력을 공급받는다.

(2) 소내용 전동기제어반은 발전소 운전에 관련된 계통의 소내부하에 전력

을 공급하며 전동기제어반으로 부터 전력을 공급받는 부하는 다음과 같다.

1) 전동기 부하 (120HP 미만)

2) 간헐적으로 운전되는 부하로서 100KW 초과 전동기

3) 비전동기 부하 (100KW 까지)

4) 전동기구동 밸브 (MOV)

5) 전열기 (Heater)

6) 기타 공정제어 (Process Control)

7) 용접용 리셉터클

8) 동결방지계통

9) 방습가열기

10) 전기방식설비

(3) 순간적인 정전 또는 전압강하 후 6.9KV 고압 차단기반과 배전반에 전원

이 회복되면 전동기 제어반은 자동적으로 재가압되며, 계속 운전되어야

할 계통의 중요부하는 DCS(Digital Control System) 신호 혹은 수동으

로 전동기가 재기동 되도록 한다.

(4) 차단기는 기계적인 트립핸들의 조작에 의해 비상시에 수동으로 트립시

켜 회로를 개방시키며, 부하회로에 고장사고 발생시에는 이를 감지하여

자동적으로 트립되며 경보로 이를 알린다.


(1) 480V 전동기제어반

1) 전동기제어반은 자립형으로 옥내에 설치하고 유니트는 프러그인출형

으로 하며 주요한 정격은 다음과 같다.

a) 전 압 : 480V, 3상, 60Hz

b) 수평 주모선 정격전류 : 800A


c) 수직 주모선 정격전류 : 300A

d) 외 함 : IP31

e) 단락용량 : 35kA rms,대칭치

f) 동작전압 범위 : 460V ± 10%

g) 최소 과도전압 : 460V - 20%

h) 결선방식

◦ 동력배선 : NEMA ICS2, Class II, Type B

◦ 제어배선 : NEMA ICS2, Class II, Type C

2) 차단기(MCCB)

a) 전 압 : 480V, 3상, 60Hz

b) 단락용량 : 35kA rms (Sym)

c) 형 식

◦ 전동기용 : 순시전자식트립형 MCCB

◦ 비전동기용 : 열동과전류 및 순시전자식 트립장치

◦ 트립우선방식

3) 전자접촉기

a) 480V용으로 열동과부하 트립장치를 갖는 가역 및 비가역용으로

크기는 아래와 같다.

기동기의 크기 (NEMA 기준) 부 하

0 전열기

1 10HP까지의 전동기





b) 전자접촉기와 열동과전류 계전기는 보조접점을 구비한다.

c) 코일 정격전압 : 110V

d) 코일 최소 과도전압 : 정격전압의 80%

e) 특별히 지정한 전자접촉기는 석방방지 (Mechanically Held)형이다.


3.7 120V 계기용 교류전원 계통

3.7.1 개 요

120V 계기용 교류 정전압 전원계통의 기능은 양질의 교류 정전압, 정주파수로

무정전 전원 장치와 정전압 전원 부하에 교류전원을 공급하는 것이며, 무정전

전원계통은 발전소 운전에 필수적인 계측 기기류나 제어반, 즉 전원상실로 인

해 발전소의 비상정지나 주요기기의 손상을 초래할 우려가 있는 계측제어 기기

류에 교류 전원을 공급한다.

3.7.2 설계기준

(1) 무정전 정전압 정주파수 전원계통은 상용전원인 480V 교류계통의 정류

기 전원공급 차단기, 예비전원인 125V 직류계통 배전반의 인버터 전원

공급 차단기, 정류기, 역저지용 다이오드, 인버터, 정지형 자동 절환 스

위치, 수동 절환 스위치, 120V 교류 비상 정전압 공급설비, 120V 교류

배전반 등을 포함한다.

(2) 정전압 전원계통은 480V 전원에 연결되어 있는 3상 건식 변압기, 자동

전압 조정기, 및 차단기, 정전압 전원용 배전반 등을 포함한다.

(3) 무정전 교류전원계통

1) 컴퓨터, 필수제어계통 및 통신계통에 전원을 공급하기 위해 208/120V

±2% 3상, 60Hz, 직접접지의 무정전 전원계통을 구성한다.

2) 상용전원은 480V 필수 L/C에 연결된 480V MCC로부터 정류기와 인

버터를 통해 무정전 전원계통에 공급된다. 상용전원 상실시는 소내

직류 계통으로부터 역저지용 다이오드를 통해 무정전전원계통에 전

원을 계속 공급한다. 또한, 인버터의 고장으로 인한 사고시나 단락

사고 또는 부하의 갑작스런 돌입전류에 의해 인버터의 용량이 부족

할 경우에는 절환스위치에 의해 120V 정전압 교류전원계통으로 절

환되어 전원이 공급될 수 있도록 한다.


3) 무정전 전원계통의 용량은 정상운전 부하와 과도발생 부하를 고려하

여 결정한다.

4) 무정전 전원계통의 출력측에는 비선형부하(Computer, 분산 제어계통

부하등)로부터 발생되는 기수고조파를 제거하기 위하여 고조파

Filter 장치를 구비한다.

(4) 정전압 교류전원계통

1) 정전압 (208/120V±2%) 3상 교류 접지식의 전원공급 계통을 구성한다.

2) 전원공급은 480V 필수 MCC에서 전원을 공급받도록 한다.

3) 정전압 전원 계통의 용량은 과도 발생 부하를 고려하여 결정한다.

4) 정전압 전원장치에는 교류입력 및 출력단에서 발생되는 과도전압을

방지 할 수 있도록 서어지 및 노이즈 보호장치를 설치한다.

3.7.3 계통설명

(1) 120V 계기용 교류 전원계통은 단선도 1-841-E140-001, 1-841-E140-002

를 참조한다.

(2) 120V 계기용 교류 전원계통은 입력측의 전압변동과 써지 발생시에도 계

속 일정한 교류 정전압을 공급할 수 있는 120V 교류 정전압 전원계통과

발전소 내의 단시간 정전시에도 순간적인 정전없이 정전압, 정주파수를

공급할 수 있는 소내 120V 교류 무정전 전원계통으로 구성된다.

(3) 발전소 운전의 신뢰성을 높이고 계기용 전원 공급원의 단순화를 위해 보

조설비 계통의 계기용 전원도 가능한 한 본 계통에서 공급토록 한다.

(4) 120V 교류 무정전 전원계통은 3개의 독립적인 전원 즉 상용전원인 소내

교류 전원이 120V 교류 무정전 전원계통에 공급되며 소내 교류전원 상

실시 예비 전원인 125V 직류전원이 역저지용 다이오드를 통하여 무순단

으로 인버터에 공급되고, 인버터에 고장이 발생되면 정지형 자동 절환스

위치에 의해 바이패스 전원인 120V 정전압 교류전원이 계속 공급된다.

인버터 및 정지형 절환 스위치의 고장, 시험 및 보수시에는 수동으로

120V 정전압 교류전압 계통으로 절환할 수 있도록 한다.


(5) 120V 교류 정전압 계통은 480V 필수 MCC 전원에서 변압기와 자동전압

조정기를 통해 정전압 전원 부하 및 무정전 전원계통에 교류정전압 전

원을 공급한다.

(6) 전기설비 보호․조작반(ECMS)에는 계통별로 종합 고장 경보장치가 구

비되고 개별적인 고장은 현장제어반에 표시된다.

(7) 120V교류 무정전 전원계통은 정상운전시에는 480V 교류계통에서 정류

기 및 인버터로 전원이 공급되어 120V 교류정전압, 정주파수 전력을 발

전소 운전과 안전정지에 필요한 중요 부하에 공급하며, 인버터의 고장

또는 오동작에 의한 전원 상실시에는 정지형 절환스위치에 의해 1/4Hz

이내에 비상전원인 120V 정전압 교류전원이 자동투입 된다. 인버터에

대한 보수 및 시험시에는 수동으로 정전압 교류전원으로 절환할 수 있

다. 인버터의 고장 상태가 정상이 되면 수동 또는 자동으로 인버터의

상용전원으로 절환되나 인버터의 오동작으로 비상 전원으로 투입된 경

우에는 수동에 의해서만 상용전원으로 절환된다.

(8) 120V 정전압 교류 전원계통은 정상운전시 480V 전동기제어반 전원에서

변압기와 자동 전압조정기를 통해 120V 정전압을 공급한다.


(1) 120V 교류 무정전 전원계통

1) 일반사항

a) 입력교류전압 : 480V AC ±10%

b) 입력직류전압 : DC 125V, 105～140V

c) 출력 전압 : 208/120V AC ±2% , 3상4선 , 접지

d) 출력주파수 범위 : 60Hz ±0.5% 이하

e) 고조파 왜율 : 5% 이하

f) 외 함 : IEC 60529 IP31 With Gasketed

2) 인버터

a) 출력전압 : 208/120V ±2% , 3상4선 , 접지

b) 출력주파수 범위 : 60Hz ±0.5% 이하

c) 용 량 : 50 kVA


(2) 120V 정전압 전원계통

1) 일반사항

a) 입력 전압 : 480V +10/-20% , 3상3선 , 60Hz

b) 출력 전압 : 208/120V ±2% , 3상4선 , 접지 , 60Hz

c) 외 함 : IEC 60529 IP 31, With Gasketed

2) 변압기

a) 최대 정격 용량 : 100 kVA

b) 1차 전압 : 480V , 3상, AC 60Hz

c) 2차 전압 : 280/120V, 3상, 4선 60Hz ,접지

d) 형 식 : 건 식

e) 결선 : Delta - Wye 결선

f) 권선의 평균상승온도 : 80℃(주위온도 40℃ 기준)

g) 변압기 임피던스 : 전류제한 보호기기 없이 모선의 단락

전류를 22kA 로 제한 가능하여야 함.

3.8 직류전원 계통

3.8.1 개 요

125V 직류전원 계통은 스위치기어 제어전원, 비상오일 펌프 전동기 전원, 계기

용 제어전원 및 기타 보호계통에 전력을 공급하며, 또한 120V 교류 무정전 전

원계통의 예비전원용으로 전력을 공급한다.

3.8.2 설계기준

직류전원 계통은 충전기, 축전지, 직류배전반, 계통운전에 필요한 계측 및 보호

설비를 포함한다.

(1) 직류계통 모선의 전압 구성은 전력용, 제어용 및 계기용 구분없이 125V

DC로 한다. 충전기는 2조를 설치하고, 축전지 1조를 직류 배전반 모선

에 설치한다.

(2) 직류 계통은 비접지로 운전하며 각 직류모선의 접지 및 부족전압 상태

를 경보하기 위한 접지 검출 및 부족전압 계전기를 설치한다.


(3) 축전지는 IEEE 485 또는 일본 SBA 6001에 준하여 용량을 결정하고, 정

상전원 상실시 2시간30분 동안 해당직류부하에 전원을 공급할 수 있도

록 충분한 부하싸이클의 용량을 가지며, 경년 보상 여유율은 25%하고,

직류계통의 부하 싸이클에는 직류 전동기의 기동전류와 운전시간을 반

영한다. 축전지의 용량은 10시간율로 하고 부하싸이클 동안 방전종지 전

압은 1.81V/Cell 이다.

(4) 충전기는 여러가지 경우의 정상운전 부하를 조합한 최대 수용부하와 발

전소의 어떠한 운전상태에서도 12시간 이내에 축전기를 방전종지 전압

상태에서 95% 만충전 상태까지 회복할 수 있도록 충분한 충전용량을

가진다.

(5) 직류계통의 부동운전 전압은 125V, 균등충전 전압은 135V, 방전종지전

압은 105V를 기준으로 한다.

(6) 축전지의 수량은 균등충전상태의 전압이 계통최고전압을 초과치 않도록

125V 계통은 58Cell로 한다.

3.8.3 계통설명

(1) 125V 직류계통의 구성은 단선도 1-852-E140-001와 같다.

(2) 직류계통은 축전지, 충전기, 직류배전반으로 구성되어 있다. 125V 직류

배전반은 제어전원계통 및 필수계장 설비부하, 발전기의 비상오일 펌프

전동기, 120V AC 무정전 전원계통의 예비전원용으로 전력을 공급한다.

전기설비 보호․조작반(ECMS)에는 계통별로 종합 경보장치를 구비하

고, 개별적인 고장은 충전기에 표시되도록 한다. 직류 125V 비상운전용

펌프 전동기 등의 운전이나 과부하 경보를 주제어실에 기기별로 그 상

태를 나타낼 수 있도록 구성한다.

(3) 정상운전시 직류계통의 충전기는 480V 필수부하에 연결된 480V MCC

로부터 전력을 공급받아 교류를 직류로 변환하여 직류배전반에 전력을

공급하고 축전지에 충전전력을 공급하는 부동운전을 하며 직류배전반은

직류전원을 필요로 하는 직류부하, 제어전원 및 필수 계측제어 설비 등

에 전력을 공급한다. 충전기의 용량을 초과하는 순시부하는 축전지가


공급하게 된다. 소내전원 상실시 축전지는 2시간30분 동안 발전소의 운

전 및 계통 상태를 감시 할 수 있도록 필수 계측 제어설비 및 부하에

전력을 공급한다. 소내전원 회복시 125V 직류계통 충전기는 방전 상태

에 있는 축전지를 충전시키고 직류부하에 전력을 공급하며, 125V 직류

계통에서 전력을 공급받던 직류 전동기부하는 교류전동기로 대체 운전

되고 무정전 전원계통은 교류로 공급받는다.


(1) 축전지

1) 수 량 : 58 Cells

2) 정 격 : [3600] AH 1 Set

3) 종 류 : 연축전지 (Lead-Antimony)

a) 부동충전 전압 : 2.17V/Cell

b) 방전종지 전압 : 1.81V/Cell

c) 균등충전 전압 : 2.33V/Cell(최대 2.4V/Cell)

d) 수동충전최대전압 : 2.80V/Cell (Tap 절환사용)

(2) 충전기

1) 수 량 : 2 set

2) 입 력 : 480V ± 10%(과도시 480V - 20%),

3상, 60Hz ± 5%

3) 출 력 : 125V DC, 500A

4) 출력 전압 조정율 : 0-100% 부하시 ±0.5%

(3) 직류 배전반

직류 배전반에 내장된 차단기는 수동조작, 차단우선방식 (Trip Free), 2

극, 볼트 접속용 배선용차단기(Molded Case Circuit Breaker)로 반한시

열동전자식으로 한다. 단, 직류 전동기용 차단기는 전자식 트립형

(Magnetic Only)으로 한다.


3.9 조명설비 계통

3.9.1 개 요

조명계통은 일반조명계통, 비상조명계통 및 필수조명계통으로 구성되며 일반조

명계통은 소내용 전원이 정상적일때 발전소의 운전에 필요한 조도를 유지시키

고, 비상 조명계통은 정전 또는 비상시 안전 및 안전대피에 필요한 최소한의

조도를 유지시키며, 필수조명계통은 필수부하 MCC로 부터 전원을 공급받아,

안전정지 운전에 필요한 조도를 유지시키는 기능을 가진다.

3.9.2 설계기준

발전소 옥내외에 설치되는 항공장애등, 보안등, 탐조등, 조명등, 조명용 변압기

반, 분전반, 항공장애등 제어반, 리셉터클, 전선관, 전선 및 관련자재를 포함한다.

(1) 일반조명 계통은 380/220V, 60Hz, 3상 4선식이며 단상 220V로 공급된다.

일반 조명계통은 480V 전동기제어반으로 부터 전력을 공급받으며 정상

운전에 필요한 지역에 충분한 조명을 유지한다.

(2) 필수조명계통은 필수 부하 MCC로부터 전력을 공급받으며 일반조명 상

실시 안전정지 운전이 가능하도록 일반조명 등기구 수의 10% 이상의

등기구를 중앙제어실, 전자기기실 및 원격제어실 등에 설치하고 발전소

정상운전시에도 계속해서 조명을 제공한다.

(3) 조명분전반 분기회로에 연결된 리셉터클은 접지형이어야 하며, 정격전압

에서 사용할 수 있도록 내선규정 및 NEC (NFPA No. 70)의 요구조건을

만족한다. 리셉터클용 분기회로에는 회로차단기 정격의 80%를 초과하는

부하를 연결하지 않는다.

(4) 비상조명회로에는 다른 목적으로 어떠한 등기구나 전기기구를 연결하지

않고, 현장개폐조작 기능은 없다. 일반조명계통에서는 소내 소비전력을

절약하기 위하여 조명이 불필요할 경우 부분소등 또는 완전소등이 가능

하도록 스위치를 구분하여 설치한다.


(5) 밀폐형 등기구는 화학제품 저장지역이나 윤활유를 저장하는 지역 등에

사용하며, 축전지실, 염산저장실과 같은 부식성 가스가 발생되는 지역에

는 내부식 밀폐형 등기구를 사용한다. GAS을 취급하는 방폭지역에는

NEC Article 500에 의해 방폭설비를 갖춘다.

(6) 조명스위치, 송풍기(Fan) 스위치 또는 온도조절기와 같이 전기불꽃을 발

생하는 장치는 축전지실, 수소저장지역, 써비스건물의 페인트 저장지역

과 같은 잠재적인 폭발가능 지역내에 사용하지 않는다. 전열기 사용회

로 또는 습한 지역에 공급되는 회로에는 누전차단기를 설치한다.

(7) 연돌에는 항공법에 의거 항공장애등을 정점에서 수직거리로 45M 이하마

다 거의 등간격으로 고광도등과 저광도등을 설치하여 광원의 중심을 포

함하는 수평면하 15도에서 상방의 모든 방향에서 식별할 수 있도록 한다.

3.9.3 계통설명

(1) 일반조명계통은 480V 전동기제어반에서 전원을 공급 받는 조명용 변압

기로 부터 380/220V, 3상 4선식의 전원을 공급받으며 각 구역별로 회로

분기에 필요한 조명분전반이 설치된다.

(2) 필수조명계통은 필수 부하 MCC에서 전원을 공급받는 조명용 변압기로부

터 380/220V, 3상 4선식의 전원을 공급받으며 각 구역별로 회로분기에

필요한 조명분전반이 설치된다.

(3) 직류비상조명은 소내 125V 축전기로 부터 전원을 공급받으며 일반조명

및 필수 조명전원 상실시 발전소 안전운전에 필수지역인 주제어실, 컴퓨

터실 및 전자기기실에 적용한다.

(4) 항공장애등은 필수조명 계통에서 전력을 공급받으며 보안등 및 가로등

은 일반조명 계통에서 전력을 공급받는다.

(5) 일반조명계통은 발전소 소내용 전원에서 전원을 공급받는 조명용 변압

기를 통하여 전력을 공급받아 발전소 정상운전이나 시동 및 정지 운전

에 필요한 조도를 유지한다.

(6) 필수조명계통은 일반조명을 보충하며, 필수운전에 필요한 최저 조도를

제공한다.


(7) 비상조명계통은 일반조명 및 필수조명의 전원이 상실되었을 경우 소내

축전지로 부터 전력을 공급받아 조명을 제공한다. 단 통로 유도등 및

비상구 표시등은 화재시 자동점등(터빈건물, 주제어건물)되거나, 상시점

등(기타건물) 하며, 외부전원상실로 부터 30분 이상 조명을 제공한다.

3.10 발전소접지 및 낙뢰보호 계통

3.10.1 개 요

발전소 및 옥외 변전소의 접지 및 낙뢰보호계통의 주요기능은 모든 운전조건하

에서 낙뢰및 접지사고 등으로 인한 위험전압으로 부터 인체와 기기를 보호하

며, 고장지역을 계통으로 부터 분리하기 위한 보호계전장치 작동을 용이하게

하며, 대지에 대한 회로 전압을 안정시키는 것이다.

3.10.2 설계기준

(1) 접지계통

1) 모든 고장상태에서 보폭전압 (Step Potential)과 접촉전압

(Touch Potential)을 안전치 이하로 제한하기 위하여 나연동선으로

구성된 발전소 접지망(Grounding Grid)을 지하에 동결층 깊이 이하

로 매설한다. 모든 지하 전기덕트 및 기기와의 연결을 위하여, 또한

건물내 접지 계통과 연결하기 위하여 나연동선 라이저 (Bare Copper

Wire Riser)를 설치한다. 접지 설계는 IEEE 665에 준한다. 접지망의

보폭전압과 접촉전압은 IEEE 80에 따라 선정하고, 발전소내 및 변전

소에 대한 대지고유저항은 IEEE 80에서 권장하는방법에 따라 측정

한다.

2) 접지망 설계시 대지 고유저항치 (Soil Resistivity)는 측정된 결과치를

이용한다.

3) 사고발생시 계통 및 기기에 미치는 영향을 제한하기 위해 아래와

같은 기준에 의거 접지계통을 구성한다.


a) 발전기 권선에서의 기계적 응력이 제한되어야 한다.

b) 지락사고 발생시 정확하고 빠른 계전기 동작이 이루어져야 한다.

c) 과도이상 전압을 제한하여야 한다.

d) 사고점에서의 손상을 최소한으로 제한하여야 한다.

e) 뇌격전압으로부터 보호되어야 한다.

f) 접지망의 접지저항은 1 Ω 이하로 제한되어야 한다.

4) 모든 지하 또는 노출된 접지선의 접속은 압착단자를 사용해야 한다.

5) 케이블트레이의 접지는 최소 100 ㎟를 사용하며 2개소이상 접지계통

에 연결된다. NEC 318조 항의 허용범위내에서 트레이 자체가 기기

접지용 도체로 사용될 수 있다. 도체가 트레이에서 금속 전선관으로

들어 갈때는 기기접지의 전기적인 연속성이 유지되도록 전선관을 트

레이에 완벽하게 접속한다.

6) 접지망 포설지역 외의 지하에 설치된 전기닥트를 따라 100㎟ 나동선

한 가닥씩을 설치하고 각 맨홀에서는 다른 닥트의 접지선과 연결한

다. 또한 각 맨홀에 있는 모든 철재는 이 접지선에 연결한다.

7) 모든 주요기기 및 탱크류는 2개소(양방향)를 접지망에 연결하여야 한

다. 또한, 전동기 프레임, 고,저압배전반 변전소기기, 전동기제어반,

판넬류, 조명분전반, 전선관, 케이블트레이, 트레인 레일 및 철재 계

단등의 금속 구조물과 기기 들은 접지한다.

8) 모든 고,저압배전반, 전동기제어반에는 수평접지 모선을 설치하고 접

지모선 각 끝단을 100㎟ 접지선으로 철구 구조물 또는 바닥에 설치

된 접지패드를 통하여 접지 계통과 연결한다.

9) 콘트롤 케비넷 내의 접지 모선은 각 끝단을 60 ㎟ 동연선 케이블로

접지망과 연결한다. 각종 전동기 외함 및 계기용 외함의 접지는 접

지망에 연결한다.

10) 지하구조물 및 배관 접지

기초철근 및 지하직매된 배관등은 IEEE 665, Section 5.4에 따라 접

지 된다.


11) 기기 접지용 도체의 최소 굵기는 IEEE 142에 따르며, 기타 기기접지

는 ANSI/IEEE 665에, 전력 케이블의 차폐선은 IEEE 422에 따라서

접지한다.

12) Process용 전자계산기 등 전자기기의 계장 접지는 1점 접지 방식으

로 접지모선은 녹색 절연전선을 사용하여 별도의 접지망에 연결하

고, 기타 상세한 내용은 IEEE 1050에 따른다.

13) 울타리접지

발전소 울타리가 소내 접지망 구역내에 설치될경우 발전소 울타리의

접지를 위해 울타리를 따라 60 ㎟의 나동연선을 울타리와 60cm 떨

어지고 75cm 깊이로 설치하여 울타리 기둥 하나씩 걸러서 그 접지

선과 연결한다. 발전소 울타리가 소내 접지망 구역으로 부터 소내

접지망 구역외로 연장될 경우에는 접지망을 벗어나는 지점과 9m 지

점에 각각 절연부를 설치한다. 기타 소내 접지망 구역외에 설치하는

울타리는 송전선 밑을 통과하는 부분을 제외하고는 접지하지 않는다.

(2) 낙뢰 보호 계통

1) 낙뢰보호설비의 필요여부는 IEEE 665의 항 5.3과 IEEE 141의 항 7.3

에 따라 결정한다. 낙뢰 보호설비는 NFPA 780과 IEEE 665의항

5.3의 요건에 따라 설계하고 설치한다.

2) 금속구조물은 NFPA 780에 따라 전기적인 연속성을 점검한다. 낙뢰

로부터 직접적인 위험이 있는 철골지붕등의 돌출부에는 필요시 피뢰

침을 설치한다.

3) 낙뢰로부터 직접적인 위험이 있는 콘크리트 구조물은 접지된 피뢰침

을 설치하여 보호한다. 피뢰침의 배치 및 접지망과의 접속은 NFPA

780의 요건에 따른다. 피뢰침과 접지망의 접속은 IEEE 665의 요건

에 따라 2개소를 하고, 피뢰침과 접지망 연결용 도체간 간격은 30m

를 초과하지 않는다.

4) 모든 굴뚝은 NFPA 780의 5장에 따라 보호한다.

5) 고압 전기 기기는 써지 보호용 피뢰기를 설치하여 낙뢰 및 개폐써지

로 부터 보호한다. 써지 보호용 피뢰기는 보호 대상 기기와 가능한

한 가까이 설치한다.


6) 화약, 가연성 액체, 가연성 가스 등의 위험물 저장의 용도로 사용되는

피보호물에 설비하는 피뢰침은 보호각을 45°로 하고, 화약류의 저

장 또는 취급용도에 필요한 피보호물에는 피뢰침 또는 독립 가공지

선을 설치한다. 밀폐된 기름저장 용기인 두께 3.2mm 이상의 금속판

으로 제작된 것은 피뢰침을 생략하고 기름탱크 2개소 이상의 접지극

에 접속한다.

3.10.3 계통설명

(1) 발전소의 발전설비건물(Power Block)과 옥외변전소 접지망은 지하에 매

설된 나연동선으로 구성되며, 이 접지망을 서로 연결한다.

(2) 변압기 지역 주변 및 옥외 변전소의 주변을 따라 100 ㎟ 나연동선을 접

지용으로 매설하고, 발전설비 건물(Power Block) 주변의 접지망은 100

㎟ 나연동선으로 구성된다.

(3) 발전소내의 부속건물들은 100 ㎟의 나연동선으로 관련건물의 접지회로

를 구성하며 이러한 접지계통은 주접지망과 2개소 이상 연결된다. 또한

탱크류들은 주접지망과 2개소에서 접지된다.

(4) 피뢰침은 건물, 연돌 및 저장조등의 20m 이상 돌출된 설비에 대해 적용한다.

(5) 154kV 계통

주 변압기 고압측 권선의 중성점은 피뢰기를 통하여 접지하고, 필요시

직접 접지 또는 비접지 운전을 할수 있도록 피뢰기와 병렬로 바이패스

용 단로기를 설치한다.

(6) 발 전 기

발전기의 중성점은 2차저항을 갖는 배전용 변압기를 통한 고저항 접지

로 한다. 변압기 용량 및 2차 저항치는 IEEE 142 및 IEEE 32에 따라

선정한다.

(7) 6.9kV 계통

6.9kV 변압기 권선의 중성점은 보호계전기 동작에 적합한 지락전류로

제한 할 수 있는 접지저항기를 통한 저항접지를 한다.

(8) 480V 계통

모든 480V 계통은 발전소 접지계통에 직접 접지한다.


(9) 380/220V 계통

480-380/220V 건식변압기 권선의 저압측 중성점은 직접 접지한다.

(10) 208V/120V 계통

교류 계기용 전원은 직접접지 하며 동결방지 설비 및 스페이스 히터 전

원의 중성점도 직접 접지한다.

(11) 직류 계통은 비접지로 한다.

3.11 전기 방식 계통

3.11.1 개 요

전기 방식계통은 다음과 같은 설비의 부식을 방지하기 위한 것이다.

(1) 지하매설 배관, 탱크류 및 지상에 설치된 탱크류의 대지와 접한 모든 금

속면

(2) 취수 스크린, 복수기 및 열교환기등 해수와 직접 접한 모든 금속면

3.11.2 설계기준

발전소에 시설되는 전기방식 계통으로는 희생양극방식 및 강제전류방식이 있으

며 이에 관련되는 모든 전기방식 설비를 포함한다.

(1) 전기방식 계통은 피보호구조물 표면과 기준전극 사이를 측정한 값이

NACE RP-01에 의해 각각의 피보호 구조물 재질에 따라 제시된 기준을

만족하도록 설계한다.

(2) 전기방식 계통은 희생양극 방식 (Sacrificial Anode System : Galvanic

Anode System) 또는 외부전원의 강제 전류방식 (Impressed Current

System) 이다.

(3) 전기방식계통은 양극 전류출력, 수명 및 효율 결정요인과 토양의 성질

이 변화하는 것을 고려하여 설계한다.

(4) 양극의 전기방식 동작상태를 감지하거나 측정하기 위하여 테스트 스테

이션 (Test Station)을 설치한다.


(5) 발전소 구내로 들어가거나 구내밖으로 나가는 금속배관은 발전소 울타

리 주변에서 전기적으로 격리시킨다.

(6) 전기방식계통 설계에 필요한 자료는 규정된 표준 및 규격에 따른다.

(7) 피보호물과의 전선연결은 전기적인 전도성과 기계적인 특성을 만족할

수 있도록 접속한다.

3.11.3 계통설명

(1) 전기방식 계통은 양극 및 양극분로함 (Anode Shunt Junction Box), 필

요한 시험용 인출선을 포함한 테스트 스테이션 (Test Station), 기준전극

및 정류기 (외부전원의 강제 전류방식에만 필요)로 구성된다.

(2) 외부전원의 강제전류방식의 정류기 용량은 연결된 모든 양극의 총정격

전류에 50% 증가한 정격을 부담할 수 있도록 하며 정류기의 음극단자

에는 보호할 구조물, 계통 또는 기기를 연결시키고 양극단자에는 개개의

양극과 연결시킨 양극분로함이 연결된다.

(3) 외부전원에 의한 강제전류방식의 경우 정류기의 사양은 전기방식 효과

를 나타낼 수 있는 전위를 자동적으로 유지하기 위한 자동 궤환(Feed

Back) 장치가 부착되어 있는 것이 사용된다.

(4) 외부전원의 강제전류방식에는 정류기가 배전반에서 교류전원을 공급받

아 직류 전력으로 정류시키며, 이 정류기의 직류출력은 계통에 전기방식

효과가 나타날때 까지 정류기 변압기 2차측 탭을 조정하여 변화시키고,

테스트 스테이션에서 측정된 값이 NACE RP-01 에 제시된 기준에 맞도

록 이 정류기의 직류출력을 정한다.

(5) 전기방식 계통이 적용기준에 따라 전기방식효과가 있는지 여부와 적절

한 운전 상태를 감시하도록 정기적인 측정과 검사를 실시해야 하며 주

위환경 조건이 시간에 따라 변화하므로 주기적으로 측정 및 검사를

NACE RP-01 Section10 에 따라 수행하여 적정한 전기방식효과를 얻도

록 재조정 한다. 또한 NACE RP-01 Section 11에 따라 전기방식 기록

부를 구비하여 유지한다.


3.12 화재탐지 및 경보계통

3.12.1 개 요

화재탐지 및 경보계통의 기능은 화재가 발생한 지역의 열이나 연기를 감지하거

나 수동 발신에 의해 경보를 발하여 화재의 조기진압을 가능케하여 인명과 재

산손실을 최소화함에 있다.

3.12.2 설계기준

발전소의 화재탐지 및 경보계통을 구성하는 화재감지기, 수동발신기, 경종, 수

신반, 및 기타 부속설비를 포함한다. 주 수신반과 소화설비 계통의 제어반과의

연동회로 구성을 포함한다.

(1) 화재방호 계통은 NFPA (National Fire Protection Association)및 소방

법, 소방법 시행령, 소방법 시행규칙, 내무부령에 따라 설계한다. 터빈발

전기 전기기기, 구조물 및 직원을 화재, 폭발 및 이로 인한 방출된 유독

개스로부터 보호하기 위하여 화재 방호기기 및 설비를 설치한다.

(2) 소방설비를 설치하여야 할 소방 대상물은 소방법 시행령 제 4장 제 2

절에 따른다.

(3) 자동화재 탐지설비의 1개의 감지회로 전로저항은 50Ω이하로 하며 종단

저항을 발신기에 설치한다.

(4) 연기감지기는 먼지, 미분 또는 수증기가 다량있는 장소, 부식성가스가 발

생할 우려가 있는 장소, 기타 평상시 연기가있는 장소 및 현저히 고온인

장소 등 유지관리를 충분히 기대할 수 없는 장소에는 설치하지 않는다.

(5) 발신기는 관련법규에 따라 전지역에 설치하며 소화전과 함께 설치될 경

우 소화전 상부에 수동발신기와 경보 및 표시등을 설치한다.

(6) 감지기 신호는 화재경보용으로 사용되나 필요시 이 신호에 의해 소화설

비를 작동시킬 수 있다.


(7) 화재 탐지설비의 회로는 감지기의 동작이나 수동 발신기의 조작에 의해

연속 경보음을 낼 수 있도록 설계되며, 또한 이 경보음은 화재진화에 의

해 원상회복 되었을 경우나 수신반의 스위치 조작에 의해서만 정지되도

록 설계한다.

(8) 윤활유 저장조에 설치되는 이산화탄소 소화설비계통, 기름탱크에 설치되

는 포말소화 설비계통, 설치를 필요로 하는 옥외기름탱크와 옥외변압기

등에 설치되는 물분무 소화 설비 계통 및 기타 소화설비계통의 제어반

은 주 수신반에 내장한다.

(9) 화재탐지수신반은 무정전 전원공급계통 배전반의 차단기를 통해 전원을

공급받으며, 이 차단기는 적색으로 화재경보 설비용이라고 명기되며 이

회로는 화재경보설비 전용으로만 사용된다.

(10) 발전계통과 관계없는 부대건물의 화재감지는 경비실 또는 당직실에 보

조수신반을 두어 화재를 감시하고 화재신호는 주 수신반으로 전송하도

록 설계한다.

(11) 주 수신반은 각 Block 화재발생신호와 충압펌프, 주소방펌프, 디젤엔진

펌프의 수 동 동작 및 정지신호를 전송할 수 있도록 회로를 구성한다.

3.12.3 계통설명

주수신반은 Power Block, 발전계통설비 및 보조건물의 지역화재를 감시할 수

있도록 하고, 주 수신반은 주제어건물 제어실에 설치한다.

(1) 화재탐지 및 경보계통은 발전소가 어떠한 운전상태에 있어도 그 기능을

수행 할 수 있도록 한다.

(2) 상용전원이 상실된 경우에는 그 기능을 수행할 수 있도록 축전지를 내

장한다.

(3) 화재탐지계통은 보조계전기를 동작시켜 HVAC용 송풍기를 정지시키거나

댐퍼를 닫아서 화재지역에 산소공급을 억제한다.

(4) 수신반은 각 감지지구별, 층별, 소방대상물별 화재표시, 동작표시, 고장표

시, 상태표시 등의 기능회로가 구비된다.


3.13 전기분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 1-800-E101-001 SYMBOLS & LEGENDS (SHEET 1)

2 1-800-E101-002 SYMBOLS & LEGENDS (SHEET 2)

3 1-800-E140-001 S. L. D. PLANT KEY

4 1-815-E140-001 S. L. D. 154KV SWITCHYARD

5 1-815-E140-001 S. L. D. GEN., STEP-UP AND UNIT AUX. XFMR RELAYING AND METERING

6 1-832-E140-002 S. L. D. 6.9KV SWITCHGEAR 1SW01 RELAYING AND METERING

7 1-833-E140-001 S. L. D. TURBINE LOAD CENTER 1LC01

8 1-833-E140-002 S. L. D. BOILER LOAD CENTER 1LC02

9 1-833-E140-003 S. L. D. BOILER LOAD CENTER 1LC03

10 1-833-E140-004 S. L. D. WATER TREAT. BLDG LOAD CENTER 1LC04

11 1-833-E140-005 S. L. D. CONTROL BLDG LOAD CENTER 1LC05

12 1-834-E140-101 S. L. D. TBN MCC 1MC01

13 1-834-E140-102 S. L. D. TBN MCC 1MC02

14 1-834-E140-103 S. L. D. TBN MCC 1MC03

15 1-834-E140-104 S. L. D. BLR MCC 1MC04

16 1-834-E140-105 S. L. D. BLR MCC 1MC05

17 1-834-E140-106 S. L. D. BLR MCC 1MC06

18 1-834-E140-107 S. L. D. BLR MCC 1MC07

19 1-834-E140-108 S. L. D. MAKE-UP DEMI. SYS. MCC 1MC08

20 1-834-E140-109 S. L. D. WASTE WATER TREAT. SYS. MCC 1MC09

21 1-834-E140-110 S. L. D. WASTE WATER TREAT. SYS. MCC 1MC10

22 1-834-E140-111 S. L. D. CONTROL BLDG MCC 1MC11

23 1-834-E140-112 S. L. D. ESSENTIAL MCC 1MC12

24 1-841-E140-001 S. L. D. 120V AC U.P.S. SYSTEM

25 1-841-E140-002 S. L. D. 120V REGULATED AC SYSTEM

26 1-852-E140-001 S. L. D. 125V DC SYSTEM


4. 제어분야

4.1 일 반

4.1.1 개 요

본 기본설계서는 수도권 매립가스 자원화 설비(50MW x 1기)의 제어계통, 즉

보일러제어,터빈-발전기제어, 버너제어 및 기타 보조기기제어에 사용되는 계측

기기, 제어 및 보호 계통설비가 발전소의 어떠한 운전조건하에서도 발전설비

와 종사자들이 안전하게 보호되며,경제적이고 신뢰성 있는 운전이 보장될 수

있는 최적의 제어 계통이 되도록 설계에 반영되어야 할 기준을 규정한 것이다.

4.1.2 설계 적용 규격 및 표준

계측 제어 계통의 설계, 제작 및 시험은 발주시점을 기준으로 가장 최근에 간

행된 아래의 규격 및표준 또는 이와 동등하다고 인정된 규격 및 표준에 의거한다.

(1) 한국산업규격 (KS)

(2) American Petroleum Institute (API)

(3) American Society of Mechanical Engineers (ASME)

1) ASME B 31.1 : Power Piping

2) ASME PTC 4.1 : Power Test Code, Steam Generator Units

3) ASME PTC 6 : Performance Test Code, Steam Turbines

4) ASME TDP- 1 : Recommended Practices for the Prevention

of Water Damage to Steam Turbines

used for Electric Power Generation

5) ASME Boiler & Pressure Vessel code

a) Section I : Power Boilers

b) Section II : Material Specifications, Part A

c) Section VIII : Pressure Vessels

(4) American Society for Testing and Materials (ASTM)

(5) American Welding Society (AWS)


(6) Electronic Industries Association (EIA)

(7) Environmental Protection Agency (EPA)

(8) Korea Electric Power Corporation Standard (ES)

(9) Hydraulic Institute Standards (HI)

(10) Insulated Cable Engineers Association (ICEA)

(11) Institute of Electric and Electronic Engineers (IEEE)

1) IEEE 122 : Recommended Practice for Functional

and Charateristics of Control Systems for Steam

Turbine-Generator Units

2) IEEE 472 : Guide for Surge Withstand Capability Tests

3) IEEE 502 : Guide for protection, Interlocking, and Control of

Fossil Fueled Unit Connected Steam Stations

(12) Instrument Society of America (ISA)

(13) International Standard Organization (ISO)

(14) National Electrical Manufacturers Association (NEMA)

1) NEMA 250 : Enclosures for Electrical Equipment

2) NEMA ICS 4 : Terminal Blocks for Industrial Control Equipment

and Systems

3) NEMA ICS 6 : Enclosures for Industrial Controls and System.

4) EMA MG 1 : Motors and Generators

(15) National Electrical Code(NEC)

(16) National Fire Protection Association (NFPA)

1) NFPA 70 : National Electrical Code

2) NFPA 8502 : Prevention of Furnace Explosions/Implosions in

Multiple Burner Boilers

3) NFPA 850 : Recommended Practice for Fire Protection for

Fossil Fueled Steam Electric Generating Plants.

4) NFPA(others) : Other Specification as Applicable

(17) Scientific Apparatus Manufacturers Association (SAMA)

(18) Underwriters Laboratories (UL)


4.1.3 설계 기준

(1) 단위 및 눈금

도면 및 서류 작성에 적용되는 단위는 Metric, Celsius 및 Kilogram 단

위를 사용한다. 그러나 필요시엔 inch를 사용한다. 그러나 배관 및 부품

의 치수는 mm로 표기하되, 필요시에는 괄호내의 Inch와 병기한다. 기

록계의 눈금은 선형눈금이 사용된다. 설계에 사용될 단위는 아래와 같다.

1) 압력 : mmH2O, kg/㎠g

2) 진 공: mmHg , mmH2O

3) 온 도 : ℃

4) 유 량

a) 액체 : m3/h , t/h

b) 증기 : kg/h

c) 가스 : Nm3/h

d) 고체,스러리(Slurry) : kg/h

e) 길 이 : mm, m

f) 시 간 : s, h

g) 전 압 : V, kV

h) 전 류 : mA, A

(2) 심볼 및 언어

계측제어 및 논리도(P&ID 포함)나 계통흐름도에 사용되는 심볼 및 표

는 ISA 및 SAMA의 기준에 따르고, 언어는 영어로 표기한다.

(3) 제어 신호

계통제어 및 감시루프에 사용되는 전기 신호의 전송에는 4-20mA 직류

가 사용되며, 현장의 공기식 제어루프는 0.2-1.0 kg/㎠g의 공기신호가

사용되도록 한다.

(4) 제어 계통은 냉난방 설비고장, 전압변동, 잡음 유입 및 무선주파수 간섭

등 비정상 상태를 고려하여 제작토록 한다.


4.2 제어 전원 및 계기용 공기 공급 계통

4.2.1 개 요

제어 전원 및 계기용 공기 공급계통은 발전소가 안전하고 신뢰성 있게 운전되

도록 요구되는 각종제어계통 및 기기에 연속적이며 안정되게 공급되도록 한다.

4.2.2 설계 기준

(1) 제어 전원

각 제어 계통별 제어전원은 제어장치내 소비전력을 충분히 감당할 수

있어야 하며 제어 전원의 종류는 다음과 같다.

1) 120V, 1Phase, 60Hz 무정전 교류전원

본 전원은 발전소 기동, 정지 및 정상운전에 필수적인 계통 즉, 분산

디지탈 제어 계통, 발전소 컴퓨터, 주제어실 기기 등과 같이 전자회

로 (집적회로 포함)를 채용한 제어계통에 사용 되도록 한다.

2) 125V 직류전원

보일러계통, 터빈/발전기계통, 버너계통 등의 트립 및 보호인터록 제

어회로에 사용된다.

단, 125V DC 전원은 제어설비 제작자의 제작 표준에 따라 (가)를 선

택하여 사용할 수 있다.

3) 120V 60Hz 교류전원

본 전원은 120 V 무정전 교류전원이 사용되지 않아도 되는 현장제어

반 등에 사용된다.

(2) 계기용 공기

계측제어 기기에 사용되는 계기용 공기 공급원의 조건은 다음과 같다.

1) 주 공기공급 모관으로부터 공급되는 계기용 건조공기 압력은 4.2～

7.0kg/㎠g 으로 한다.

2) 건조공기조건은 Air Dryer 출구단 압력에서 노점온도가 -40℃이하로

한다.

3) 현장 공기식 제어계기에는 공기여과 압력조절기가 설치되도록 한다.

4) 주 공기공급 모관으로부터 각 계측제어기기로 분기되는 곳 및 계측

제어 기기와 가까운 곳에 차단밸브를 설치한다.


4.3 제 어 계 통

4.3.1 개 요

제어 계통은 운전원이 연속적으로 발전소를 운전함에 있어서 모든 운전조건하

에서 안전하고 신뢰성 있으며, 경제적인 출력을 낼 수 있도록 설계한다. 또한,

기저 및 중간부하운전을 담당하는 설비로 자동운전이 수행되도록 한다.

4.3.2 설계 기준

(1) 일 반

1) 구 성

제어 계통은 마이크로 프로세서를 사용한 분산 디지탈 제어방식을

채택하여 계층 유니트 제어레벨, 그룹 제어레벨, 기기 제어레벨 및

기능적 (보일러 제어계통, 버너 제어계통, 터빈/발전기 제어계통, 보

조기기 제어계통 등)으로 분산 구성한다.

a) Unit 제어레벨

Unit 제어레벨은 보일러 및 터빈 자동 기동/정지, 보일러, 터빈발

전기 및 보조기기의 상태감시 및 각종 정보를 파악하여 이를 토대

로 논리 판단을 내려 각 그룹 제어레벨에 조작신호(Kick)를 제공

하는 등의 기능을 수행하도록 한다.

b) 그룹 제어레벨

그룹 제어레벨은 보일러 제어, 버너 제어, 터빈제어, 시퀜스 제어

및 발전소 보조기기제어 등의 서브루프 제어장치들로 구성되며 유

니트 제어레벨의 명령에 따르거나 수동조작 스위치로써 해당 그룹

의 조작 기기들이 자동으로 기동/정지토록 한다.

c) 기기 제어레벨

기기 제어레벨은 그룹 제어레벨의 명령에 따라 자동으로, 또는 수

동 조작 스위치로써 개개의 조작기기(팬, 펌프, 밸브 등)를 수동으

로 기동/정지 조작할 수 있도록 한다.


2) 제어설비는 주제어실내에서 보일러, 터빈발전기 및 보조기기들을 운

전 감시할 수 있도록 중앙 집중 감시방식으로 설계한다.

3) 제어와 직접적으로 관련되는 모든 분산제어 계통은 다중화 개념을

도입하여 신뢰도를 제고한다.

4) 제어 전원이나 제어 신호 및 제어용 공기상실시, 모든 제어밸브, 베

인(Vane) 및 댐퍼들은 최종 제어위치 (Fail Lock)에 유지되도록 하

거나, 운전 조건에 따라 안전한 위치 (Fail Close or Fail Open)로

되도록 한다.

(2) 자동화범위

1) 기동시는 순환수펌프 기동부터 임의부하 또는 정격부하까지, 정지시

는 역순으로 정격부하에서 순환수펌프 정지까지를 자동화 범위로 한다.

2) 자동화 범위내에 있는 제어계통의 운전은 상세 설계시 발전소 기동/

정지 절차에 따라 자동 운전되도록 설계한다.

(3) 부하조절능력

1) 제어설비의 응답특성 및 제어능력이 발전소 주요기기 및 보조기기의

정격출력 변동율 및 임의 부하에 대한 최대 출력 능력을 제한하지

않도록 한다

2) 제어설비의 속응도는 보일러, 터빈 및 보조기기의 능력에 제한을 주

지 않아야 하며 다음과 같은 부하 조절능력을 만족할 수 있도록 설

계한다.

a) 부하변동율 (보일러)

◦ 정격출력의 50%-100% 부하 : 분당 최소 〔5%〕 정격부하 변화

◦ 연속운전 최소부하(보일러) : 정격출력의 25% 부하

◦ 부하변동에 따른 조속기 부하조절 능력 : 정격출력 50%~100%

사이에서 +5%의 순간부하 변화

(4) 보일러-터빈 협조제어

1) 제어 계통은 요구 부하변화에 대한 보일러 및 터빈-발전기의 응답

성을 높이고 발전소 주요 공정변화량의 제어편차를 최소화하여 운전

상태 및 조건 변화에 따라 발전소가 안정된 운전이 가능하도록 하

기 위해 상호 추종 제어하는 보일러 터빈 협조제어 (Coordinated

Boiler Turbine Control)방식, 보일러 추종 제어방식 및 터빈 추종

제어방식을 적용한다.


2) 제어 계통은 운전원이 소내 설정부하 요구신호를 용이하게 선택 운

전되도록 한다.

3) 소내설정부하 요구신호는 부하변화율 제한치, 최대 및 최소부하 제

한치에 의해 제한 되도록 한다.

4) 계통 주파수와 목표주파수 사이에 편차가 발생할 경우, 편차 신호로

Unit 부하 요구신호를 보정하여 제어하므로서 전력계통 안정에 기여

토록 한다.

5) 보일러 및 터빈의 주요 보조기기 중 한대가 정상 운전 중에 트립

(Trip)되고 Unit부하 요구신호가 운전가능한 보조 기기의 허용운전

부하보다 클 경우, Unit부하 요구신호는 미리 설정된 부하분담율에

의해 각 보조기기가 허용할 수 있는 부하까지 감소되는 런백

(Runback) 기능을 갖도록 한다.

6) 보일러 요구신호는 Unit 부하 요구에 의해 보일러를 제어하고 Unit

부하에 대응하여 주 증기압력 프로그램(Program)에 의해 수정되며,

Unit 부하요구와 출력(MW) 편차에 의해 수정되도록 한다.

7) 터빈요구신호는 Unit 부하 요구신호와 출력 (MW)의 차에 의해 조속기

가 증기제어변을 제어하며 주증기압력 편차에 의해 보정되도록 한다.

(5) 보일러 제어

1) 개 요

보일러제어 계통은 기동정지 운전 절차를 간소화하도록 설계하여야

한다. 드레인 및 벤트를 포함한 기동정지 운전 절차는 운전원의 선

택으로 자동 및 수동운전이 가능하도록 하고 플랜트 상황에 따른 운

전원의 Mode설정에 의해 자동, 수동으로 이루어지도록 한다.

2) 보일러 요구신호

보일러 요구신호는 Unit 부하요구 신호에 따라 자동 조정되게 하며

증기 압력을 보정하도록 한다.

이 신호는 급수제어와 연소제어의 요구신호가 되도록 한다.

3) 급수유량 제어

급수유량 제어계통은 보일러 요구신호에 따라 급수유량 제어밸브를

조절하여 유량을 조절한다.


4) 연소제어

a) 연료유량제어

연료유량제어는 안정된 연소가 되도록 공기/연료 비율을 적절하

게 유지하면서 부하요구 신호에 대응한 연료량을 공급하도록 하

며, 최소한 다음과 같은 기능을 갖도록 한다.

◦ 유량제어

◦ 열량보상

◦ 요구신호 보정

◦ 공기제어 (공기 압력, 유량 및 온도제어)

◦ 최소압력 조정

b) 공기유량 제어

공기유량제어는 노내의 안전을 도모하고 공기/연료 비율을 안정된

연소가 되도록 유지하면서 부하 요구신호에 대응한 공기유량을 공

급하도록 한다. 연소과정에서 항상공기유량이 연료유량보다 많은

상태(Air Rich)를 유지하여 안정된 연소가 되도록 한다.

5) 노내압력제어

노내압력제어는 압입통풍기에 의해 운전되어 보일러를 통과하는 배

출 연소가스량을 조절하여 허용 운전압력내의 운전을 도모하여 노의

수축 (Implosion) 및 팽창(Explosion)을 방지하도록 한다. 노내압력

제어는 NFPA 8502의 요구조건에 따르며, 노내압력 측정장치는 이중

화가 되도록 한다.

6) 주증기온도제어

고압터빈으로 유입되는 주증기 온도는 정상운전시, 부하변화에 따라

급수/연료 비율조정으로 일정하게 유지되도록 제어하고, 과열기 분사

수 (SH Spray) 제어가 병행되도록 한다.

7) 버너 제어

a) 버너제어 계통은 분산제어설비에서 자동 및 원격수동 운전이 가능

하도록 하며, 버너제어 계통은 NFPA8502의 요구조건에 따라 설계

되도록 한다.


b) 버너제어계통은 최소한 다음과 같은 기능을 수행하도록 한다.

◦ 노내퍼지(Purge)

◦ 예비점화 (Prelight)

◦ 화염상태 감시

◦ 버너점화/소화

◦ 연료트립

◦ 기 타

c) 버너제어계통은 노내퍼지부터 임의부하 또는 정격부하까지, 정격

부하에서 소화까지 완전자동 운전과 함께 수동 운전도 되도록한

다.

d) 화염검출기 형식을 가스버너에 맞는 형식을 적용한다.

(6) 터빈제어

1) 개 요

터빈발전기제어 계통은 기동정지 절차를 간소화 하도록 설계하여야

한다. 기동정지절차는 논리적인 단계별로 구분할 수 있으며 자동화

계통 고장시 또는 필요한 단계에 수동운전이 가능하도록 한다.

2) 터빈제어계통은 최소한 다음과 같은 계통을 포함한다.

a) 조속기제어

b) 터빈트립 및 터빈감시

c) 터빈, 발전기의 자동기동 및 정지

d) 운전원 연계장치

c) 분산제어설비와 정보전송을 위한 통신 연계장치

3) 조속기제어

a) 조속기 제어는 분산디지탈 제어방식을 채용한 전자유압식(Digital

Electro-hydraulic Control)조속 제어 장치를 채택하여 속도와 출

력을 조절한다.

b) 정격부하의 25% 이상에서는 주증기 압력이 정압운전되며, 터빈

제어밸브 개도를 제어하여 터빈출력을 응동시킨다.

c) 정격부하의 50%에서 100%사이에서는 조속기에 의해 터빈 출력을

직접 제어한다.


d) 조속기 부하특성은 2.5～7% 범위에서 설정 가능하도록 하며, 정상

시에는 정격속도의 ±5% 정도의 특성을 갖도록 한다.

4) 터빈트립

터빈트립 계통은 터빈운전중 터빈자체나 터빈부속 설비의 고장이나

비정상 운전으로 인하여 터빈이 허용운전범위를 벗어났을 경우 전기

적으로 또는 기계적으로 유압부를 작동하여 신속히 터빈을 정지시킨

다.

5) 터빈 자동기동정지 (ATS)

드레인 및 벤트를 포함한 기동정지 절차는 운전원의 선택으로 자동,

수동운전이 가능하도록 하며 플랜트 상황에 따라 자동, 수동으로 이

루어 지도록 한다. 터빈자동기동/정지 제어계통은 최소한 다음과 같

은 기능을 갖도록한다.

a) 터빈, 발전기 및 부속설비의 기동준비 및 자동논리제어

b) 자동 승속 및 계통병입

c) 터빈발전기 목표부하 제어

d) 터빈발전기 자동정지

e) 열응력 계산 및 제어

(7) 보조계통제어

1) 논리 (Sequence and Interlock) 제어

a) 보조기기 계통은 각 계통별로 개별 자동운전되거나 발전소 부하제

어 계통과 연계운 전되도록 한다.

b) 논리제어 회로는 각 계통별로 분산시키고 중요계통은 이중화하며,

고장파급을 방지하며 후비운전이 가능하도록 구성한다.

c) 논리제어 대상 계통은 다음과 같다.

◦ 주증기 및 보조증기계통

◦ 순환수계통

◦ 연료계통

◦ 통풍계통

◦ 복수계통 및 급수계통

◦ 급수가열기 추기, 배기 및 배수계통

◦ 기타계통


d) 현장보조설비 논리제어

주요제어계통과 연관이 적고 현장에서 독립운전되는 보조설비 제

어 계통은 가능한 한 프로그램 할 수 있는 논리제어기로 수행하되

주제어실에서 운전감시할 수 있도록 분산제어설비와 연계운전한다.

그 계통은 다음과 같다.

◦ 약품주입계통

◦ 공기압축기계통

◦ 물처리계통

◦ 폐수처리계통

◦ 기타 계통

2) 조절제어

a) 탈기기제어

◦ 탈기기 수위제어

탈기기 수위제어는 복수 유량제어용 밸브에 의해 탈기기 수위가

일정하게 유지되도록 한다. 기동 및 저부하시 탈기기 수위에

따라 복수유량을 제어하는 1요소 제어를 채택하며, 정상운전시

에는 자동적으로 3요소(탈기기 수위, 급수유량 및 복수유량)제어

로 절환되어 탈기기 수위가 일정하게 유지되도록 한다.

◦ 탈기기 압력제어

임의의 부하상태하에서 탈기기는 일정한 압력이 유지되어야 한

다. 기동시 또는 저부하시는 보조증기 계통에서 공급되는 증기

가 증기압력 제어밸브에 의해 탈기기 압력을 일정하게 유지되도

록 한다.

b) 공기예열기 온도제어

증기식공기예열기의 공기 출구 온도는 재생식공기예열기 입구 공

기온도와 출구 가스온도의 평균값으로, 재생식공기예열기 전단

(Upstream)입구 공기덕트에 설치된 증기식 공기예열기에 공급

되는 증기유량을 조절함으로써 제어 한다.


c) 보일러 급수펌프 최소유량제어

보일러급수펌프 최소유량제어는 보일러 급수펌프의 과열을 방지하

고 저부하시 유량을 조절하여 급수제어계통에 가해지는 외란을 최

소화하도록 한다.

d) 보조증기 압력제어

보조증기 압력제어는 주증기에 감압제어변을 설치하여 기동시 또

는 정상운전시 등의 운전조건에 따라 증기를 원활히 공급하도록

제어한다.

e) 기타제어

◦ 급수가열기 수위제어

◦ 핫웰 수위제어

◦ 복수펌프 및 급수펌프 최소 재순환유량제어

◦ 기기냉각수 온도제어

◦ 기 타

(8) 발전소 운전

1) 발전소 기동

a) 발전소 기동시, 다음과 같은 발전소의 기본적인 보조계통 또는 기

기가 주제어실에서 조작되도록 한다.

◦ 순환수 계통

◦ 기기냉각수계통

◦ 보조 증기 계통

◦ 복수기 및 탈기기 충수 계통

◦ 보일러 충수계통

◦ 기타 계통


b) 상기 1)항의 계통 또는 기기가 기동후, 복수계통, 급수계통 등 점

화 준비전까지의 기동은 주제어실에서 자동, 계통별 원격수동으로

이루어지도록 한다.

그 계통은 다음과 같다.

◦ 순환수 계통

◦ 복수계통 및 복수기 공기제거계통

◦ 급수계통

◦ 연료계통

◦ 기타계통

c) 순환수계통 운전부터 정격부하까지 또는 임의의 부하에 이르기까

지에 필요한 모든 기기들은 자동운전 되도록 한다. 한편 발전소

안전운전과 관련하여 중요 운전조작은 운전원이 확인후 (Break

Point) 자동운전 되도록 한다.

2) 발전소 정지

정격부하에서 부하를 감발하여 소화까지의 운전은 자동으로 정지되

도록 하며, 그 이후의 보조기기 운전은 운전원의 선택에 의해 계통

별 또는 기기별 원격수동으로 이루어지도록 한다.

3) 원격수동운전

발전소 각계통의 원격수동운전은 계통 또는 기기상태에 따라 운전원

이 판단하여 운전될 수 있도록 한다.

4) 현장수동운전

필요시 현장스위치에 의해 운전하되 유지보수 운전에 국한 되도록

한다.


4.4 트립 및 보호인터록 계통

4.4.1 일반 사항

(1) 개 요

트립 및 보호인터록 계통은 운전원에게 위험을 초래하거나 발전소 주요

기기에 손상을 줄 수 있는 위험한 사고를 미연에 방지하기 위해 신속하

고 정확하게 대응하여 동작되도록 한다. 본 계통은 보일러, 터빈-발전

기 등의 트립 원인과 조치가 상호 연계성이 있음을 감안하여 설계되도

록 한다.

4.4.2 설계 기준

(1) 일반사항

1) 오동작 또는 오검출로 인한 발전소 정지사고를 방지하고 발전소의

신뢰도와 이용률을 향상시키기 위해 실용적으로 가능한 한 "2 out

of 3" 트립논리 개념을 적용한다.

2) 발전소 트립 및 보호 인터록계통은 125V 직류계통 전원에 의해 동

작되고 소내 모든 교류전원이 상실되었을때, 이 직류계통 전원은 축

전지에 의해 전원이 공급되어지도록 한다.

3) 트립에 관련된 기기들은 "여자시 트립 (Energize-To-Trip)"되는 원리를

기본으로 하며, 계통의 안전을 위해 필요시 “소자시 트립(Deenergize to

Trip)”으로 구성한다.

4) 발전소의 트립계통은 트립발생 원인과 진행상황을 판단키 위해 발전

소 분산제어설비에 출력을 주도록 한다.

5) 트립 및 보호인터록에 관련된 모든 기기들은 일반 제어기기나 감시

기기와는 별도로 설치되고 가능한 한 물리적, 전기적으로 격리되어

야 한다.

(2) 보일러 보호

1) 보일러의 안전과 기기를 보호하기 위하여 보일러 관련설비의 트립이

나 이상 상태 생시주 연료를 차단 (MFT ; Master Fuel Trip) 한다.


2) 최소한 다음과 같은 조건이 발생할 경우에 보일러가 트립되도록 한다.

a) 운전원에 의한 수동 트립

b) 터빈트립

c) 압입통풍기 트립

d) 노내 압력 “고” 와 노내 압력 “저”

e) 전 버너 화염 상실

f) 공기유량 "저"

g) 전 버너 소화

h) 모든 급수 Pump Trip

i) 주증기 압력 “고”

j) 증기드럼 수위 “고” 또는 “저”

k) 주증기 온도 “고”

l) 기타 제작자 표준에 따른 위험상태나 외부요인으로 보일러를 급속

히 정지시켜야할 경우

3) 보일러의 수축 (Implosion)과 팽창 (Explosion)을 방지하기 위하여 압입

통풍기 및 각종 댐퍼의 인터록은 NFPA 8502의 요구조건에 따른다.

(3) 터빈보호

1) 터빈계통을 보호하기 위하여 터빈 관련설비가 이상 상태로 되었을

때, 터빈의 모든 관련밸브 (차단밸브, 제어밸브 및 추기역지밸브

등)를 급속히 닫아 터빈관련 설비가 보호되도록 한다.

2) 최소한 다음과 같은 조건이 발생할 경우에는 터빈을 트립시키도록 한다.

a) 운전원에 의한 수동 트립

b) 터빈 과속

c) 스러스트 베어링 마모

d) 배기 (Exhaust Hood) 온도 "고"

e) 복수기 진공도 "저"

f) 베어링 유압 "저"

g) 진동 과대

h) 차단기 트립 (Load Separation)


i) 편심과대

j) 발전기 회전자 및 고정자 냉각장치 장시간 고장

k) DEHC 작동 유압 "저"

l) 보일러 트립

m) 발전기 트립

n) 기타 제작사 표준에 따른 위험상태

3) 터빈축에 기계적인 안전정지 장치를 독립적으로 설치하여 터빈 과속

도시 기계적으로트립되도록 한다.

4.5 주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실

4.5.1 개 요

주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실은 인간 공학적 요소를 고려하여 기동/정지,

정상 운전 및 비정상 운전등 모든 경우에 발전소가 안전하고, 경제적이며 신뢰

성 있게 운전 될 수 있도록 계측제어 설비들을 배치 수용한다.

4.5.2 설계 기준

(1) 주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실은 보일러 두호기 중앙의 터빈 운전층

과 동일한 층에 위치해야 한다

(2) 주제어실에는 다음과 같은 설비들이 배치되도록 한다.

1) 운전원 콘솔, 대형 스크린

2) 전기설비 주제어반

3) 화재 경보반

4) DCS 주변기기 (운전원 CRT, 키보드, 프린터 등)

5) 화염감시용 CRT

6) 진동감시용 CRT

7) 기 타


(3) 전자기기 및 컴퓨터실에는 다음과 같은 설비들이 배치되도록 한다.

1) 분산디지탈 제어계통 각종 Panel

2) 보호계전기반

3) 보일러 증기누설 감시 케비넷

4) 입/출력 케비넷

5) Engineering Workstation (CRT, 키보드, 프린터 등)

6) 통신 인터 페이스 장치 등

7) 기 타

(4) 주제어실의 각종 감시반 및 케비넷의 배치는 전후면 약 1.5m의 여유공

간을 확보하도록한다.

(5) 주제어실의 소음준위는 65 dBA 이하가 되도록 하며, 주제어실 및 전자

기기실 내부로 분진의 유입을 방지하기 위하여 정압(Positive Pressure)

이 유지되도록 하고, 실내 대기 조건을 항상 최적으로 유지하기 위하여

공기청정기를 설치하여야 하며, 공조설비의 정지시를 대비하여

Packaged Air Conditioner을 설치하여야 한다.

(6) 주제어실의 온도는 정상적으로 22℃ - 26℃ 이어야 하며, 18℃이하 또는

30℃ 이상으로 되지 않도록 한다.

(7) 주제어실의 상대습도는 45% ～ 55%이며, 최소 20% 이하가 되지 않도

록 한다.

(8) 주제어실, 전자기기 및 컴퓨터실용 건축자재는 내화 (Fireproof) 특성을

갖도록 한다.

(9) 주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실 전자기기들은 고주파 간섭 및 기타

잡음에 의한 오동작을 방지하도록 한다.

(10) 주제어실과 전자기기 및 컴퓨터실은 제어건물 공용 냉난방 설비에 의

해서 냉난방 되도록 한다.

(11) 제어실 바닥마감제는 정전기 방지가 고려된 재료를 선택하여 설치한다.


4.6 주 제 어 반

4.6.1 개 요

주제어반은 운전원이 발전소를 기동/정지, 정상운전 및 비정상운전을 편리하고

안전하게 수행할수 있도록 인간공학적 요소를 적용하여 설계한다.

4.6.2 설계 기준

(1) 주제어실내 모든 제어반은 인간공학적 요소를 적용하여 정상 및 비정상

운전시 조작 및 판독이 용이하도록 배치한다.

(2) 모든설비의 감시 및 운전은 운전원 콘솔에서 가능하도록 한다.

(3) 수직감시반 및 대형 스크린 보드에는 다음과 같이 보일러 및 터빈/발전

기등의 운전감시에 필요한 주요 계기를 설치한다.

1) 주요 설치 기기

a) 드럼수위 지시계

b) 화염 감시용 및 연돌 연기 감시용 CCTV Monitor

c) 출력대비 및 주파수용 디지털 지시계

d) 기 타

2) 대형 Projection Screen 2대를 설치하여 발전소의 주요기기 운전상태

를 일괄 감시할 수 있도록 한다.

(4) 제어반에 설치된 모든 기기들은 제어반 뒷면에서 접근이 가능하여야 하고

임의의 기기를 제거할때 다른 기기들의 제거없이 분리가 가능해야 한다.

(5) 외부색상 및 내부색상은 Munsell No. 5Y 7/1 로 도장한다.

(6) 외함구조는 NEMA 12 형식을 적용한다.


4.7 분산 디지탈 제어계통

4.7.1 개 요

분산 디지탈 제어(DCS : Distributed Control System) 계통은 마이크로 프로세

서를 채용한 계층적 기능분산구조로 발전소 기동부터 목표부하까지 또는 목표

부하부터 발전소 정지까지 보일러, 터빈 및 보조기기의 정상 및 비정상 운전의

모든 조절제어 및 논리제어 기능과 운전감시 및 운전자료 처리 기능등 발전소

컴퓨터 기능을 수행해야 한다.

4.7.2 설계 기준

(1) 프로세스 제어기 (Process Controller)

프로세스 제어기는 발전소 제어에 사용되는 기본기기로써, 입출력장치로

부터 입력 신호를 받아 제어변수를 분석 처리한 후 밸브, 댐퍼 등 기타

구동기기로 제어신호를 발신하는 기능과 데이타 통신 기능을 보유한다.

1) 제어기는 이중으로 구성되어 주제어기가 상실되면, 후비제어기로 자

동절환되어 주제어기의 기능을 수행할 수 있도록 한다.

2) 제어기의 메모리는 전원상실시에도 기억된 프로그램이 상실되지 않

도록 한다.

3) 운전원이 CRT 조작을 수행하면 그동작의 실행여부를 운전원에게 확인

시켜주는 기능을갖도록 한다. 그러나 운전원의 키조작 회수는 최소가

되도록 하며 오조작에 의한 오동작을 방지하는 기능을 갖도록 한다.

4) 제어기는 두개의 독립전원을 공급받도록하며 한개의 전원상실시, 다

른 전원으로 무순단 자동절환되어 제어기능이 상실되지 않도록 한다.

5) 프로그램수정 및 구성변경은 프로그램언어에 익숙하지 않아도 쉽게

할 수 있도록한다.

6) 제어기의 프로그램 수정 및 구성변경이 운전중(On-Line) 가능하

도록 한다.


(2) 입.출력 장치

입.출력장치는 현장 계측기기와 프로세스제어기간의 신호변환 기능을

보유한다.

1) 입.출력 신호종류 및 레벨은 다음과 같다.

a) 아나로그 입력 : 4-20mA DC, 1-5V DC

b) 아나로그 출력 : 4-20mA DC

c) 디지탈 입력 : 24V DC "a 또는 b 접점"

d) 디지탈 출력 : 125V DC, 2A "a 또는 b 접점"

120V AC, 2A "a 또는 b 접점"

e) 측온저항체(RTD) 입력 : 백금 100 ohm, 구리 10 ohm

f) 열전대(Thermocouple) 입력: 형식 E (선택적 사항:J, K, T, R)

g) 주기입력 : 펄스, 구형파 또는 정현파

2) 입.출력신호와 프로세스 제어기 사이는 입출력 신호 회로에 외부전

류유입, 단락, 혼촉등에 의하여 내부회로가 영향을 받지 않도록 전기

적으로 격리 시킨다.

3) 입출력의 단락시험, 고주파 간섭시험, 전압 스파크(Spark) 시험은

IEEE 472에 준하여 수행될 시 오동작이나 기기손상이 없어야 한다.

4) 출력장치로써 적절한 수량의 CRT, 프린터 등을 두고 그중 한대가

고장시 다른 것이 그기능을 대체할 수 있도록 한다. 또한, 엔지니어

용 별도의 프린터 및 CRT 스크린 복사용 하드카피어 (Hard Copier)

를 둔다.

5) 입출력 모듈 및 단자대는 실제 설치분의 약 10%의 증설여유가 있도

록 한다.

(3) 데이타 통신

1) 데이타 전송로

a) 데이타 전송로는 이중화되어야 하며, 고속의 데이타 전송속도를

갖도록 한다.

b) 정보 전송 프로토콜은 데이타에러 검출, 수정능력을 보유해야하며,

사용중인 데이타전송로의 고장을 검출하여 다른 데이타 전송로로

자동절환 할 수 있는 기능을 보유해야 한다.


c) 제어, 트립 및 사고진행기록 등과 같은 신뢰성을 요하는 신호는

하드와이어를 통하여전송되고 단순히 운전상태를 감시하거나 기록

용 신호는 이중 데이타 전송로를 통하여전송된다.

2) 통신접속 장치

a) 분산 프로세스 제어기와 다른 기종의 프로세스 제어기 사이의 통

신은 데이타 하이웨이에 의한 통신접속장치로 하며, 필요시 하드

와이어로 한다.

b) 통신접속 장치는 RS-232C, RS-422A 또는 RS-485와 같은 포트

(Port)와 HDLC와 같은 국제 표준 전송 프로토콜을 사용하여 전송

효율과 신뢰도를 높인다.

(4) 운전감시 및 운전자료 처리 (Plant Monitoring and Data Acquisition)

1) 발전소 운전자료에 대한 에러 검출 및 자료처리와 기록, 경보기록,

사고진행기록,프로세스 상태 등 기타 중요한 발전소 운전감시를 수

행한다.

2) CRT의 화면은 계층적으로 구성되며 최소한 다음과 같은 화면 표시

기능을 보유하여야한다.

a) 선택목록 화면

b) 경보화면

c) 그룹화면

d) 상세화면

e) 변화 추이 화면

f) 막대그래프 화면

g) 그래픽 화면

h) 공정계기 화면

i) 조합화면

j) 운전원 지원화면

k) 성능계산화면(발전효율, 보일러 성능계산, 터빈/발전기 성능계산,

급수가열기 및 탈기기 성능계산 등)


3) 데이타 기록

a) 단일경보(Single Alarm) 기록

b) 경보요약(Alarm Summary)기록

c) 트립분석 기록 (Post Trip Log)

d) 시보, 일보 및 월보기록 (Hourly, Daily and Monthly Log)

4) 경 보

a) 모든 아나로그입력이나 계산치에는 고정경보치를 설정한다.

b) 모든 입력 및 계산치에 대한 경보는 경보컽아우트 (Alarm

Cutout) 기능을 부여한다.

c) 프로세스 상태가 경보치 부근에서 변화하고 있을때 경보가 계속되

는 현상을 막기위해 불감대(Dead Band)를 둔다.

d) 모든 경보는 CRT에 표시되고 자동 혹은 수동조작으로 프린터에

출력되도록 한다.

e) 경보가 정상으로 회복되면 정상회복정보를 나타낼수 있도록 한다.

f) 모든 경보치는 프로그래머 콘솔 (Programmer's Console)로 변경

가능 할 수 있어야하며 이때 스캔(Scan)이나 경보기능이 중단되어

서는 안된다.

g) 소내에서 발생한 경보는 즉시 CRT에 표시되어야 한다. 새로운

경보는 CRT상에서점멸(Blinking)되다가 운전원이 키보드

(Acknowledge)를 누르면 점멸상태가 없어지도록 한다.

h) 새로운 경보를 받으면 CRT 상부에 표시되며 가장오래된 경보는

CRT 하부로 밀려난다. 경보가 한화면에 가득차고 새로운 경보가

입력되면 가장 오래된 화면은 CRT상에서는 없어지나 기억장치

에는 남아있게 한다.

5) 화면복사 ; 화면에 나타난 그래픽 및 변화추이 화면을 복사할 수 있

는 하드카피(Hard Copy) 기능을 갖도록 한다.


4.8 계 기 요 건

4.8.1 개 요

발전소가 안전하고 신뢰성 있게 운전되기 위해 필요한 모든 계기 즉, 감지기,

전송기, 지시계, 기록계, 제어기 등은 아래와 같은 요건을 구비한다. 방폭 등

급을 적용하여야 되는 계기는 NFPA의 방폭 등급 분류에 따라 외함 요건을 결

정한다.

4.8.2 설계 기준

(1) 압력 계기

1) 일 반

a) 모든 계기의 지시침은 판독하기 쉽도록 게이지 전면 부착형으로

한다.

b) 모든 케이스는 가능한한 스테인레스로 선정하되 주위 환경 조건을

고려 한다.

c) 감지부는 측정 매체에 따라 적절한 재질을 선정토록 한다.

d) 산이나 부식성 액체 측정에 사용되는 게이지, 스위치 및 전송기에

는 화학적 밀봉장치를 사용한다.

e) 측정 매체가 증기일 경우 사이폰 (Pigtail Syphon)을 사용하고, 진

동하는 유체에는 진동완충기 (Snubber)를 사용한다.

f) 측정 계기는 최대 동작 압력의 1.5배에서 견딜 수 있도록 한다.

g) 프로세스 연결구 크기는 1/2" NPT로 하며, 전선관 연결구는 3/

4” NPT를 사용한다.

2) 압력 지시계

a) 압력지시계 크기는 100mm 또는 150mm로 한다.

b) 지시계면은 백색 바탕에 흑색 눈금과 숫자가 표시 (단, 진공 범위

에서는 적색)되도록 한다.

c) 버-든 (Bourdon)관 형식은 0.67kg/㎠g 이상의 압력측정에, 0.67

Kg/㎠g 이하 및 진공압력측정은 벨로즈(Bellows) 형식을 기준으

로 선택적용한다.


d) 격막식 (Diaphragm Seal) 압력계는 부식성 액체 또는 고형유체의

압력측정에 사용 한다.

e) 압력지시계는 하부 연결 방식으로 한다.

3) 압력 스위치

a) 압력 스위치는 스냅(Snap)작동형을 사용하고, 접점형식은 DPDT

또는 SPDTx2로 한다.

b) 스위치의 접점 정격은 120V AC 15A 이상 또는 125V DC 0.5A

유도성 부하로 한다.

c) 측정 전범위에서 설정치를 조정 가능토록하며 필요시 불감대

(Dead Band) 조정이 가능하도록 한다.

d) 가능한 한 NEMA 4형에 준하는 외함과 단자대를 가지며, 주위 환경

조건을 고려하여적당한 외함을 선택하고 하부 연결 방식으로 한다.

4) 차압지시계 및 스위치

a) 차압지시계의 크기는 직경 150mm로 하고, 백색 바탕에 흑색 눈금

과 숫자가 표시되도록 한다.



c) NEMA 4형에 준하는 외함과 단자대를 가져야 하며 가동부 재질

은 304 또는 316 스테인레스강을 사용한다.

d) 스위치의 접점 형식은 DPDT 또는 SPDTx2 로 한다.

e) 균압밸브 (5-Way Manifold Valve)를 부착한다.

f) 온도보상기능 및 과압 보호 기능을 가진다.

(2) 온도 계기

1) 일 반

a) 온도 감지소자는 가능한 한 보호관 (Thermowell)안에 취부 되도

록 한다.

b) 시험용 보호관이나 온도계는 온도에 영향을 주는 대형펌프, 증기

발생기, 열교환기, 냉각기와 같은 기기류의 입구 및 출구에 설치한다.

c) 열전대 및 측온저항체는 이중 (Dual)소자로 한다.


d) 열전대를 사용하는 계기는 냉접점 보상회로를 갖춘다.

e) 프로세스 연결구 크기는 1/2" NPT로 하며, 전선관 연결구는 3/4”

NPT 를 사용한다.

f) 온도계 교정은 전면에서 가능한 형식으로 한다.

2) 온도계

a) 바이메탈형 온도계

바이메탈형 온도계는 계통에 직접 취부되며 백색 바탕에 흑색 눈

금과 숫자가 표시되도록 한다. 또한 외부에서 영점 조정이 가능

토록 하며 직경은 100mm 또는 150mm로 한다.

b) 충만식 온도계

충만식 온도계는 스테인레스강 피복형의 모세관 (Capillary)을 사

용한다. 온도계 직경은 100mm 또는 150mm로 하며, 직접 판독형

으로 한다. 또한 백색 바탕에 흑색 눈금과 숫자가 표시 되도록 한다.

3) 열전대

a) 열전대는 가능한 한 비접지형을 사용하며, 빠른 응답을 요하는 곳

에서는 접지형을 사용한다. 또한 소선보호관은 SUS316을 사용한

완전 밀폐형으로 한다.

b) 모든 열전대는 온도전송기(Temperature Transmitter)를 설치하여

출력신호가 감시입력 캐비넷 또는 수신기기에 연결되도록 한다.

c) 모든 열전대와 직류 저전압 계통의 배선은 동력선과 분리하며, 차

폐되도록 한다.

4) 측온 저항체

a) 측온 저항체는 보호관안에 취부되며 연결 방식은 3선식으로 하며

0℃백금 100ohm을 원칙으로 한다.

b) 소선 보호관은 SUS 316을 사용한 완전 밀폐형으로 한다.

c) 모든 측온저항체는 온도 전송기를 설치하여 출력신호가 감시입력

캐비넷 또는 수신기기에 연결되도록한다.

5) 온도 스위치

a) 스위치는 스냅(Snap) 작동형으로 하며 접점 형식은 DPDT또는

SPDTx2로 한다.




c) 외함 구조는 NEMA 4형으로 한다.

d) 측정 전범위에서 설정치를 조정 가능토록하며 필요시 불감대

(Dead-band) 조정이 가능토록 한다.

(3) 유량 계기

1) 유량측정소자

유량 측정에는 플로우노즐, 오리피스, 피-토튜브 등이 주로 사용되나

압력 손실이 최소로 요구되는 곳에는 저압력손실 벤튜리 튜브를 사

용한다.

공정 조건에 따라 다음과 같이 유량 측정 소자를 사용한다.

a) 플로우 노즐 (Flow Nozzle) : 압력이 높고 유량이 많은 공정에 사용

b) 벤튜리 튜브(Venturi Tube) : 압력이 높고 유량이 많은 공정에 사용

(압력손실이 작아야 될 경우)

c) 오리피스 (Orifice) : 압력이 낮고 유량이 많은 공정에 사용

d) 면적 유량계 (Area Meter) : 액체 유량 측정에 사용

e) 피-토튜브(Pitot Tube) : 대구경의 배관에 압력이 높지않을 경우

의 유량측정에 사용

f) 브이-콘 (V-Cone) : 직관길이가 짧은 곳에 사용 120oC 이상의 차

압식 유량 측정에는 응축조를 설치한다.

2) 유량 스위치

a) 스위치는 Snap 작동형으로 하며, 접점 형식은 DPDT또는

SPDTx2로 한다.




(4) 수위 계기

1) 일 반

a) 수위 스위치는 후로트 외부 노출형을 사용하고 자체 밴트 (Vent)

가능한 구조로한다.


b) 고온용 글라스 수위 게이지는 마이카 코팅 (Mica Coating)을 사용

하도록 한다.

c) 수위게이지는 배수밸브 및 보호대를 설치한다.

d) 각종 저장탱크에는 Alarm용 접점을 구비한 Float형 또는 초음파

식(Ultrasonic Type) 수위지시계(전송기 및 스위치)를 사용하며,

중유 및 경유저장탱크에는 레이다식(Radar Type) 수위측정기를

사용한다.

2) 수위 지시계

a) 수위 게이지는 공정 조건에 따라 반사형이거나 투명형을 사용한다.

b) 각 수위 게이지는 파손시 압력 용기의 내용물이 새는것을 자동적

으로 방지해 주는 볼 체크 (Ball-Check) 밸브를 갖는 구조로 한다.

c) 산이나 부식성 액체 탱크와 같이 유리가 파손되어서는 안되는 곳

은 압력식, 차압식 또는 적절한 방법으로 수위를 측정한다.

3) 수위 스위치

a) 수위 스위치는 스냅(Snap)작동형을 사용하고 접점형식은 DPDT또

는 SPDTx2로한다.




4) 현장 수위제어기

현장 수위제어기는 공기 신호 출력이 직접 제어 밸브로 연결되는 디

스플레이서형을 사용한다.

(5) 전 송 기

1) 전자식 전송기

a) 모든 전자식 전송기는 4 - 20 mA 직류 2선식을 사용한다.

b) 모든 전송기에는 지시계 내장형으로 한다

c) 차압식 유량 전송기에는 유량에 비례하는 4 - 20mA 신호를 발생

시키도록 개평연산기가 내장되도록 한다.

d) 외함 구조는 NEMA 4형으로 한다.


e) 모든 전송기는 Span의 +0.1% 이내의 정밀도를 갖도록 한다.

f) 전자식 전송기는 디지탈 형식 (Smart Type)으로 채택한다.

g) 전송기 공급자는 다른 형태의 전송기 각각에 대해 2Sets의

Calibrator를 전송기와 함께 공급하여야 한다.

2) 공기식 전송기

a) 공기식 전송기의 출력 신호는 0.2 - 1.0 kg/㎠g 으로 한다.

b) 공기식 전송기에 공급되는 공기압력 조절은 필터내장형 압력조절

기가 사용되도록 한다.

c) 덮개 제거없이 영점 조정이 가능토록 한다.

(6) 제어 밸브

1) 일 반

a) 제어 밸브의 동작 소음치가 OSHA에 규정된 85dBA를 초과하지

않는 밸브를 선정한다.

b) 제어 밸브는 정방향으로 동작되도록 설계되며 통과되는 유량 전범

위에서 공동현상 (Cavitation)에 의한 트림부분(Trim Parts)의 손

상을 방지할 수 있는 구조로 한다.

c) 배관에 용접된 제어 밸브는 밸브 몸체를 분리하지 않고 플러그

(Plug)와 시트(Seat)를 분해할 수 있는 구조로 한다.

d) 고온에 사용되는 밸브는 필요시 냉각 핀(Cooling-fin)이 갖추어진

밸브를 선정한다.

2) 밸브 몸체 (Body)

a) 밸브 몸체의 접속부 가공 및 재질은 ANSI 및 ASTM 규격에 준

한다. 밸브몸체/본넷 설계 한계치의 기준은 ANSI의 등급 부분에

따른다.

b) 밸브양단 (Face-to-Face) 치수는 ANSI의 규격에 따른다.

3) 밸브 본넷

a) 밸브 본넷은 몸체와 동일한 재질을 사용한다.

c) 패킹 및 가스켓은 공정 조건에 적합한 것을 사용토록 한다.

d) 적절한 윤활유 주입 장치를 갖추도록 하고, 불필요시 플러깅

(Plugging) 되어 있는 구조가 되도록 한다.


4) 트 림

공정 조건에 적합한 재질과 트림이 사용되고 설계가 이루어지도

록 한다.

5) 구동기

a) 유동체의 교란에 의해 동요(Hunting)나 진동없이 개폐될 수 있는

구조가 되도록 한다.

b) 수동조작용 핸드휠이 있는 구조로 한다.

c) 밸브의 개폐 전범위 위치를 나타낼 수 있는 개도 위치 지시계를

구비토록 한다.

d) 필요시 포지셔너를 사용하도록 하며, 표지 셔너의 형식은 smart

(digital)형식이어야 한다.

6) 크기 선정

a) 배관 크기보다 호칭경 2단계 이하 밸브는 선정되지 않도록 한다.

b) 밸브 트림은 최대유량과 최소유량 사이를 충분히 조절할 수 있는

크기가 되도록 한다.

(7) 솔레노이드 밸브

1) 솔레노이드 밸브는 공정 조건에 적합한 재질이 사용되고 정확한 동

작을 위해 적절한 크기가 되도록 하며 소프트 시트 (Soft Seat)를 갖

는 구조로 선정한다.

2) 솔레노이드는 108～132V 교류전원이나 90～140V 직류전원에서 연속

적으로 동작할수 있는 능력을 갖는 것으로 한다.

3) 리미트 스위치의 접점형식은 DPDT로 하며, 개폐정격 용량은 120V

AC 15A 또는 125V DC 0.5A 유도성 부하로 한다.

4) 솔레노이드 코일은 H 급 또는 공정조건에 적절한 절연급으로 하며

외함 구조는 NEMA4형 으로 한다.

(8) 현장 계측기 다중화

1) 현장계측기의 다중화 회로적용방식

a) 디지탈 입력 신호의 다중화

◦ 1 Out of 2 설계

동일 프로세스상에 두개의 현장 계측기를 설치하여, 두개의 입


력신호중 1개의 입력신호값이 참값(True Input)이 되면 그 입력

신호에 의해 기기를 정지하거나 장치를 동작시키는 회로 설계

방식이며, 특정 기기의 운전이 두개의 동일한 프로세스와 연관

이 되어 있는 경우로서 기기장치의 안전운전을 위해 어느 한쪽

의 프로세스가 이상상태가 되면 즉시 관련된 장치를 정지시키

거나 자동운전이 되도록 한다.


현장에 설치된 3개의 입력신호중 1개 신호가 참값일 때 계통의 트

립 및 기기를 동작하도록 하는 회로 설계방식이며, 발전소 설계

상 계통 또는 기기의 보호 또는 안전을 최우선으로 설계해야 하

는 계통의 프로세스의 제어회로에 적용한다.


두개의 입력신호 모두가 참값(True Input)일 경우에 해당 기기

의 정지 또 는 운전이 가능토록 회로를 설계하는 방식이며, 두

개의 프로세스가 동일한 조건으로 운전되는 경우에 계통의 프

로세스 상태가 운전에 필요한 완전한 조건의 충족여부를 확인

하여 관련 인터록 및 운전여부를 결정하기 위해 사용한다. 또,

발전소 수동 비상정지시 운전원의 정확한 의지를 확인하는 회

로 등에도 적용한다.


세개의 입력신호중 2 개이상이 참값(True Input)일 때 계통의

프로세스 조건이 설계 값과 일치한 것으로 인식하여 계통 또는

기기를 정지하거나 운전하도록 설계하는 방식이며, 유니트 트립

에 관련된 회로 및 한 개의 계측기 고장시에 발생할 수 있는

불필요한 트립을 방지하고자 하는 프로세스에 적용한다.

b) 루프 설계를 위한 아나로그 신호의 다중화

◦ 현장 계측기의 2 중화를 이용한 설계

제어 목적을 위해 동일한 프로세스에 두개의 검출소자를 설치하

여 정상운전시에는 두 개중 1개의 입력신호를 제어회로에 사용

하고, 사용중인 계측기의 고장시 경보와 더불어 자동으로 예비

계측기로 절환되도록 설계되어야 한다.


◦ 현장 계측기의 3중화 또는 다중화를 이용한 설계

정밀한 프로세스 제어회로에 적용해야 하는 중요한 제어용 현장

계측기는 3중화 또는 다중화로 설계하여 현장계측기의 하나 또

는 2개 고장시에도 현장계측기 고장으로 인한 제어회로의 불안

정을 방지할 수 있도록 설계한다.

2) 현장 계측기의 다중화 구성기준

a) 보일러 트립 관련 현장계측기

　프로세스 측정값이 “Low"가 되었을 때 보일러를 트립시키는 현

장계측기는 1개의 계측기 고장에 의해 보일러 트립을 유발할 수

있으므로 불필요한 보일러 트립을 예방하고 트립입력의 유효성을

향상시켜 보일러 트립의 정확성을 기하기 위해 3중화에 의한 2

Out of 3 Voting회로를 적용한다.

　프로세스 측정값이 “High" 일 때 보일러를 트립시키는 현장계측

기의 경우에도 현장계측의 유효입력에 의한 정확한 트립을 위해 3

중화로 설계한다.

　 계통의 트립회로 구성상 특정한 개소의 프로세스 입력만으로는

보일러를 트립시킬 수 없어 여러 프로세스 측정값을 이용, 제어장

치내부에서 계산한 결과에 의해 필요시 보일러를 정지해야 하는

경우는 보일러 트립의 중요성을 감안 각 프로세스 측정용 현장 계

측기를 최소한 2중화하여 트립계산을 위한 입력신호의 유효성을

증가시킬 수 있도록 한다.

　 온도 “High"등에 의한 트립입력 신호중 온도측정 장소가 국부적

이고, 단위단면을 통과하는 유체의 온도분포가 균일하며, 계측기

고장에 의한 온도 ”High" 상태가 발생되지 않으며, 또 측정대상

프로세스 배관이 다중화로 구성되어 있는 경우 각 배관의 온도검

출소자는 최소한 2 중화로 구성하여 보일러를 트립해야 할 상황에

서 보일러가 트립되지 않는 문제가 발생되지 않도록 하며, 이경우

의 트립인터록 구성은 보일러의 안전을 최우선으로 하는 방식(1

Out of N)을 채택토록 한다.


b) 터빈/발전기 트립관련 현장계측기

터빈 제어장치의 3중화에 따라 터빈트립 입력신호도 동일한 개념

으로 설계한다.

c) 주요 보조기기 트립관련 현장계측기

한대의 기기 정지시 유니트 트립 또는 부하급감발과 관련된 주요

보조 기기의 트립용 현장계측기는 발전소 운전의 신뢰성 증가를

위해 3중화로 설계한다. 단, 베어링 온도, 모터 권선 온도 및 진

동측정관련 계측기는 다중화 대상에서 제외한다.

d) 보일러 및 터빈의 주요 조절제어관련 현장계측기

　보일러 트립 및 조절제어 목적으로 설치되는 현장계측기의 다중

화 구성은 보일러 트립관련 계측기의 다중화 구성기준과 동일한

방식으로 구성한다.

　보일러 트립 목적에는 사용되지 않으나 용도상 보일러 트립 및

부하급감발을 유발하는 현장계측기는 3중화로 설계하여 조절제어

계통의 정밀성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한다.

　온도의 경우 측정대상 프로세스가 방대하거나, 특정부위의 온도분

포가 서로 다를 수 있는 프로세스의 온도검출은 3중화 이상의 온

도센서를 설치하여 평균값에 조절제어를 수행토록 한다.

　보일러 트립 및 부하급감발에 직접 관련은 없으나 현장 계측기 1

개의 고장시 전 체의 보일러 부하제어에 큰 영향을 주는 현장계측

기는 2중화로 설계하여 안정된 보일러 제어를 달성토록 한다.

　기타 보일러의 프로세스 감시용 현장계측기나 보일러 부하제어에

미미한 영향을 미치는 현장계측기는 다중화로 구성하지 않는다.

　 터빈의 부하/속도제어 및 보호기능과 관련된 현장계측기는 3중화

로 구성한다. 단 기동시 터빈의 상태감시 및 로타 스트레스 계산

등의 목적으로 사용되는 현장 계측기는 이중화로 구성토록 한다.


4.9 수질 분석계통

4.9.1 개 요

수질 분석계통은 증기 및 급수의 오염으로부터 각종기기 및 주요 배관을 보호

하기 위하여 계통의 중요한 지점에서 증기 및 급수를 취출하여 지정된 성분을

분석, 지시, 기록 및 경보할 수 있도록 설계한다.

4.9.2 설계 기준

(1) 수질 분석계통은 발전소 공정계통으로부터 시료를 연속 취출하여 자동

분석한다. 또한, 이 계통은 모든 시료와 분석치를 수질감시반에 집중화

시켜 감시가 용이해야 하며, 수질분석원이 직접 실험실 분석을 위한 수

동채취(Grab Sample)도 용이하도록 설계한다.

(2) 이 계통의 설비들은 각 분석기가 요구하는 최적의 압력, 온도, 유량조건

을 만족시킬 수 있도록 설계되어야 한다.

(3) 시료냉각기(Cooler)와 냉각기(Chiller)의 냉각수는 기기냉각수로부터 공급

받는다.

(4) 사용된 시료는 드레인 헤더를 통하여 외부로 배출되도록 한다.

(5) 시료수처리, 분석 및 감시/제어를 위한 현장 수질감시반이 구비되어야

한다.

(6) 시료분석용 분석기는 최소한 전기전도도, pH, 용존산소, 하이드라진 및

실리카 분석기 등을 둔다.

(7) 각 분석기에서 분석된 값은 시료감시반의 기록계 및 발전소 컴퓨터에

입력되도록 한다. 또한 분석된 값이 설정치를 초과할 경우에는 현장 시

료 감시반에 경보를 발하고, 주제어반에 그룹경보를 발하도록 한다.

(8) 기타설비로 냉각수(Chilled Water) 순환펌프, 이차냉각기, 냉각기(Chiller)

등을 설치한다.


(9) 발전소 시료채취점은 최소한 다음과 같다.

1) 복수기 핫웰

2) 복수펌프 출구

3) 탈기기 입구

4) 급수펌프 출구

5) 드럼 입구

6) 과열기 출구

7) 보일러 드럼수(Blowdown)

(10) 시료채취점별 분석대상항목

분석항목

시료채취점

음이온전도도 비전도도 pH N2H4 DO

Condenser Hotwell ●

COP Discharge ● ● ● ●

Deaerator Outlet ● ● ●

BFP Discharge ●

Economizer Inlet ● ● ● ● ●

Superheater Outlet ● ●

Boiler Drum Water ● ● ●


4.10 배출가스 분석 계통

4.10.1 개 요

가스분석계통은 연소가스제어용으로 산소분석계 및 가연성가스분석계 등을 설

치하고, 환경감시용으로 NOx 분석계 및 Dust Monitor 등을 설치하여 분석 및

감시를 하도록 한다.

4.10.2 설계 기준

(1) 가스분석 계통은 배출가스의 상태를 파악하기 위하여 최소한 다음과 같

은 분석 및 감시 기능을 갖도록 한다.

1) 연소가스 제어용

a) 산소 (O2)

b) 일산화탄소 (CO)

c) Opacity

2) 환경 감시용

a) NOx

b) Dust

c) 산소 (O2)

d) CO

(2) 산소 분석장치는 감지부(Probe)가 공정에 직접 설치되는 Zirconia 형식

을 사용한다.

(3) 분석기는 발전소 운전중 교정, 점검이 가능토록 하고 교정 (Zero/Span)

에 필요한 장치가 부착되도록 한다.

(4) 각 분석장치는 감지기, 제어장치 등의 기능을 가지며 측정 및 분석 데이

타가 분산디지탈제어 장치의 입력용으로 사용가능 하도록 한다.

(5) 분석기기는 고신뢰도 운전이 입증된 제품이어야 하며 분석기의 초기 동

작시의 데이터는 사용치 않는다.

(6) 연돌부근에 설치하는 기기는 NEMA 4의 외함으로써 환경기준 조건에

따른다.

(7) 분석치는 향후 TMS(Telemetering system)를 통한 원격감시 가능토록

관련 설비를 갖추어야 한다.

(8) 환경관련법 강화에 대비하여 가스 Flow 및 온도측정기를 설치하여야 한다.


4.11 계기반 및 계기랙

4.11.1 개 요

계기랙 및 계기반의 사용은 운전원이 항시 주의를 요하지 않는 계측제어기기의

설치에 적용한다.

4.11.2 설계 기준

(1) 계기랙

1) 현장 각종계기는 공정 및 현장조건을 고려하여 가능한 한 계통별로

그룹을 지어 랙에 설치한다.

2) 현장 계기랙은 유지보수시 접근이 용이한 장소에 설치되도록 한다.

3) 계기랙에 인입되는 배관의 배열은 열충격에 견딜수 있도록 하고, 벌

크헤드 연결기(Bulk Head Connector) 를 이용하여 연결한다.

4) 모든랙은 자립형으로 한다.

5) 랙에 설치되는 각종계기는 유지보수가 쉽도록 배열되어야 한다.

압력 게이지는 랙의 상부에 설치한다.

6) 모든 현장계기랙은 크기의 통일성을 고려하여 설계한다.

7) ANSI 600# 이상의 공정에서는 2개의 블로우다운 (Blowdown) 밸브

를, 600# 미만의 공정에서는 1개의 블로우다운 밸브를 설치한다.

8) 현장 랙에 설치되는 계기, 공기여과압력조절기 (Air Filtered Regulator),

솔레노이드 밸브, 수동밸브 및 기타기기들은 보수가 용이하도록 랙전면

에 설치되어야 한다.

9) 모든 랙은 계기접지용으로 접지버스를 구비해야 한다.

10) 랙의 기기들간의 배선은 전선관을 이용하고, 모든 박스 및 전선과

이음쇠는 방수형의 가스켓 덮게 구조로 한다.

(2) 계기반

1) 계기반은 자립형으로 한다.

2) 계기반에는 제어기, 지시계, 기록계 등이 설치된다.

3) 계기반은 문을 갖춘 철판 외함구조로 제어되는 기기부근에 설치되며

유지 보수시 접근이 용이한 위치에 설치되도록 한다.

4) 가스, 증기류의 누설시는 이들을 배기시킬수 있는 구조로 하고, 공정

액체 누설시 배수시킬 수 있도록 한다.


5) 실외에 설치되는 계기반은 두께가 3.2mm 이상의 강판을 사용하며

문틈 사이에는 가스켓 (Gasket) 을 붙여 내부식성 및 방풍, 방우 조

건이 되도록 한다.

6) 계기반은 인간공학적 요소를 적용하여 설계되도록 한다.

7) 전기식 계측기류는 도압관의 누설 또는 물분무시 이들로 부터 차폐

되도록 한다.

8) 계기반의 외함구조는 NEMA TYPE 4 또는 12형으로 한다.

9) 계기반은 냉간압연강판으로 제작하고 경첩구조의 문과 각 문에는 손

잡이와 세개의 래치가 있는 구조로 하여, 문이 닫혀있을시 상부와

하부를 확고히 지지하도록 한다.

10) 모든 계기반보드의 전면은 용접, 리벳 또는 볼트조임이 없는 한장의

강판으로 하여 외관이 매끈해야 하고, 계기반의 기기배열은 가능한

한 일정한 모양으로 되어야 한다.

11) 계기반에 설치되는 기기는 해체 및 재설치시 인접한 기기에 방해가

되지 않도록 설치 및 결선되어야 하고 특별한 공구없이 취급이 용이

해야 한다.

12) 스위치, 지시계 및 기록계는 계기반의 바닥에서 500 mm 이상의 위

치에 설치해야 한다.

13) 내부전선은 점검과 보수가 용이하도록 배선 및 결선하고 비금속 재

질의 밴드로 적절한간격으로 묶어서 고정시킨다.

14) 계기반의 외부색상은 Munsell No. 5Y 7/1 로 도색한다.

15) 랙 및 계기반에 설치되는 모든 기기들은 적절한 명판이 부착되어야

하며, 명판은 흑색바탕에 백색글자를 새기도록 한다.

16) 명판은 제어스위치와 지시등 사이에 부착하거나, 기타 계기아래에

부착한다.

17) 모든 신호용 (전송기, 변환기 등의 신호) 전선은 차폐선을 사용해야

하고, 격리된 단자대에 결선되어야 한다.

18) 외부결선을 위한 단자대에는 결선 번호를 기입하기 위한 표시대가

있어야 한다. 단자대의 모든 인입선은 왼쪽편으로 결선하고, 계기반

에 부착된 계기의 리드선은 바른쪽편으로 결선되어야 한다. 또한

단자대는 10%의 예비단자를 보유해야 한다.


4.12 제어분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 J - 001 어설비 구성도

2 J - 002 어실 배치도

19 PID-800 P & ID, Water Analysis System (Sheet 1 of 6)







5. 환경분야

환경분야 계통은 순수제조계통, 폐수처리계통, 오수처리계통으로 구성되며, 각

계통에 대한 세부 내역과 설계기준 및 주요 기기의 사양 등은 다음과 같다.

환경분야 계통의 기본설계에 있어 특징적인 점은 순수제조계통에 제3세대 수처

리 기술인 역삼투압설비(R/O) 및 연속 탈이온설비(EDI)를 도입하여 화학약품

사용량은 물론 폐수발생량을 근원적으로 저감할 수 있도록 한 점과 폐수의 대

부분을 차지하는 냉각탑 배수를 전기투석설비(EDR)를 이용하여 냉각탑 용수로

재이용토록 함으로써 환경친화형 발전시설의 이미지를 최대한 부각시킬 수 있

도록 하였다는 점을 들 수 있다. 이 외에 순수제조설비와 폐수처리 및 재이용

설비를 단일 건물내에 집합화 함으로써 약품 주입계통 등의 공용화에 따른 경

비 절감과 유지보수의 편의 및 공간 활용의 최적화를 기할 수 있도록 하였다.

5.1 순수제조계통

5.1.1 개 요

순수제조계통에는 원수 저장탱크에 저장된 원수(raw water)를 취수하여 전해성

물질과 유기물질 등을 제거하여 순수를 제조하고, 생산된 순수가 발전시설의

계통수로 활용될 수 있도록 순수저장 탱크로 이송하는 제반 설비를 포함한다.

5.1.2 설계기준

(1) 순수제조설비는 100% × 2열(train)로 설계한다.

(2) 약품주입 및 관련설비는 주입지점의 운전조건 등을 고려하여 내산성 및

내약품성 재질을 사용한다.

(3) 약품저장 탱크 용량은 계통에서 필요한 약품사용량의 30일분을 저장 가

능하도록 설계한다.

(4) 모든 약품관련 펌프는 부식성 약품 취급을 고려하여 1대씩 예비용을 갖

도록 설계한다.


(5) 순수제조설비 및 관련 배관은 설계기준인 압력 10㎏/㎠g, 온도 45℃에

맞도록 설계한다.

(6) 압축공기는 서어비스 및 계측제어용 압축공기계통에서 공급받을 수 있

도록 설계한다.

(7) 수질보존 및 부식방지를 위하여 순수제조계통의 배관 및 장치는 STS

304를 기준으로 한다.

(8) 원수는 공촌 정수장에서 공급되며, 원수 수질은 <표 Ⅴ-6>을 기준으로

한다.

(9) 순수의 수질은 <표 Ⅴ-7>를 기준으로 한다.

<표 Ⅴ-6> 원수 수질 기준

항 목 단 위 수질 기준

pH

탁 도

잔류 고형물

COD(KMnO4 소비량)

경 도 (Ca2+/Mg2+)

Zn2+

Mn2+

Al3+

총 양이온

NO3-N

Cl-

SO42-

알카리도

총 음이온

총 트리할로메탄

잔류염소량

-

NTU

㎎/ℓ

㎎/ℓ

㎎/ℓ as CaCO3

㎎/ℓ

㎎/ℓ

㎎/ℓ

㎎/ℓ as CaCO3

㎎/ℓ

㎎/ℓ

㎎/ℓ

㎎/ℓ as CaCO3

㎎/ℓ as CaCO3

㎎/ℓ

㎎/ℓ

7.1～7.4

0.43

72～105

1.5～3.0

79 (11.3/67.7)

0.08

0.005

0.13

79.85

1.9

16

14

41.15

79.85

0.063

1.0


<표 Ⅴ-7> 순수 수질기준

항 목 단 위 수질 기준

총 고형물

총 경도

이산화탄소

실리카

전기전도도

나트륨

pH

ppm

ppm as CaCO3

ppm as CO2

ppm as SiO2

micro mho/cm at 25 ℃

ppm as Na

-

＜0.05

0.0

0.0

＜0.01

＜0.1

＜0.005

6.5 ～ 7.5

5.1.3 계통설명

(1) 계통구성은 배관 및 계측 장치도 PID-511,512를 참조한다.

(2) 원수는 저장탱크에서 원수펌프에 의해 순수제조설비로 공급된다.

(3) 순수제조계통은 100% × 2열(train)로 구성되며, 1개 열(train) 정상운전

시, 다른 1개 열(train)은 운전대기 중이다.

(4) 순수제조계통은 원수펌프, 압력여과기, 활성탄여과기, 열 교환기, 고압펌

프, 역삼투압 설비, 연속 탈이온 설비(EDI Unit), 막세정용 약품저장 및

주입설비, 관련 배관, 전기 및 계측제어설비로 구성된다.

(5) 압력여과기는 물의 부유물질, 탁도 등을 제거한다.

(6) 활성탄여과기는 물의 색도, 맛, 탁도, 유기물질 등을 흡착 제거한다.

(7) 열 교환기는 동절기시 역삼투압 설비 유입수의 온도를 25℃이상으로 하

여, 후단설비(역삼투압설비, EDI설비)의 처리효율을 일정하게 유지토록

하는 기능을 한다.

(8) 자외선 소독기는 물속의 미생물을 살균하여, 역삼투압설비 및 EDI 설비

의 미생물에 의한 막오염을 방지한다.

(9) 역삼투압 설비는 물속에 용해된 양이온(Ca++, Mg++, Na+, K+ 등), 음이온

(Cl-, NO3-, SO4

-- 등) 등을 제거한다.


(10) 미량의 잔류염소와 유기오염물은 활성탄 여과기에서 제거되고, 활성탄

여과기 처리수는 역삼투압 설비로 유입되어 이온 물질 및 비이온성

Silica가 제거되며, EDI 설비에서 잔여 이온물질을 제거하여 유출밸브를

통하여 순수저장탱크로 유입 저장시킨다.

(11) EDI 설비내의 이온교환수지는 설비내의 전극부위에서 물을 분해하여

생성된 H+와 OH-에 의해 재생되므로 별도의 약품주입이나 재생 공정이

불필요하다.


(1) 원수 공급 펌프(Raw Water Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 유 량 : 8.6 ㎥/hr

4) 전 양 정 : 40 m

5) 재 질 : STS 304 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3phase, 60Hz

(2) 압력 여과기(Pressure Filters)

1) 수 량 : 100% x 2기


3) 유 량 : 8.6 ㎥/hr

4) 규 격 : 5.5mΦ × 15.0mH

5) 재 질 : 탄소강 또는 동등 이상의 재질

(3) 활성탄 여과기(Activated Carbon Filters)

1) 수 량 : 100% x 2기


3) 유 량 : 8.6 ㎥/hr

4) 규 격 : 5.5mΦ × 15.0mH

5) 재 질 : 탄소강 또는 동등 이상의 재질


(4) 열 교환기(Heat Exchangers)

1) 수 량 : 100% x 2기

2) 용 량 : 136,000 kcal/hr/기

3) 사 양 : Steam trap과 온도조절밸브 포함


(5) 자외선 소독기(Ultraviolet Sterilizers)

1) 수 량 : 100% x 2기

2) 유 량 : 8.6 ㎥/hr


(6) 마이크로 필터(Micro Filters)

1) 수 량 : 100% x 2기

2) 형 식 : Cartridge 형

3) 규 격 : 2.5mD × 10mH

4) 유 량 : 8.6 ㎥/hr


(7) 고압 펌프(High Pressure Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 유 량 : 10.6 ㎥/hr

4) 전 양 정 : 110 m

5) 전 동 기 : 460V, 3phase, 60Hz


(8) 역삼투압 설비(Reverse Osmosis Units)

1) 수 량 : 100% x 2기

2) 형 식 : 나선구조형

3) 유 량 : 8.6 ㎥/hr

(9) 연속 탈이온 설비(Electrodeionization, EDI)

1) 수 량 : 100% x 2기

2) 형 식 : 연속 탈이온식

3) 규 격 : 5.0mW × 7.0mL × 5.0mH


(10)약품주입설비

1) 스케일 방지제 주입장치(Anti-scalant Injection Unit)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 유 량 : 5～25 ㎖/min

c) 약품 저장탱크 규격 : 6.3mΦ × 6.5mH

d) 재 질 (약품 주입기/저장탱크) : P.P./P.E.(삼중발포수지)

e) 약품 주입펌프의 형식 : 다이아프램

2) SBS 주입 장치(NaHSO3 Injection Units)

a) 수 량 : 100% x 2대

b) 유 량 : 5～25 ㎖/min

c) 약품 저장탱크 규격 : 6.3mΦ × 6.5mH

d) 재 질 (약품 주입기/저장탱크) : P.P./P.E.(삼중발포수지)

e) 약품 주입펌프의 형식 : 다이아프램

3) 막 세정 장치(Clean In Place Unit)

a) 수 량 : 100% x 1대

b) 펌프 용량 : 16㎥/hr

c) 펌프 형식 : 다이어프램

d) 전 양 정 : 30 m

e) 펌프 재질 : STS316 또는 동등 이상의 재질

f) 약품저장탱크의 규격 : 1,000 ℓ

g) 약품저장탱크의 재질 : P.E.(삼중발포수지)

5.2 폐수처리계통

5.2.1 개 요

발전시설에서 발생되는 폐수는 화학폐수, 함유폐수로 구분되며, 이들 폐수는 각

각의 이송배관을 통하여 화학폐수조 및 함유폐수조로 유입된다.

함유폐수는 유수분리기(Advanced Oil Separator)에서 기름성분을 제거한 후 화

학폐수조로 유입시켜 화학폐수와 동일한 처리과정을 거치게 하며, 화학폐수는


중화, 응집, 침전, 여과, 흡착 등의 처리과정을 거쳐 폐수 배출허용기준에 적합

하도록 처리한 후 재사용하거나 방류한다.

일상적인 운전기간 중에 발생하는 보일러 및 냉각탑의 블로우다운수는 수질이

양호하므로, 폐수재이용 설비를 이용하여 처리한 후 냉각탑 보충수로 재이용한다.

<표 Ⅴ-8> 폐수 발생량 및 성상

구 분 발 생 원발 생 량

(㎥/일)

발 생 농 도

pHSS

(㎎/ℓ)

COD

(㎎/ℓ)

Oil

(㎎/ℓ)

온도

(℃)

일상

폐수

냉각탑*1

Blow Down2,098 9.0 N/A N/A N/A 30～40

보일러

Blow Down52 9.0～9.5 0～10 0～15 N/A 80

순수제조설비 5 9.0～9.8 1～3 1～3 N/A 20～30

일시

폐수

공기예열기 세정 200㎥/회 7～10 1000 100 N/A 상온

보일러

화학 세정1,100㎥/회 7～10 1000 100 N/A 상온

함유

폐수

터빈 건물 드레인 1.5 7～8 130 35 770 25

보일러 건물 드레인 2.0 6～8 100 40 670 20

변압기 지역 7.26 6～8 50 100 3000 20

굴뚝 드레인 0.1 6～8 100 40 670 20

주) *1: 냉각탑 배수와 보일러 배수의 약 75%는 폐수 재이용설비로 처리하여 냉각탑

용수로 재이용

5.2.2 설계기준

(1) 계통구성은 배관 및 계측 장치도 PID-900, 910, 920, 930, 940, 950, 960

을 참조한다.

(2) 일상폐수 및 함유폐수 처리는 정상운전시 1일 16시간 운전하는 것을 기

준으로 하고, 발전소 정기 보수시 화학세정 등으로 인한 다량의 일시폐

수 유입시에는 1일 24시간 처리(연속운전) 하는 것으로 한다.


(3) 일시폐수 발생시 화학폐수조에 저장된 일시폐수는 5 일간에 걸쳐 분산

처리한다.

(4) 압력여과기 및 활성탄여과기의 통수 선속도는 10 ㎥/㎡-hr로 한다.

(5) 압력여과기의 역세 선속도는 25 ㎥/㎡-hr로 한다.

(6) 탈수기 유입 슬러리의 함수율은 98%, 탈수후 슬러지 케잌의 함수율은

85%를 기준으로 한다.

(7) 사업대상 지역은 환경부 고시 제 1999-187호의 배출허용기준(폐수) 적용

을 위한 지역 지정상 “나”지역에 해당하나, 방류수역의 수질환경 보전을

위하여 <표 Ⅴ-9>와 같이 보다 엄격한 조건을 설계기준으로 설정한다.

<표 Ⅴ-9> 폐수처리 설계기준

구분 pHCOD

(㎎/ℓ)

부유

물질량

(㎎/ℓ)

노말헥산

추출물질

(㎎/ℓ)

CN

(㎎/ℓ)

온도

(℃)

배출허용기준

(“나”지역) 5.8～8.6 90이하 80이하 5이하 1이하 40이하

설계기준 6～8 20이하 10이하 1이하 Trace 40이하

5.2.3 계통 설명

(1) 함유폐수처리계통

터빈건물과 보일러건물 바닥배수(drain)의 집수조와 변압기 지역 집수조

등으로부터 이송되는 함유폐수는 유수분리기(Advanced Oil Separator)

의 중력진흙챔버를 통과하면서 고형물, 부유물질 및 기름 등이 흡착, 침

전되어 1차로 제거되고, 후단에 설치된 고분자 폴리에틸렌 수지 필터에

의해 잔여 기름성분이 제거된다. 응집된 기름성분들은 부상력이 증가하

여 수면으로 떠오르게 되며, 수면으로 부상한 기름은 유분 자동배출장치

를 통해 폐유저장조로 이송한 후, 기름 제거펌프(Vertical Dispensing

Pump)를 이용하여 Drum에 수거하여 위탁 처리한다. 기름성분이 분리된

처리수는 화학폐수조에 중력으로 유입되어 화학폐수와 함께 처리되며,

유수분리조 하부에 쌓인 슬러지는 운전원의 판단에 따라 수동밸브조작

에 의해 주기적으로 배출 처리된다.


(2) 화학폐수 처리계통

1) 화학폐수조(Chemical Wastewater Pond)

폐수이송계통으로부터 유입되는 화학폐수는 일단 화학폐수조에 집수

된다. 이들 화학폐수는 유량 및 수질의 변화가 심하므로 집수후 표

면폭기기로 수질을 일정하게 균등화 및 산화시킨다. 일시폐수 발생 등으

로 급격한 pH 변동이 있는 경우 염산 및 가성소다를 투입하여 적정한

범위내로 pH를 조정한 후 화학폐수 이송 펌프를 이용하여 1차 반응탱크

로 이송한다.

2) 제 1, 2 반응탱크 (1st & 2nd Reaction Tank)

제 1 반응탱크로 이송된 폐수는 염산 또는 가성소다를 주입하면서 급속

교반하여 응집을 위한 최적 pH 조건을 유지토록 한 다음 제 2 반응탱크

로 자연 유하시킨다. 제 2 반응탱크에서는 응집제(Alum)를 주입하고

Agitator로 교반하여 폐수중의 부유물질과 콜로이드상 물질이 응집제와

반응하여 미세 플록(Floc)을 형성토록 한다.

3) 응집탱크 (Coagulation Tank)

제 2 반응탱크에서 자연유하로 응집탱크에 유입된 폐수중의 미세 Floc들

은 침강성이 낮으므로, 이러한 미세 플록을 거대 플록으로 성장시키기 위

해 응집보조제를 주입하고, Agitator로 완속 교반을 해주면 침강성이 큰

입자로 성장한다. 그러나, 응집반응은 폐수의 수질, pH, 응집제 및 응집보

조제 주입량, 수온 및 운전방법 등에 따라 영향을 받으므로 사전에 Jar

Test를 실시하여 최적의 운전조건을 선정하는 것이 필요하다.

4) 응집침전조(Clarifier)

응집탱크에서 자연유하로 응집침전조에 유입된 폐수는 일정시간 체류하

는 동안 슬러지는 하부로 침강되고, 상등수는 월류되어 상등수조로 유입

된다. 침전된 슬러지는 Scraper에 의해 침전조 하부의 Hopper로 모인 후

Chemical Wastewater Pump 후단에 설치된 유량계의 통수량 또는 Time

Sequence에 의해 응집침전조의 슬러지 상태를 확인하면서 침전슬러지 펌

프를 이용하여 탈수기(Dehydrator)로 이송한다.


5) 상등수조(Clarified Water Pond)

상등수조는 응집침전조 상등수를 저장하며, 상등수는 상등수 이송 펌프에

의해 압력여과기로 이송된다.

6) 압력여과기(Pressure Filter)

응집침전조에서 1차적으로 응집 침전처리를 거친 폐수중의 부유물질을 2

차적으로 제거하는 장치로서, 무연탄, 모래 및 자갈을 이용한 다층 여과

방식이다. 압력여과기 운전조작방법은 여과 및 역세의 2개 공정으로 이루

어지는데 여과 운전시 유체의 흐름은 상부로부터 하부로 흐른다.

a) 통수공정

상등수 이송 펌프에 의해 폐수가 여과기 상부로 유입되어 여과층

을 거치고 부유물질이 제거된 후 하부로 배출된다.

b) 역세공정

장시간 통수를 하고 나면 수중의 부유물질 등이 여과층에 침적되

어, 유체의 흐름이 나빠지고 여과기의 기능이 저하되어 유체의 압

력 손실이 발생하여 정상적인 여과기 운전이 불가능하게 된다.

이러한 현상을 방지하기 위해 통수량이 일정량에 도달하였거나

여과기 입구 및 출구측의 압력차가 0.5 ㎏/㎠g 이상일 경우 역세

를 실시하며, 폐수처리설비의 원활한 운영관리를 위하여 일일가동

이 끝나는 시점마다 역세할 수도 있다.

역세란 여과기 내의 여재를 느슨하게 한 후 통수의 역방향으로

유체를 흐르게 함으로써 통수시에 압축된 여재를 이완시키고 여

재의 표면 및 통수로에 부착되어 있던 불순물을 제거하는 공정이

다. 역세를 하더라도 유기물 등에 의한 여재의 오염정도가 심각하

여 여과기 입․출구간에 심한 압력차가 발생할 경우에는 운전자

가 약품주입 밸브를 수동으로 조작하여 가성소다를 주입하여 오염

물을 제거한다.


7) 여과수조(Filtered Water Pond)

압력여과기를 통과한 여과수는 여과수조에 저장되며, 여과수 펌프에

의해 활성탄 여과기로 이송된다. 그러나, 압력여과기의 여과수질이

양호할 경우에는 운전원의 판단에 의해 수동으로 활성탄 여과기를

거치지 않고 pH 조정조로 이송할 수도 있다.

8) 활성탄 여과기(Activated Carbon Filter)

활성탄여과기는 내부에 활성탄을 충진시켜 제작하며, 주요 기능은 2

차 여과 및 용해성 유기물질을 흡착 제거하는 역할을 한다. 따라서

폐수중에 용해성 유기물질 성분이 많을 경우 활성탄여과기를 운전하

게 되며, 통수 및 역세공정은 압력여과기와 동일하다.

9) pH 조정조(pH Adjust Pond)

중화, 응집, 침전, 여과 및 흡착공정에서 처리된 처리수는 pH 조정조

를 거쳐 방류수조에 집수된다. pH 조정조에서 처리수의 pH 범위는

6～8이고, 이 범위를 벗어날 경우 황산 또는 가성소다를 주입하여

조정한다.

pH 조정조에서 방류수조로 유입된 처리수는 pH가 6～8범위에 있고,

COD Meter에 의해 측정된 COD가 20 mg/L 이하가 되면 탈수기 세

척액, 폐수처리 건물내의 청소수, 화장실 용수, 압력여과기 및 활성

탄여과기의 역세수, 폐수처리설비내의 슬러지 처리계통 펌프 및 배

관의 세척용수 등으로 재이용되며, 나머지는 최종 방류수로(Final

Disposal Channel)를 통해 방류된다.

10) 탈수기(Dehydrator)

침전슬러지 펌프(Settled Sludge Pump)에 의해 이송된 슬러지는 슬

러지 혼합탱크에 유입되어 슬러지의 탈수 효율을 증대시키기 위해

응집보조제(Polymer) 주입과 동시에 Agitator에 의한 혼합이 되어

치밀한 Floc이 형성된 슬러지 상태로 탈수기로 주입된다. 탈수기에

주입된 슬러지는 슬러지 케이크 형태로 탈수(함수율 : 최대 85%)되

고, 탈수된 슬러지 케이크는 케이크 호퍼에 저장된 후 Container에

수거하여 위탁처리하며, 탈리액은 Floor Drain을 통해 화학폐수조로

반송된다.


11) 화학약품주입계통

약품주입설비는 약품탱크, 교반기, Line Mixer 및 약품주입 펌프로

구성되어 있다. 약품탱크, 교반기 및 Line Mixer는 약품 용액을 필

요한 농도로 희석하고 저장하는 역할을 한다. 시중에서 판매하는 약

품은 고농도의 액체 또는 고체분말로 되어 있으므로 처리장의 사용

목적에 맞게 쓸 수 있는 농도로 희석하여 사용하여야 한다. 희석방

법은 약품탱크에 일정수위까지 원수를 채운 다음 교반기를 가동시키

면서 고체분말을 천천히 주입한 후 다시 원수를 일정 수위로 조절하

여 필요한 농도의 약품을 조제하거나 고농도의 액체약품을 Line

Mixer를 사용하여 필요한 농도의 약품을 조제한다.

12) 폐수 재이용 계통

정상 운전시 발생하는 냉각탑과 보일러의 블로우다운수는 Brow

Down Water Pond로 중력 이송되고, 집수된 블로우다운수는

Catridge Filter에서 부유물질을 제거하여 전기투석설비(Electro

-dialysis Reversal, EDR)의 유입수 수질조건을 만족하도록 처리한

후 전기투석설비에서 이온 성분을 제거하여 폐수 재이용 수조에 집

수하여 냉각탑 보충수로 재이용한다.


(1) 화학폐수조 (Chemical Wastewater Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 콘크리트조

3) 규 격 : 19mW × 16mL × 4mH

(2) 상등수조 (Clarified Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 2.5mW × 6.5mL × 4.0mH


(3) 여과수조 (Filtered Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 2.5mW × 6.5mL × 4.0mH

(4) pH 조정조 (pH Adjust Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 2.4mW × 2.4mL × 3.0mH

(5) 방류수조 (Discharge Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 6.0mW × 6.0mL × 4.0mH

(6) 응집 침전조 (Clarifier)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 4.0mΦ × 4.0mH

(7) 냉각탑 배수 집수조 (Blow Down Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 9.1mW × 14.0mL × 4.0mH

(8) 농축수조 (Concentrated Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 4.0mW × 5.0mL × 4.0mH

(9) 폐수재이용수조 (Reclaimed Water Pond)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 규 격 : 5.1mW × 8.0mL × 4.0mH


(10) 제 1 반응탱크(1st Reaction Tank)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 사각 개방형

3) 규 격 : 1.5mW × 1.5mL × 1.5mH

4) 재 질 : 탄소강/고무라이닝 또는 동등 이상의 재질

(11) 제 2 반응탱크(2nd Reaction Tank)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 사각 개방형

3) 규 격 : 1.5mW × 1.5mL × 1.5mH


(12) 응집탱크(Coagulation Tank)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 사각형, 개방형

3) 규 격 : 2.0mW × 2.0mL × 1.5mH


(13) 압력여과기 (Pressure Filters)

1) 수 량 : 100% x 2기


3) 규 격 : 1.2mΦ × 1.4mH (He)

4) 재 질 : 탄소강/에폭시 코팅 또는 동등 이상의 재질

(14) 활성탄여과기 (Activated Carbon Filters)

1) 수 량 : 100% x 2기


3) 규 격 : 1.2mΦ × 1.4mH (He)


(15) 표면폭기기 (Surface Aerator)

1) 수 량 : 50% x 2기

2) 형 식 : Floating Type

3) 용 량 : 7.5 kW/기


4) 재 질

a) Aerator : STS 316 또는 동등이상의 재질

b) Float : FRP 또는 동등이상의 재질(3Floats/기)

5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(16) 유수분리기 (Advanced Oil Separator)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 여과식


(17) COD 측정기 (COD Meter)

1) 수 량 : 100% × 1기

2) 형 식 : 자동측정식 (KMnO4)

(18) 제 1반응탱크용 교반기(1st Reaction Tank Agitator)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 2 Stage-Propeller

3) 회 전 수 : 360 rpm

4) 재 질 : 탄소강/고무 라이닝 또는 동등이상의 재질

5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(19) 제 2 반응탱크용 교반기(2nd Reaction Tank Agitator)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 2 Stage-Paddle

3) 회 전 수 : 60 rpm

4) 재 질 : 탄소강/고무 라이닝 또는 동등이상의 재질

5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(20) 응집탱크용 교반기(Coagulation Tank Agitator)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 회 전 수 : 30 rpm


5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz


(21) pH 조정조용 교반기(pH Adjust Pond Agitator)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 회 전 수 : 60 rpm


5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(22) 응집침전조용 슬러지 수집기(Sludge Scraper of Clarifier)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : Center Driving

3) 회 전 수 : 0.02 ～ 0.05 rpm

4) 재 질 : 에폭시 탄소강

5) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(23) 화학폐수 펌프(Chemical Wastewater Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 용 량 : 10 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 15 m

5) 재 질

a) 케이스 및 임펠러 : SSC 13 또는 동등이상의 재질

b) 축 : STS 304 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(24) 상등수 펌프(Clarified Water Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 용 량 : 10 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 20 m

5) 재 질

a) 케이스 : GC 25 또는 동등이상의 재질

b) 임펠러 : SSC 13 또는 동등 이상의 재질

c) 축 : SM 45C 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz


(25) 여과기 역세펌프(Filter Backwash Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 용 량 : 30 ㎥/hr/대

4) 역세선속도 : 25 ㎥/㎡/hr

5) 전 양 정 : 25 m

6) 재 질

a) 케이스 : GC 25 또는 동등 이상의 재질



7) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(26) 여과수 펌프(Filtered Water Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수평, 원심형

3) 용 량 : 10 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 20 m

5) 재 질




6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(27) 침전슬러지 펌프(Settled Sludge Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 모노 펌프

3) 용 량 : 4 ㎥/hr/set

4) 전 양 정 : 20 m

5) 재 질




6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz


(28) 펌프실 제1 집수조 펌프(Pump Room No.1 Sump Pump)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 입축 원심형

3) 용 량 : 3 ㎥/hr/set

4) 전 양 정 : 10 m

5) 재 질




6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(29) 펌프실 제2 집수조 펌프(Pump Room No.2 Sump Pump)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 용 량 : 3 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 10 m

5) 재 질




6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(30) 보일러 건물 집수조 펌프 (Boiler Bldg. Sump Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대


3) 용 량 : 12 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 25 m

5) 재 질

a) 케이스 및 임펠러 : SSC 13 또는 동등 이상의 재질


6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz


(31) 터빈/보일러 건물 지역 집수조 펌프 (Turbine & Boiler Bldg. Area Sump

Pumps)

1) 수 량 : 100% × 2대


3) 용 량 : 4 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 20 m

5) 재 질



6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(32) 변압기 지역 집수조 펌프 (Transformer Area Sump Pumps)

1) 수 량 : 100% × 2대


3) 용 량 : 9 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 25 m

5) 재 질



6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(33) 재이용수 펌프 (Reuse Pumps)

1) 수 량 : 100% × 2기


4) 용 량 : 9 ㎥/hr/대

5) 전 양 정 : 25 m

6) 재 질

a) 케이스 : GC 25 또는 동등이상의 재질



7) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz


(34) 이동식 슬러리펌프(Slurry Removal Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수중형

3) 용 량 : 36 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 10 m

5) 재 질

a) 케이스 : 회주철 또는 동등 이상의 재질

b) 임펠러 : 구상흑연 주철 또는 동등 이상의 재질

c) 축 : 스테인레스 강봉 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(35) 응집제 저장탱크(Coagulant Storage Tank)

1) 수 량 : 100% x 1대


3) 용 량 : 5 ㎥

4) 재 질 : P.E.(삼중발포수지) 또는 동등 이상의 재질

(36) 가성소다 저장탱크(NaOH Storage Tank)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 용 량 : 10 ㎥


(37) 염산 저장탱크(HCl Storage Tank)

1) 수 량 : 100% x 1기


3) 용 량 : 10 ㎥


(38) 응집제 주입 펌프(Coagulant Injection Pumps)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 다이아프램


3) 용 량 : 0.2 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 50 m

5) 재 질

a) 헤 드 : STS316 또는 동등 이상의 재질

b) 다이아프램 : 테프론 또는 동등 이상의 재질

c) 체크 볼 : STS316 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(39) 응집보조제 자동용해장치(Coagulant Aid Auto Solution Unit)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 건식 용적형 약품투입기

3) 용 량 : 240 ℓ/hr

4) 재 질 : P.P. 또는 동등이상의 재질

5) 부속설비 : 용해탱크, 교반기, Powder Hopper, Chemical Feeder,

Local Control Panel, 유량계 등

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(40) 응집보조제 주입 펌프(Coagulant Aid Injection Pumps)

1) 수 량 : 100% x 4대


3) 용 량 : 0.2 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 50 m

5) 재 질

a) 헤 드 : STS316 또는 동등 이상의 재질


c) 체크 볼 : STS316 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(41) 가성소다 주입 펌프(NaOH Injection Pumps)

1) 수 량 : 100% x 4대



3) 용 량 : 0.36～0.5 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 50 m

5) 재 질

a) 헤 드 : STS 316 또는 동등 이상의 재질


c) 체크 볼 : STS 316 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(42) 염산 주입 펌프(HCl Injection Pumps)

1) 수 량 : 100% x 4대


3) 용 량 : 0.01～0.5 ㎥/hr/대

4) 전 양 정 : 50 m

5) 재 질

a) 헤 드 : PVL 또는 동등 이상의 재질


c) 체크 볼 : Ceramic 또는 동등 이상의 재질

6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(43) 기름제거펌프(Vertical Dispensing Pump)

1) 수 량 : 100% x 1대

2) 형 식 : Vertical Dispensing

3) 용 량 : 30 ～ 50 ℓ/min


5) 전 동 기 : 220V, 1 phase

6) 부속설비 : Liquid meter, Suction Strainer, Flexible Hose 등

(44) 전기투석설비(Electrodialysis Reversal, EDR)

1) 수 량 : 100% × 1식

2) 형 식 : 전기투석

3) 용 량 : 80 ㎥/hr


(45) 탈수기(Dehydrator)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : Belt Press 또는 동등이상

3) 용 량 : 3 ㎥/hr

4) 케익 함수율 : 85 % 이하

5) 부속 설비 : 슬러지 혼합 탱크, 교반기, 순환수 탱크, 세척 펌프,

자동 스트레이너 등

7) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

(46) 케잌 호퍼(Cake Hopper)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : Hopper Type

3) 용 량 : 4 ㎥


5) 부속설비 : Air damper and Cylinder 등

(47) 크레인 (Crane)

1) 수 량 : 100% x 1대

2) 형 식 : Monorail Type

3) 용 량 : 7 ton

5.3 오수처리계통

5.3.1 개 요

오수처리계통은 발전시설 주제어건물과 후생동에서 발생하는 생활오수를 중

력이송한 후 오수처리시설에서 접촉, 폭기, 침전 등의 처리과정을 거쳐 방류수

수질기준을 준수하여 발전소 구내 배수관을 통해 방류한다.

5.3.2 설계기준

(1) 설계 오수량은 5 ㎥/일로 한다.

(2) 오수 발생농도는 BOD 160 ㎎/ℓ, SS 200 ㎎/ℓ로 한다.


(3) 오수 처리설비의 형식은 합병정화조로 한다.

(4) 합병정화조는 후생동 및 주제어건물의 오수의 집수가 쉬운 주제어건물

남측 녹지공간에 설치한다.

(5) 오수․분뇨 및 축산폐수의 처리에 관한 법률 시행규칙 제 30조 (오수처

리시설등의 관리기준)에 따라 방류수의 소독설비는 설치하지 않는 것으

로 한다.

(6) 오수처리시설에 대한 현행 방류수 수질기준은 <표 Ⅴ-10>과 같으나, 방

류수역의 수질보전을 위하여 설계기준은 다음과 같이 설정한다.

<표 Ⅴ-10> 오수처리 설계기준

구 분 BOD(㎎/ℓ) SS(㎎/ℓ) 비 고

방류수 수질기준 20 이하 20 이하 -

설계기준 15 이하 15 이하 -

5.3.3 계통설명


(2) 발전시설 주제어건물과 후생동에서 발생하는 각종 오수 및 분뇨는 중력

식으로 오수처리시설에 집수 된다.

(3) 오수중의 고형물질은 침사조에서 물리적 침전으로 분리한다.

(4) 유량조정조는 불규칙적인 오수량 및 유기물 농도 변동을 완화하기 위하

여 공기를 이용한 교반장치로 완전혼합 및 폭기시킨다.

(5) 여과조는 유량조정조의 기능을 보완하고 부유물질을 제거한다.

(6) 접촉폭기조는 혐기․호기처리를 위한 단일공정을 갖춘 3개조로 구성되

며, 혐기․호기처리를 통하여 오수중의 유기물, 질소 및 인 등을 제거한다.

(7) 침전조에서 비중차이에 의해 고형물질은 제거되고, 상부에 설치된 활성

탄조를 거쳐 방류수조에 집수되며, 방류수 펌프를 통해 구내배수관으로

배출된다.



(1) 침사조 (Grit Chamber)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 원통형

3) 재 질 : FRP 또는 동등 이상의 재질

(2) 유량조정조 (Equalizer Chamber)

1) 수 량 : 100% x 1기



(3) 여과조

1) 수 량 : 100% x 1기



(4) 접촉폭기조 (1차/2차/3차/4차)

1) 수 량 : 100% x 1기



(5) 활성탄조 (A/C Chamber)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 사각형


(6) 산소 공급기 (Air Feeder)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 기계식

(7) 접촉재 (Media)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 다공형

3) 재 질 : PE 또는 동등 이상의 재질

(8) 산기관 (Diffuser)

1) 수 량 : 100% x 1기

2) 형 식 : 디스크형

3) 재 질 : PE 또는 동등 이상의 재질

4) 규 격 : 산소이전율 5%이상, 통기량 0.15 ㎥/min


(9) 방류수 펌프 (Discharge Pump)

1) 수 량 : 100% x 2대

2) 형 식 : 수중형

3) 용 량 : 1 ㎥/hr

4) 전 양 정 : 20 mH


6) 전 동 기 : 460V, 3 phase, 60Hz

7) 부속설비 : 적산유량계 1set

5.4 환경분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 PID-511 배관 및 계측 장치도, 순수제조계통(1/2)

2 PID-512 배관 및 계측 장치도, 순수제조계통(2/2)

3 PID-860 배관 및 계측 장치도, 오수처리계통

4 PID-900 배관 및 계측 장치도, 폐수처리계통(1/7)








6. 배관분야

6.1 발전소 배치 기준

6.1.1 일반 사항

(1) 개 요

수도권 매립지 매립가스 자원화 사업에 대한 기본적인 배치 기준으로

최적 배치를 통한 효율적 운영과 경제적인 설계를 위한 지침이다. 보일

러는 아임계압, 드럼형, 압입통풍 방식이며, 기저부하 운전 방식으로 100

kg/㎠g, 539℃의 증기를 공급하도록 설계된다.

(2) 주요 설계 사항

수도권 매립지 매립가스 자원화 사업에 건설될 주요 건물, 설비 및 기기

는 다음과 같다.

1) 발전설비 및 건물

a) 터빈 건물

b) 보일러 건물

c) 주제어 및 기계 공작실 건물

d) 냉각탑

e) 연 돌

f) 변압기

2) 보조설비 및 건물

a) 냉각수 순환설비 및 구조물

b) 수처리 설비

c) 폐수처리 설비

d) 순수 저장탱크

e) 원수 저장탱크

f) 소화펌프 및 소내 소화설비

g) 공기압축기

h) 오수 정화 설비

i) 154 kV 가스절연 개폐설비


3) 부대설비 및 건물

a) 후생동

b) 창고

c) 정문 및 경비실

d) 주차장 및 야적장

e) 기타 부대시설

6.1.2 자원화 사업 배치 요건

(1) 배치의 기본요건

1) 기본 배치계획은 여러 계통의 기기와 이에 따른 건물과의 접근성,

시공성, 운전성, 유지 보수성, 안전성, 미관성 등과 기능적인 요건이

조화되도록 한다.

2) 배치기준의 기본은

a) 건물의 크기를 최적화하고,

b) 기기 및 배관배치를 단순화시키며,

c) 건물 및 기기 상호간의 유기성과 보수유지 및 점검을 위한 적절한

공간 및 통로를 확보하며,

d) 각 기기는 기능별로 배치하고, 배관, HVAC 닥트 및 전선로(Cable

Raceway)등은 그 연결길이가 최소가 되도록 한다.

(2) 기본 배치 형태

1) 발전 설비 구역(Power Block)의 기본 배치계획은 1단위 설비로 하

고, 터빈건물과 보일러의 배치는 건물의 상호 조화를 이루고, 건물간

의 접근성이 용이하며 기기 보수 공간의 확보와 크레인 보수장비의 이

용이 양호한 T형 배치(In-Line or Longitudinal Arrangement)로 한다.

2) 기기배치는 건설 및 기기 제작시 혼돈을 방지하고 운전원의 오조작

을 방지하며 설치기기의 호환성과 안전성을 확보할 수 있도록 기기

및 배관이 나란히 위치되는 이동형 배치(Slide Along Arrangement)

를 원칙으로 한다.


(3) 배치 공간

1) 기기배치를 위한 필요 공간은 보수를 위한 공간과 운전, 점검에 필

요한 통로(Passage Way) 및 보도(Walk Way)를 고려하여 최적의

공간이 확보되도록 한다.

2) 기기의 보수와 정비를 위하여 부품의 분해 및 조립이 가능한 공간을

확보하고, 가열기(Heater) 등의 관 다발(Tube Bundle)을 해체해야

하는 경우 이를 인출하여 이동할 수 있는 공간이 기기 제작자의 제

작도면을 참조하여 확보되어야 한다.

3) 통로는 상호 연결되도록 배치하며 주 통로는 지게차(Fork Lift) 등

보수장비의 회전 반경을 고려한 공간을 확보한다. 기기의 점검을 위

한 보도(Walk Way)와 계단폭, 건물 내외의 폭 등은 토목, 건축 및

배관 배치 관련기준에 따른다.

(4) 부지 배치

자원화 사업 부지는 각 건물별 기능상 조화를 고려하여 배치한다. 부지

배치는 발전설비 및 부속설비, 통풍기, 연돌 및 냉각탑의 설치를 감안하

여 적당한 공간이 마련되어야 한다.

(5) 발전 설비 구역(Power Block)외의 시설 및 관련설비

발전 설비 구역외의 시설 및 관련설비는 운전기기의 상대적 위치, 접근의

용이성, 위치의 경제성 및 유지 관리시의 고려사항을 감안하여 배치한다

6.1.3 건물과 기기 배치 계획

발전설비구역(Power Block)은 사용목적에 따라서 터빈건물구역, 보일러설비구

역 및 제어건물과 옥외설비구역으로 구분되며 이들 기기들은 기능에 맞게 배열

되고 필요한 건물은 최적의 공간이 확보되어야 한다. 기기는 타 계통 및 기기

와의 기능적 연계성을 고려하여 배치하고 일상운전과 보수가 용이하게 하며 건

물과 기기배치가 적정한 조화를 이루도록 한다.

(1) 터빈건물과 관련설비 배치계획

1) 일반사항


a) 터빈/발전기 및 복수기는 터빈건물의 길이와 폭을 결정하는 요인

이므로 배치형식과 기기의 크기를 고려하여 배치한다. 터빈/발전

기는 직렬 배열방식으로 배치하며 5단 추기로 1대의 복수기를 배

치하도록 한다.

b) 터빈/발전기 및 그 보조설비와 급수가열기는 건물내에 설치하며

공기압축기, 제어유 계통(Hydraulic Control Fluid System) 및 고

정자 냉각수 계통 기기 등도 건물내에서 기능적으로 만족할 수 있

게 배치한다. 단, 발전기 고정자 수소 냉각계통 및 탄산가스 퍼지

(Purge)계통의 수소, 탄산가스 매니폴드 및 용기는 고압가스 안전

관리법에 따라 터빈 건물 외부의 별도 전용실에 설치한다.

c) 터빈건물은 2개의 주요층 즉, 지상층(Ground Floor), 운전층 (Operating

Floor)으로 구분되며, 또한 탈기기층(Deaerator Floor)이 마련된다.

d) 터빈건물의 지상층에는 복수기, 기초를 필요로 하는 대형 또는 중

량급의 설비, 펌프 등 회전기기와 보조설비 등을 복수기를 중심으

로 기능적으로 배치한다.

e) 급수 가열기실의 높이는 터빈건물의 각 층과 서로 같게 한다. 급

수 가열기는 5단의 급수 가열 사이클로써 저압 급수 가열기는 터

빈 건물 공간 활용, 운전 및 유지보수의 단순화를 위하여 1 String

으로 설계되므로 모든 배수가 압력차에 의하여 계단식 배수

(Cascading Drain)가 가능하도록 배치한다.

탈기기층은 탈기기 및 급수 저장 탱크를 위한 층으로 보일러 급수

펌프의 요구흡입수두(NPSHr)를 고려하여 적절한 높이가 되도록

한다.

f) 터빈건물의 증기식 유니트히터(Steam Unit Heater)는 실내의 온도

분포가 균일하게 이루어질 수 있는 장소에 설치한다.

g) 터빈건물의 운전층에는 비교적 가벼운 설비와 건조한 장소에 설치

가 적합한 현장 제어반 등을 설치한다.

주증기관, 터빈구동 주급수 펌프의 배기닥트 등은 기동 및 정지에

따른 소음, 진동 등이 발생되지 않도록 적절히 지지시켜 설치한다.

주증기관은 한개의 관열(One Lead)로 배치한다.


h) 터빈 천정 크레인(Overhead Crane)을 이용하여 지상층의 주요 기

기를 운반할 수 있도록 필요시 운전층 바닥에 부분적으로 이동용

격자망(Removable Grating)을 설치한다.

i) 터빈건물의 운전층에는 터빈/발전기를 설치한다. 운전층의 크기는

설치된 기기를 보수하기 위하여 부품을 분해 및 조립할 수 있는

면적이 되도록 한다. 운전층 상부에는 무거운 설비를 충분히 취급

할 수 있게 천정 크레인(Overhead Crane)을 설치하고 운전층에서

천정 크레인 레일까지의 높이는 터빈/발전기 제작자의 요구 조건

을 참조하여 결정한다.

j) 터빈건물의 운전층은 급수가열기, 관련배관 및 밸브 등을 설치하

며, 점검 및 보수시에 가열기 관다발(Feedwater Heater Tube

Bundle)을 인출하여 운반할 수 있는 공간이 확보되도록 한다.

2) 건물크기

a) 터빈건물의 크기는 주요기기 즉, 복수기 및 터빈의 크기가 크게

변하지 않는 한 다음의 크기를 갖도록 한다.

◦ 터빈 건물의 길이 : 35.3 m

◦ 터빈 건물의 폭 : 22.5 m

◦ 각층의 높이 :

- 지상층(Ground Floor)의 높이 : 0 m 로 기준할 때,

- 지상층에서 운전층(Operating Floor)까지 높이 : 6.7 m

- 지상층에서 탈기기층(Deaerator Floor)까지 높이 : 11.0 m

3) 기기 설치 위치

a) 터빈/발전기 및 보조설비

터빈/발전기는 직렬형 배열(Tandem Compound)형식으로 터빈 축

방향이 동서로 운전층에 위치하며, 지상층과 운전층 사이에 터빈

건물 구조물과 분리된 콘크리이트 기초 구조물에 지지된다.

터빈/발전기 보조설비인 밀봉유 계통 등의 기기들은 발전기모선

통로, 전기장치 및 발전기 설치위치를 고려하여 터빈 발전기 기초

의 지상층에 설치한다.


디지탈 전기유압식 조속기 밸브는 주정지밸브와 터빈노즐 근처에

위치하며, 고압유저장탱크(Hydraulic Power Units)는 지상층 주증

기 정지 밸브 아래 터빈 구역에 설치한다.

b) 복수기

복수기는 터빈배기구 아래에 위치하며 복수기 튜브는 순환수 배관

을 짧게 하고 보수작업시 복수기 튜브다발을 인출하는데 지장이

없도록 터빈 축과 직각으로 배치한다. 복수기 튜브교체작업을 위

하여 이동 혹은 해체 가능한 벽의 설치가 필요하며 이를 위하여

건물벽 바깥에는 보수장비의 진입을 위한 공간을 마련한다.

c) 복수펌프

복수펌프는 펌프의 흡입 측인 복수기 핫트웰이 정상 운전중 진공

이 되므로 펌프 위치는 핫트웰(Hot Well)보다 낮게 하여 모든 상

태에서 요구 흡입 수두 (NPSHr)를 만족하도록 하고, 가능한 한

복수기에 가깝게 배치하여 관 마찰 손실을 줄여 요구흡입수두 확

보에 유리하도록 설계하며, 운전층과 중간층에 이동용 격자망을 설

치하여 펌프의 운전 보수시 터빈 천장 크레인을 이용하도록 한다.

d) 보일러 급수펌프

모터(Motor) 구동 급수펌프는 계통 과도현상에도 운전이 가능하도

록 급수탱크의 위치 등을 고려하여 지상층에 설치하며, 펌프의 점검

보수용 크레인은 운전층의 모노레일(Monorail)을 이용하도록 한다.

e) 탈기기 및 급수 저장탱크

탈기기층은 탈기기 및 급수저장 탱크를 위한 층으로, 탈기기는 정

상 운전 조건 뿐만 아니라 과도운전조건 즉, 터빈트립시 추기의

차단에 의해 탈기기 저장 탱크내에 급격한 압력강하가 일어나는

경우에도 보일러 급수 펌프의 요구흡입수두(NPSHr) 를 만족하도

록 충분한 높이에 설치되어야 한다.

f) 급수 가열기

급수가열기는 가능한 터빈에 가깝게 배치하여 모든 배수가 압력

및 높이 차에 의하여 단계적으로 이루어지도록 한다. 저압가열기,


특히 부분적인 진공 상태에서 운전되는 가열기에 대해서는 배수가

매우 중요하므로 위치 결정에 신중을 기하여야 한다.

모든 가열기에 대해 관다발 인출구역을 마련하고, 가열기를 보수

및 반출 할 수 있는 충분한 공간을 마련하도록 한다.

g) 진공 펌프

복수기 진공펌프는 복수기 근처 지상층에, 워터박스 진공 펌프 복

수기 하부에, 복수기로 부터의 배관 배치를 고려하여 설치한다.

h) 주 터빈 윤활유 계통

터빈건물 근접 위치의 옥외에 설치되는 윤활유 저장 탱크와 가깝

게 터빈 윤활유 공급 탱크 및 윤활유 정화기 등을 지상층에 기능

적 연계를 갖도록 배치한다. 윤활유 저장탱크 주위에는 방유구조

물(Dike)을 설치하여 윤활유가 넘쳐흐르는 것을 방지하고, 화재 발

생시 화재의 확산을 막도록 한다. 최종적인 배치는 터빈 제작자의

요구 사항과, 설계 추천 방식을 반영한다.

i) 기기 냉각수 계통

기기 냉각수 열교환기는 터빈건물의 지상층에 기기냉각수펌프의 위

치와 이들의 배관연결이 용이하도록 설치하며 기기 냉각수 열교환

기 관다발을 인출할 수 있는 이동공간 혹은 해체 가능한 건물벽을

설치하고 건물외부에는 관다발을 취급할 적당한 공간을 마련한다.

기기냉각수 헤드탱크는 계통수의 열팽창 및 수축을 고려하고 계통

내에 보충수를 공급할 수 있도록 다른 모든 기기보다 높은 위치에

설치한다.

j)공기압축기 및 관련기기

공기압축기와 후냉각기(After Cooler), 공기저장 탱크와 공기 건조

기는 지상층에 설치하며 소음과 진동을 방지하는 설비를 갖추어

터빈 건물내의 주요 설비에 영향을 주지 않도록 한다.


k) 발전기 및 부속설비

발전기 및 여자기는 운전층에 설치되며 터빈 천정 크레인을 이용

하여 보수할 수 있도록 한다. 발전기(Generator)로부터 주변압기로

연결되는 상분리 모선 닥트(Isolated Phase Bus Duct)는 전기적

특성과 경제성을 고려하여 터빈 건물벽을 통과시켜 배치한다. 주

변압기와 보조 변압기의 위치는 상분리 모선닥트가 가능한 짧고,

직선이 되도록 결정한다.

l) 천정 크레인

천정 크레인을 이용하는 대형 또는 중량급의 기기는 운전층 위의

기기와 중간층, 지상층의 주요기기이며, 특히 터빈 / 발전기, 급수

가열기(간접이용), 주증기 정지밸브, 터빈윤활유 냉각기, 급수 펌

프, 복수펌프 등은 크레인 혹은 모노레일 이용이 가능하도록 기기

배치 및 건물 구조 계획을 한다.

(2) 보일러 및 관련설비 배치계획

1) 일반사항

a) 보일러의 배치는 전면을 터빈쪽으로 하고, 뒷면에는 부속 설비가

기능적으로 배치되도록 한다. 이들의 상세배치와 설치면적은 기기

제작자의 제작도면을 참조한다. 보일러 주위의 버너, 제매장치

(Soot Blower) 및 계측제어설비의 점검과 보수를 위한 층에는 작

업대(Platform)를 설치하고, 계단 및 통로가 배치되도록 한다.

b) 각 보일러의 후면에는 연돌 및 압입 통풍기를 균형 있게 배치하

며, 연돌은 연소가스의 원활한 배출을 고려하여 배치한다.

c) 기기의 보수와 점검을 위해 보수용 운반장비를 관련건물에 설치하

며, 압입 통풍기 등의 중량기기는 호이스트(Hoist)와 모노레일

(Monorail)을, 기타 대형 또는 중량기기들을 위해서는 해당 기기의

특성에 맞도록 보수장비를 설치한다.


(3) 제어건물과 관련설비 배치계획

1) 일반사항

a) 제어건물은 터빈건물과 접하고 보일러 발전설비 구역이 전체적으

로 균형을 이룰 수 있도록 하며, 제어건물의 층은 터빈건물과 동

일하게 한다.

b) 제어건물에는 전자기기실 및 컴퓨터실(Computer Room), 고.저압

배전반실 및 운전요원 근무관련제실 등이 배치되며, 계측, 전기,

건축 등 해당분야의 요구사항을 고려하여 배치한다. 단, 주제어실

은 주제어 건물과 인접한 터빈 건물내의 운전층에 설치한다.

c) 주제어실은 주제어실 제어 및 전기판넬의 적정한 배치간격을 유지

하고 운전,정비 편의성을 도모하며 진동, 소음 등의 환경영향과 균

형미를 고려 하여 터빈 건물 운전층의 주제어 건물과 근접되는 위

치에 설치한다.

2) 설비 및 기기배치

a) 고압 차단기반 및 로드센타

자원화 사업 고압 차단기반과 로드센타는 중앙 집중 제어방식과

점검, 보수의 용이성을 고려하여 가능한 한 제어건물 지상층에 설

치한다.

b) 축전지실 및 전동기 제어반

자원화 사업의 축전지 및 전동기 제어반은 충전기 및 무정전 전원

공급계통과 함께 제어건물 중간층에 설치하여 부하의 제어 및 전

원공급이 용이하도록 하며 축전지실은 유독(황산)가스가 다른 전

기기기를 부식시키지 않도록 격벽을 설치 한다.

c) 컴퓨터실 및 전자기기실

컴퓨터실 및 전자기기실은 주제어실에 가깝게 설치하며, 컴퓨터

주변기기, 제어캐비넷, 계전기반 및 전자기기를 설치한다.


6.2 배관설계기준

6.2.1 목적

배관계의 배치를 실체화 하는데 있어서 합리적이고 일관성있는 설계를 하도록

하는데 목적이 있다. 관련기기, 계통의 특수요건 및 주위 환경 여건에 따라서는

본 지침내용을 일부 변경하여 신축성 있게 설계에 반영하도록 한다.

6.2.2 일반 설계 요건

(1) 적용 규격

배관 설계는 ASME B & PV, SECT. I, Power Boilers, ASME B31.1

Power Piping 등을 기준 규격으로 한다.

(2) 배관 배치

1) 일반 배치 기준

a) 모든 배관은 유체의 이동, 배기, 배수, 플러싱, 초기세척, 시험 및

보수가 용이하도록 배치한다. 배관계의 낮은 지점에는 배수관을,

높은 지점에는 배기관을 설치한다.

b) 바닥 및 벽의 관통이 필요한 배관배치는 토.건 분야 도면을 참조

하여 배치한다.

c) 일정한 기울기를 갖는 주요계통 배관이나 주증기관을 제외한 배관

의 경우, 동서방향과 남북방향의 배치는 서로 다른 높이를 갖도

록 배치한다. 가능한 한 배관은 벽이나 주위 배관에 평행하거나

직각을 형성하며 가능한 한 직선으로 균일한 공간을 유지하여 배

치한다.

d) 펌프등 회전기기에 연결되는 배관은 운전, 정지시 열팽창, 수축 등

으로 인한 응력발생으로 인하여 기기에 미치는 영향이 최소화될

수 있도록 배관 설계를 한다.

e) 열교환기 및 탱크주위의 배관은 보수용 호이스트빔위에 배치하고

열교환기에 연결되는 배관은 호이스트빔 아래 측면으로부터 열교

환기에 접근시킨 다음 노즐 연결부위에서만 아래로 내려 연결한

다. 열교환기와 탱크의 한쪽에 격리, 바이패스(Bypass) 및 제어 밸브

를 설치하며, 기기 주위의 공간을 적절히 이용하여 배관을 배치한다.


f) 수평 분할 케이싱 펌프 또는 전방 흡입식 펌프의 수평 흡입배관에

는 기포가 발생하지 않도록 편심 축소관을 사용하고 이의 윗부분

이 펌프 노즐의 윗부분과 같은 높이에서 수평을 이루도록 배치한다.

g) 대기압 탱크의 방출(Overflow)배관은 마찰손실을 줄이기 위해 곡

관의 수를 줄이고 탱크유입 배관보다 큰 직경을 갖도록 한다.

h) 기존 강구조물과 콘크리트를 충분히 이용하여 지지물을 설치한다.

천정으로 통과하는 배관에 대해 특별한 지지방법이 없는 경우와

또는 배관이 바닥 바로 위에 배치되는 경우를 제외하고는 바닥으

로부터 지지물을 설치하지 않는다. 배관배치시 밸브의 운전 및 보

수를 위해 보조작업대 등을 고려한다.

i) 일반적으로 배관계통에는 동심 축소관(Concentric Reducer)을 사

용하지만, 수평배관에서 기포 및 응축수의 발생이 예상될 때 수관

의 경우 상부수평 편심축소관(Flat Top Eccentric Reducer)을, 증기관

의 경우 하부수평 편심축소관(Flat Bottom Eccentric Reducer) 을 사

용한다. 가능한 한 엘보는 장반경(Long Radius) 엘보를 사용한다. 고

압 배관(주증기)이나 표준규격이 아닌 두께를 가진 배관에 대해서

는 일반적으로 5D 곡관을 사용한다. 단, 3D 곡관은 배치공간에

문제가 있을 경우 기기나 계통상 영향을 주지 않는 범위 내에서

사용할 수 있다.

j) 배관의 기울기는 아래와 같은 기준으로 정한다.

◦ 주증기관 : 운전시 최소 1/200, 정지시 최소 1/50

◦ Drain Line : 운전시 최소 1/200, 정지시 최소 1/100

아울러 설계 도서상에 기울기 방향을 알 수 있게 한다.

k) 유량측정소자가 설치되는 모든계통의 직관길이는 ASME의 추천

및 유량 측정소자 제작자의 요구사항을 만족하도록 한다.

일반적으로 별도의 기준이 없는 한 유량 측정소자가 설치되는 상

류 측의 직관길이는 최소한 관경의 15배, 하류측에는 관경의 5배

가되는 간격을 유지하도록 한다.


2) 배관 및 기기사이의 간격

a) 배관주위의 간격은 설치 및 현장용접요건, 밸브, 계기 및 지지물

의 설치 및 보수요건에 부합하도록 배관을 배치하고, 이때에는 지

진 변위와 운전시 최대 열팽창을 고려하여 적정 간격을 마련한다.

b) 바닥의 보 밑부분과 배관의 상부 또는 배관 보온재의 상부 사이

에서 최대의 변위를 고려하여 케이블 트레이 설치를 위한 공간이

마련되도록 배치를 한다. 공간의 분배에는 각 분야간 협의가 이루

어져야 한다. 케이블 트레이와 배관 지지물의 간섭을 피하기 위하

여, 전기분야 설계자는 가능한 한 배관 바로 위로 트레이를 배치

하지 않아야 하며, 불가피 할 경우 지지물 설치를 예상하여 트레

이를 배관 중심선에 편심시켜 배치한다. 단, 배관 위로 케이블 트

레이가 교차되는 경우는 예외이다.

c) 펌프등 회전기기 주위 바닥의 배관 배치에 있어서는 기기의 운전

및 보수시 접근을 위해 배관과 기기사이에 충분한 공간을 마련한

다. 불가능한 경우에는 기기의 한쪽면과 배관사이에 0.9m의 최소

여유를 주고, 다른 한쪽면과 양끝 부분을 빈공간으로 남긴다. 회전

기기의 바로 윗부분에 배관을 위치시키지 않고, 필요시 보수용 호

이스트빔 위로 배치한다.

d) 열교환기의 튜브다발이나 쉘의 제거를 위한 공간 및 통로는 배관,

전선관(Conduit), 케이블 트레이 및 기타 운전 및 보수에 방해가

될 수 있는 설비 등과 충분한 간격을 두어야 한다.

e) 배관 배치시 보온 두께를 고려해서 간격을 정한다. 배관의 벽관통

슬리브의 직경은 배관의 최대 변위를 고려하고 보온재 두께에 25

～50mm의 여유치를 가산하여 산정 한다. 모든 배관에 대해 운전

및 정지위치, 덮개 및 장치 등을 고려하여 바닥으로부터 가능한

한 다음과 같은 높이를 유지하도록 한다.

◦ 보도구역 : 2.1m

◦ 옥외 구역 및 보수통로 : 3.0m

◦ 도로 및 공사용 차량 진입로 : 5.0m


3) 재질 및 온도에 대한 고려사항

a) 자원화 사업의 배관용 자재는 ASME B31.1과 ASME SECTION I

에 명시된 재질이 사용되며 이러한 재질은 대부분 일률적으로 적

용된다. 발전소 배관에 주로 사용되는 재질로는 탄소강, Cr-Mo강

등의 저합금강, 내식성이 우수하고 고온에서 허용응력이 큰 오스

테나이트 스테인레스강 등이 있다. 탄소강은 발전소에서 가장 일

반적으로 사용되는 재질이고, 합금강은 고온에서 높은 크리이프

강도가 요구되는 고온증기계통 즉, 주증기, 고온 특성이 향상된

P91 (9Cr-1Mo-V) 등급이 있다.

b) 주철 및 유리섬유(Fiberglass)는 다음과 같은 특별한 요건을 갖는

다. 주철관의 경우, 기기사이에서 이음쇠와 이음쇠로 연결되는 방

식으로 설계해서는 안된다. 설계도면과 기기의 최종설치된 위치가

약간 다를 때 조정할 수 있도록, 배치시에 플랜지 조인트와 한개

이상의 스풀을 포함시켜 배치한다. 유리섬유 및 내열플라스틱관의

성질은 금속관과 매우 다르기 때문에 관의 배치시 다음과 같은 설

계지침이 제조자로부터 제공되어야 한다.

◦ 허용설계 압력

◦ 열팽창 대비 : 루프, 고정점(Anchor), 가이드 및 행거 위치

◦ 지지물 : 지지간격 및 지지물 선정

◦ 매설관 : 매설관 기초, 채움, 트러스트 블럭(Thrust Block)

c) 설계온도가 120℃ 이상의 고온계통에서 배관의 설계 및 배치에는

유연성을 고려해야 하며, 120℃ 이하의 설계온도 일지라도 대구경,

길이가 긴 직관, 햇볕에 노출되는 조건에서는 열팽창으로 인하여

과다 응력이 생길 수 있으므로 배치시 유연성을 고려한다. 가열보

온(Heat Tracing)이나 태양열에 의해 유체의 온도가 설계운전 온

도를 초과할 경우가 있는 배관에는 안전밸브를 설치한다.

4) 우회(Bypass) 배관 구성 기준

각종 기기들은 운전중 고장이 발생할 수 있으며 이때 자원화 사업의

운전정지가 예상될 경우 우회 배관을 설치하여 비상 상태에서 연속


운전이 가능하도록 해야 한다. 기기의 정상운전 중에는 이 우회 배관

에 유체가 흐르지 않아야 되므로, 우회 배관중에 정지 밸브를 설치한

다. 이런 기기로는 가열기, 제어밸브, 전동밸브, 스팀트랩 등이 있다.

(3) 배관 부속재

1) 밸브 선정

각 계통에 사용되는 밸브는 각 계통의 설계조건에 따라 선정하며,

개폐 기능만 있는 경우는 차단 밸브로서 게이트 밸브나 글로브 밸브

를 사용한다. 개폐 기능중에서 유체가 간헐적으로 흐르는 경우, 어느

정도의 유량조절이 필요한 경우, 계통으로부터 개방된 곳으로 유체

가 배출되는 경우에서는 글로브 밸브를 사용하고 그외는 게이트 밸

브를 적용한다. 역류가 일어날것이 예상되거나, 역류가 일어나서는

안되는 곳에는 첵크(Check) 밸브를 추가 설치한다.

a) 모든 밸브의 구경은 밸브가 설치되는 배관구경과 같게하는 것을

원칙으로 한다.

b) 구경 DN65 이상의 강재 밸브(Steel Valve)는 주조로 제작하고, 구

경 DN50 이하는 단조로 제작하는 것을 원칙으로 한다.

c) ANSI Class 600 이상의 게이트, 글로브, 첵크 밸브는 압력 밀봉

본네트 (Pressure Seal Bonnet)을 적용하며 DN50 이하의 밸브는

용 접식 본네트(Welded Bonnet) 혹은 일체형(Bonnetless Type)을

적용할 수 있다.

d) 모든 게이트 및 글로브 밸브는 외측 나사 및 요크(Outside Screw

& Yoke Type)으로 한다. (단, 청동 밸브는 제외)

e) 첵크밸브의 경우 구경 DN65 이상에는 스윙 첵크 밸브, 구경

DN50이하에는 리프트 첵크 밸브를 채용하며, 구경 DN65 이상이

며 ANSI CLASS 900 이상에는 넌 슬램(Non-Slam)형인 틸팅 디

스크 첵크 밸브 (Tilting Disc Check Valve)를 적용한다.

f) 용접 또는 플렌지 연결방식의 게이트, 글로브, 첵크 밸브에 대한

밸 브 연결부 간의 거리(End to End Dimension)는 ASME B16.10

을 따르며, 소켙 이음 타입의 밸브는 제작사의 규격을 따른다.


g) 제어밸브(Control Valve)의 바이패스 밸브 등 교축용으로 사용되

는 글로브 밸브는 교축 기능이 우수한 콘타입(Cone Type) 디스크

를 채용한다.

h) 배관에 붙은 배기용 또는 배수용 밸브는 글로브 밸브를 적용하는

것을 원칙으로 한다.

i) 복수기 등에 연결되어 진공압을 받는 배관계통에 설치되는 밸브는

랜턴링(Lantern Ring)을 설치한 수 밀봉 방식(Water Seal Type)

을 적용한다.

j) 밸브 구동 장치간에 간섭이 생기지 않는 한, 스풀의 수를 줄이기

위해 밸브와 이음쇠는 가능한 한 직접 연결한다. 모든 전동기 구

동 밸브, 제어 밸브 및 자주 작동을 요하는 수동 밸브는 조작대

위, 아 래 또는 바닥으로부터 접근할 수 있어야 한다. 수동 밸브의

용이한 조작을 위하여 연장 스템(Extension Stem) 및 스탠드가

사용될 수 있다. 모든 밸브 구동 장치와 계기 즉, 포지션너, 리미

트 스위치등은 보수, 교정 및 교체를 할 수 있도록 보수 공간을

마련한다.

2) 격리밸브 및 첵크밸브

a) 펌프 전후 밸브 구성 기준

펌프 정지중에 유로를 차단하기 위하여 펌프 흡입 및 토출 연결

배관상에서 가능한 펌프와 가까운 곳에 격리 밸브를 설치한다.

또한 펌프 운전중 비상정지나 흡입 장애로 토출측에서 역류가 발

생할 때 펌프를 보호하기 위하여 펌프 토출측 격리 밸브 전단에

체크밸브를 설치한다.

격리밸브("차단" 또는 "블럭" 밸브라고도 함) 또는 첵크밸브에 접

근이 용이하도록 배관의 높이를 낮추지 않도록 하며, 이때에는 보

조작업대 및 먼거리에서 수동으로 조작하는(이하"원격 수동조작")

장치를 사용하거나 또는 병용하여 사용할 수 있다. 원격 수동조작

밸브는 구동장치의 지지와 위치를 고려하여 설치한다. 모든 수동

밸브의 스템은 수직상향으로 위치토록 한다. 다만, 밸브 스템이 다

른 방향으로 설치될 경우, 밸브성능을 저하시키지 않고 원격수동


장치나 작업대의 필요성을 배제할 수 있는 경우는 예외이다. 일반

계통에 사용되는 첵크 밸브로는 스윙(Swing), 스프링로드(Spring

Loaded) 및 넌스프링로드(Non-Spring Loaded) 리프트 첵크 밸브

가 있다. 넌슬램(Non-Slam) 첵크밸브는 펌프 및 공기압축기 토

출관에 사용된다. 넌스프링로드 리프트 첵크 밸브는 수평배관에

설치하고, 스윙체크 밸브는 수평배관 및 유체가 하단에서 상단으로

흐르는 수직배관에만 설치하며 급수펌프 토출구에 설치되는 넌슬램

체크 밸브는 수직 배관에 설치해서는 안되고 수평배관에 설치한다.

3) 안전 밸브(Safety and Relief Valves)

배기관은 각각의 배관에 대해 개별적으로 가능한 한 짧고 직선으로

설치하고, 이러한 목적으로 필요시 구조물과 기기를 재배치할 수 있

으며,배기관은 30°이상 구부려 설치할 수 없다. 안전 밸브의 중심선

과 배기 엘보우의 수직 중심선과의 거리는 최대 0.6m 이내로 유지한

다. 안전 밸브가 설치된 주관의 축 방향 중심선에 평행하게 배출할

수 있도록 밸브를 설치한다. 안전 밸브는 가능한 한 기기 가까이 설

치한다. 안전 밸브의 배기관들은 함께 모으지 않고 각각 별도 설치

한다. 안전 밸브는 곡관이나 엘보우 중심, 또는 주관의 분기점으로부

터 최소한 관경의 10배 거리가 되는 곳에 설치한다.

(4) 스팀트랩(Steam Trap) 선정기준

주터빈 및 관련 증기계통에 응축수가 축적되는 것을 방지하기 위하여

하부 배수를 위한 밸브와 배관을 구비하며, 연속 혹은 간헐적인 배수가

필요한 곳에는 스팀 트랩을 설치한다. 역방향 바켙방식(Inverted Bucket

Type)은 증기와 응축수의 밀도차이에 의해 작동되는 것으로, 배압이 입

구 압력 이상이 될 경우, 응축수가 배출되지 못하며 응축수가 설비내에

고이게 되어 워터 햄머를 발생시킬 수 있으므로 허용배압이 입구 압력

미만인 곳에 사용한다.

써모다이나믹 방식(Thermodynamic type)은 증기와 응축수의 속도차

즉, 운동 에너지에 의해 작동되는 것으로, 배압이 입구압력의 80% 이상

될 경우 디스크가 닫히지 않게 되어 증기를 계속 누출시키게 되므로 허

용배압이 입구압력의 80%미만인 곳에 사용한다.


(5) 설계유속 및 관경

1) 계통별 설계 유속 및 관경 선정은 다음과 같은 사항들이 종합적으로

검토되어 수행되어야 한다.

a) 관내 허용압력 강하

b) 배관계통의 배치형태

c) 관내 사용 유체의 종류 및 성질

d) 계통 운전 방식(연속운전 또는 단속운전)

e) 플래싱(Flashing), 소음, 진동 및 고속 운전되는 계통의 수격 현

상, 침식 등의 영향

(6) 배관재의 호칭경

배관크기는 호칭경과 두께로 나타내며, 호칭경은 Metric 단위를 사용하

고, 표기 시에는 "DN"을 사용하여 표기한다. 배관 두께의 표시법은 스케

줄 번호 또는 STD(Standard), XS(Extra-Strong), XXS (Double-

Extra-Strong) 등과 같은 무게 분류법을 사용한다. 탄소강 및 합금강

배관크기는 ANSI/ASME B36.10M에 따르며, 스테인레스강 배관은

ANSI/ASME B36.19M에 따른다.

(7) 배관의 온도 압력 등급

배관재의 온도 압력 등급은 배관계통의 설계압력과 온도를 기준으로

ANSI/ASME B16.5 및 ANSI/ASME B16.34에 명시되어 있는 CLASS

150, 300, 600, 900, 1500, 2500, 4500을 기본등급으로 사용한다.

(8) 배관 두께 선정

1) 설계온도, 압력에서 최소 배관두께는 ASME B31.1 규격 104.1절에 따른다.

2) DN50 이하 배관은 탄소강관 및 합금강관의 경우 최소 두께를 SCH.80

으로하고, 스테인레스 강관의 경우는 최소 두께를 SCH.40S로 한다.

3) 계산된 최소 관벽 두께 tm은 표준화되어 있는 배관 공칭 두께의

87.5%와 비교 검토되어야 하며, 12.5%는 제작 공차가 고려된 값이다.

4) 외압을 받는 배관 최소관벽두께 계산은 ASME SEC. VIII, Division

1, UG-28, 29, 30에 따른다.


(9) 배관 지지물 설계

모든 배관계는 자중(수압하중 포함), 열팽창하중, 지진하중 등에 의해서

과도한 변형이나 허용치 이상의 응력이 발생되지 않도록 알맞은 위치에

적당한 형식의 지지물에 의하여 지지되어야 한다. 자중에 의한 배관의

지나친 처짐을 적게하고 배관계를 구조적으로 안정시키기 위하여 다음

사항들을 고려하여 설계한다.

1) 지지물 설계가 불가능한 위치에 배관 배치를 하지 않아야 한다.

2) 모든 배관 지지물은 각종 기기 및 구조물과 간섭이 되지 않아야 하

며, 운전 및 보수에 필요한 공간이나 지역과 간섭되지 않도록 한다.

3) 관에 직접 용접되거나 접촉되는 지지물의 부품은 설계 온도 및 배관

재의 재질에 적합한 재질이 선정되어야 한다.

4) 모든 배관 지지용 표준 부품은 강재(Steel)를 사용하고 MSS SP-58

의 규정에 따라 설계되어야 한다.

5) 설계온도가 높은 배관에 부착되는 지지물의 부품은 배관의 열팽창을

고려하여 설계되어야 한다.

6) 배관 지지물은 가능하면 건물 또는 다른 구조물의 보 혹은 기둥을

이용하여 설계되어야 한다.

7) 배관 지지물이 건물의 콘크리트 기둥, 보 혹은 바닥에 설치 될 경우

설치용 강판은 콘크리트에 묻어서 시공하여야 하며 묻히는 강판

(Embedded Plate)의 규격, 위치를 토목 설계자에 통보하여 토목 설

계시 반영되도록 하여야 한다. 단, 토목 시공이 끝난 후 배관지지를

위하여 새로운 강판(New Plate)이 요구될 때에는 토목 분야와 협의

하여 새로운 강판을 콘크리트 웟면에 앵커 볼트를 이용하여 설치한다.

8) 배관 지지물의 간격은 ASME B31.1의 Table 121.5에 추천된 지지 간

격을 기준하며 집중하중이 있는 경우에는 지지물 간의 간격을 줄인다.

9) Variable Spring Hanger의 하중 변동율(Variability)은 정지와 운전간

25% 이하이어야 한다.


10) 배관 지지를 위하여 사용되는 나사가 난 Hanger Rod의 직경은 아

래의 직경보다 작지 않아야 한다.

a) 관구경 DN50 이하 : 9.6 mm

b) 관구경 DN65 이상 : 12.7 mm

11) 수직으로 매다는 형태(Hanging Type)의 배관 지지물의 경우, 어느

경우에도 Hanger Rod와 수직선과의 각도(Swing Angle)가 4˚를 넘

지 않아야 한다.

6.2.3 상세 설계 요건

배관은 각 계통의 배관 및 계측 장치도(P & ID)에 따라 배치한다.

(1) 주증기

1) 일반사항

a) 각 주요배관에는 기동 등의 운전조건에서 생성되는 관내의 응축

수를 제거하기 위해 가능한 한 터빈 가까이에 응집조 (Drip Pot)

와 함께 배수관을 설치한다.

b) 안전밸브는 가능한 한 증기발생기 연결부위 가까이 수평배관에

설치 하되 노즐로부터 적어도 관경의 10배 거리가 되는 위치에 설

치한다. 배관계의 밸브와 배관 관련부품을 쉽게 배치하기 위해 밸

브의 상류측에 곡관보다는 표준 엘보를 사용할 수 있다. 배기구

중심선과 밸브 중심선 사이의 거리는 가능한 한 짧게 유지한다.

c) 배관의 방향을 바꿀 때 특별히 표준 엘보가 필요하거나 곡관을

사용하기에 공간이 없을 경우를 제외하고는 곡관을 사용한다.

곡관의 접선 길이는 미국 배관 제작 협회(Piping Fabrication

Institute) 규정에 따른다.

d) 분기관의 연결은 가능한 한 수평 주배관의 상부 또는 수직 주배

관에서 시작하도록 한다. 분기관은 가능한 한 자체 배수가 되도록

설계한다.

2) 주증기관

a) 한개의 관열로 구성되며, 압력강하를 최소화 하도록 배관 배치를

갖도록 한다.


b) 수직방향의 증기출구를 가진 증기발생기에 대해, 최종과열기 출구

로부터의 수직배관에서 터빈으로 향하는 첫번째 수평배관 으로 방

향을 바꿀 때 곡관보다는 엘보를 사용할 수 있다. 이로써, 계기류,

안전밸브 및 전기식 안전밸브와 같은 특수 배관부품의 설치를 위

해 증기발생기로부터의 수평 배관을 최대한 활용할 수 있다.

c) 과열기 출구로부터 각 주증기 정지밸브와 연결되는 배관은 유연

성을 갖도록 배치한다. 배수관은 주증기 정지밸브 입구관의 낮은

지점에, 설치한다.

(2) 추기 계통

1) 터빈 노즐보다 높은 위치의 급수가열기용 추기배관

a) 터빈 접속부에서 배관을 아래로 향하게 하고, 수평배관으로 바뀐

후 전동기 구동 블록 밸브, 역류방지 첵크 밸브 및 두개의 배수관

을 설치할 수 있도록 충분한 길이가 되어야 하며, 급수가열기를

향해 위로 배치한다. 이들 주요밸브는 수직 방향으로 설치해서는

안 된다.

b) 모든 밸브는 서로 가까이 그리고 가능한 한 터빈 접속부 가까이

설치하여 밸브와 밸브사이 및 밸브와 터빈사이의 배관내에 축적되

는 에너지를 최대한으로 줄이고, 터빈이 과속으로 운전되는 것을

방지한다. 이들 밸브의 전후에는 응집조를 설치하고, 각 응집조에

는 배수관을 설치한다. 터빈 접속부에서 가열기로 연결되는 배관

중 가장 낮은 곳에 밸브들을 배치한다.

c) 구동장치를 갖는 블록 밸브는 배관과 수직의 정 방향으로 설치한

다. 블록 밸브는 역류방지 첵크 밸브와 직접 용접이 가능하다. 역

류방지 첵크 밸브의 평형추(Counterweight)와 블럭밸브 몸체간에

간섭이 생기면, 이의 간섭을 없애기 위해 평형추 축(Counter-

weight Shaft)을 굽히도록 명시하거나, 평형추가 직선형 축과 간

섭되지 않도록 충 분히 긴 스핀들을 갖는 밸브를 구매토록 한다.

d) 대구경의 저압 추기관은 구동 장치를 갖는 게이트 밸브를 사용함

이 원칙이나 계통상 배관에 압력강하를 줄일 경우와 저압계통 배

관(압력 등급 600lb 이하)인 경우에는 볼 밸브를 사용할 수도 있다.

e) 모든 분기관은 주관의 윗면 또는 측면에서 연결되게 한다.


2) 터빈 노즐보다 낮은 위치의 급수가열기용 추기배관

a) 터빈 접속부에서 배관이 아래로 향하게 하고, 수평배관으로 바뀐

후 블록 밸브와 역류방지 첵크밸브를 설치할 수 있도록 충분한 길

이가 되어야 한다.

b) 모든 밸브들은 터빈 접속부 가까이 설치하여, 밸브와 터빈 사이의

배관내에 축적되는 에너지를 최대한 줄이고, 터빈이 과속으로 운

전되는 것을 방지한다. 밸브의 상류측에는 응집조와 함께 배수관

을 설치한다. 밸브의 하류측 배관은 가열기 입구쪽으로 기울기를

주어 배치한다.

c) 구동장치를 갖는 블럭밸브는 배관과 수직의 정방향으로 설치한다.

블럭밸브는 역류방지 첵크밸브와 직접 용접이 가능하다. 역류방지

체크밸브의 평형추와 블럭밸브 몸체간에 간섭이 생기면, 이의 간

섭을 없애기 위해 평형추축을 굽히도록 명시하거나, 평형추가 직

선형축과 간섭되지 않도록 긴 스핀들을 갖는 밸브를 구매토록 한다.

d) 대구경의 저압추기관은 구동 장치를 갖는 게이트 밸브를 사용함이

원칙이나 계통상 배관에 압력강하를 줄일 경우와 저압계통 배관

(압력등급 600lb 이하)인 경우에는 볼 밸브를 사용할 수도 있다.

e) 모든 분기관은 주관의 윗면 또는 측면에서 연결되게 한다.

f) 터빈 추기관 노즐이 복수기 목 내부에 위치하는 경우에는 배관의

유연성을 고려하여 복수기 내부와 외부를 두개의 분리된 계통으로

간주하고 복수기 쉘을 앵커점으로 한다.

(3) 급수 계통

1) 펌프 출구부근의 급수펌프 토출배관

상부토출식 펌프에는 넌슬램(Non-Slam) 틸팅 디스크(Tilting Disc)

첵크 밸브를 사용하고 이 밸브는 펌프 토출측의 수평배관상에 재순환

분기관 이후에 설치한다. 전동기 구동 격리 밸브는 각각의 펌프 토출

배관에서 주배관(Common Header)과 연결되기 전의 위치에, 가능하면

펌프 출구 접속부 가까이 설치하되, 밸브가 닫혀 있고 펌프 정지시에

보일러측 주관의 압력이 밸브 시트 (Seat)상부에 작용하도록 밸브의

방향을 정한다. 토출주관은 펌프 격리밸브의 위치를 고려해서 펌프흡

입 주관과 같은 높이에 가능한 한 낮은 위치를 유지하여 배치한다.


2) 급수가열기 부근의 급수펌프 토출배관

고압 급수가열기의 입.출구 격리밸브는 그 중심선이 가열기 쉘의 중

심선과 평행하고 급수가열기에 근접하도록 배열한다. 전동기 구동 글

로브 격리 밸브는 가열기가 정지되어 격리밸브가 닫히고 밸브가 열릴

때 주배관 압력이 밸브시트 상부에 작용하도록 밸브의 방향을 정한

다. 급수가열기 입구측 배관의 밑부분과 바닥 사이의 높이는 0.3m 정

도로 하고, 가열기 입구노즐을 연결하기 위해 필요한 관 이음쇠의 수

량 및 길이를 고려하여 배치에 적합하도록 가열기의 설치 높이를 정

한다. 급수가열기의 전.후에서 직접 또는 가열기 중심선에 평행하게

가열기 위로 배관을 배치해서는 안 된다. 바이패스 배관의 형상은 유

연성을 보장할 수 있어야 하고, 바이패스 배관은 정상운전시 닫혀있

는 냉간 배관임에 유의토록 한다.

3) 급수펌프 재순환관

운전 정지후, 펌프의 재기동시 수격 현상을 방지하기 위하여 급수 저

장탱크의 최저 수위보다 낮은 위치에 재순환 제어 밸브를 설치한다.

또한, 플레싱(Flashing)에 의한 진동 및 소음을 방지하기 위하여 재순

환 제어 밸브를 급수저장 탱크에 인접하여 설치하고, 재순환 제어밸브

또는 인접 배관은 구조물에 고정시킨다.

(4) 복수 계통

1) 복수펌프 흡입배관

복수펌프 흡입측 배관은 복수기 핫트웰(Hot Well)에서 복수펌프까지

의 배관으로 가능한 한 짧고 직선이 되도록 한다. 차단밸브, 스트레

이너 및 신축관은 펌프 가까이 설치하고 신축관은 펌프 노즐 플랜지

에 직접 연결되도록 한다. 바스켓 스트레이너 또는 티이(Tee)가 윗

방향인 티이 배스텁(Tee Bathtub) 스트레이너의 경우 바스켓을 보수

할 수 있는 장비를 설치할 수 있도록 충분한 공간을 마련한다.


2) 복수펌프 토출배관

a) 복수펌프 토출측에 설치되는 첵크밸브는 펌프 토출구와 연결되는

수평배관에 설치되며, 운전정지 후 펌프의 재기동시 수격 현상을

막기 위해 핫트웰의 저수위보다 낮게 설치한다. 첵크 밸브 하류측

에는 수직으로 배관을 설치하며, 이 수직 배관에 게이트 밸브를

설치한다. 각 펌프로부터 펌프 토출 주관에 이르는 각각의 펌프

토출배관은 펌프 토출 주관에 개별적으로 연결하고 주관에 대해

90˚를 이루도록 한다.

b) 탈기기로 연결되는 주 배관에는 격리밸브가 설치된다. 격리밸브가

높은 위치에 설치되는 경우 보조작업대 또는 연장 스템 및 스탠드

를 마련하고 조작을 위해 접근통로를 확보한다. 수평배관에서는

격리밸브 구동장치가 아래 방향으로 설치되지 않도록 한다.

c) 복수계통의 수평배관에는 일정한 기울기를 주지 않고, 기포

(Pocket) 발생이나 방향에 관계없이 배치한다.

d) ASME 터빈시험을 위해서 터빈 제작자의 교정 유량계의 삽입을

위해 탈기기 저장탱크의 상류측에 제거 가능한 직관(양끝이 플랜

지로 되어 있는)을 터빈 공급자의 요구 길이로 설치한다.

3) 복수 계통 배관

복수기 목에 위치하는 급수가열기의 채널 끝부분은 밸브 및 배관이

상당히 조밀하게 설치되는 지역으로 이것을 완화하기 위해 입구 및

출구 격리밸브 및 바이패스 밸브를 동떨어진 위치에 배치한다.

복수배관의 용이한 배치를 위해서는 터빈 지지대 근처에 상기밸브

들을 모아서 배치한다.

저압 급수가열기에 연결되는 복수 입.출구 배관은 바이패스 밸브를

포함하는 관련밸브가 가열기 쉘을 따라 가열기가 설치된 층 아래에

위치하도록 하며 필요하면 연장 스템 및 스탠드를 설치한다. 가열기

의 보수공간을 고려하여 배관을 배치한다.


4) 제어밸브 설치위치

a) 천정으로 통과하는 배관에 제어밸브를 설치할 때에는, 배관을 아

래로 내려 바닥위에 제어밸브를 설치하며, 밸브스템을 수직으로

하고, 바닥과 밸브사이에 충분한 보수공간을 두도록 한다. 밸브설

치 공간상 가능하다면 격리 밸브를 회전시킬 필요 없이, 제어밸브,

축소관 및 격리 밸브를 직접 용접하므로써, 배관스풀의 수를 줄이

도록 한다. 베벨기어식 수동조작 밸브를 사용할 경우, 구동장치의

간섭은 일반적으로 발생하지 않는다.

b) 위와 같은 밸브설치가 곤란할 경우에는, 구동장치 하부에 충분한

공간이 있도록 제어밸브와 연결되는 수직배관에 격리밸브를 설치

한다. 제어밸브 크기가 배관크기보다 작을 경우, 축소관을 사용 제

어 밸브와 직접 용접한다. 제어밸브 전후의 입. 출구 수직배관을

연결하는 직선배관에는, 바이패스 밸브를 설치하지 않는다.

c) 바닥 아래를 통과하는 배관에 제어밸브를 설치할 경우에는, 위와

같이 간섭 및 보수공간을 고려하여 배치한다. 열팽창에 대비한 유

연성과 운전 및 보수를 위한 통로가 제공 되도록, 주제어 밸브와

의 거리를 두어 바이패스 배관을 배치한다.

(5) 급수가열기 배수계통

1) 계단식 배수

a) 배수용 제어밸브는 배수가 유입되는 가열기 입구 가까이 설치하

며 흐름방향이 시트(Seat) 위에서 아래로 되도록 배치한다. 배수관

과 동일 방향의 인라인형(Inline type) 제어 밸브나 앵글형(Angle

type) 제어 밸브 어느 것이나 설치 가능하나 인라인형 제어 밸브

가 배치에 용이하다.

b) 제어밸브 하류측의 배관은 급수가열기 배수유입구의 크기에 맞게

조정한다.

c) 제어밸브 하류측에서 급수가열기 입구까지는 티이를 사용해서 유

체의 방향을 바꾸고 티이의 열려진 부분은 플랜지 및 블라인드 플

랜지(Blind Flange)를 사용하고 프랜지 사이에 3mm 두께의 스테

인레스강판을 삽입한다.


d) 배수제어밸브는 배수가 유입되는 가열기 바로 위에 배치한다. 수

평 배관의 제어밸브 상류측에 격리밸브 및 제어밸브 크기에 맞는

축소관이 설치되며, 제어밸브 하류측에는 급수가열기 입구의 크기

에 맞는 확대관과, 급수가열기 노즐을 향해 아래로 수직방향인 티

이등이 직접 용접되어 설치된다. 제어밸브 하류측 격리밸브는 가

열기 입구노즐을 향한 수직배관상에 설치한다.

e) 가열기 배수관의 배치는 가능한 한 간결하게 되도록 하고, 압력

강 하 계산 담당자와 협의하여 결정한다.

2) 복수기에 연결되는 배수관

급수가열기용 추기배관의 배수관, 급수가열기 배수관 및 복수펌프의

재순환관 등과 같이 복수기로 유입되는 배관에 설치되는 모든 제어밸

브는 복수기에 인접되게 인라인형 제어밸브를 설치하고, 제어밸브에서

복수기까지 배관을 직선으로 배치하여 플래싱에 의한 진동 및 소음을

방지하도록 한다. 필요시 복수기 입구에 압력강하용 오리피스(Orifice)

를 설치한다.

(6) 보조증기 계통

1) 배관 설치

유동방향으로 배수되도록 배관에 기울기를 준다. 운전상태이건 정지

상태이건 유동방향과 반대의 기울기는 허용되지 않는다. 차단 밸브

는 수직 배관상에 설치하지 않고, 수평배관에 설치하며, 구동 장치가

수직상향의 위치에 있게 한다.

밸브 구동장치가 수직의 정방향을 유지하고, 밸브를 조작하도록 필

요시 연장스템과 기어를 이용한 별도 장치 및 베벨기어 구동장치를

사용한다. 밸브 구동장치는 수직방향에서 최대 45˚까지 기울어 설

치할 수 있다. 분기관은 주배관의 윗면 또는 측면에 위치토록 하고,

가능하다면 윗면에서 연결하도록 한다.

2) 제어밸브 설치위치

제어밸브는 배수응집조(Drain Pot) 및 트랩(Trap)을 가능한 한 사용

하지 않고, 자연배수가 되도록 보조증기 배관계에서 가장 높은 지점

에 설치한다. 제어밸브 양쪽 끝에 격리 밸브를 각각 설치한다.


(7) 서어비스 계통

1) 옥외배관의 보온

a) 옥외배관의 보온은 보온재를 건조한 상태로 유지하기 위해 금속

판으로 자켓(Jacket)한다. 일반적으로 물의 침투를 방지하기 위해

래깅(Lagging)의 모든 이음부분(Joints)은 씰링(Sealing)작업을

한다. 보온재가드(Insulation Guard)와 로울러(Roller)가 부착된 등

자쇠(Stirrup)형 배관 지지물을 사용하고 클램프(Clamp)형 배관 지

지물은 사용하지 않는다. 가능한 한 모든 밸브와 계기는 옥내에

설치하도록 하며, 물이 흐르는 배관의 경우에는 공급주관의 윗면

에서 분기관을 취한다.(증기 및 계기 연결관 등 주관의 윗면에서

연결되는 분기관도 래깅을 하여 물의 침입을 방지한다.)

b) 옥외에서 수평배관에 설치되는 밸브의 경우 구동장치는 직립하여

설치한다. 게이트 및 글로브 밸브는 본넷트(Bonnet) 위에까지 보

온 및 래깅한다. 첵크밸브는 전체를 감싸며 모두 방수처리 한다.

밸브 본넷에서 그랜드까지는 분리할 수 있도록 한다. 밸브스템의

요크 (Yoke)의 상부에 후드를 씌워, 그랜드의 래깅(Lagging) 부분

에 들어 맞도록 한다. 보온부분을 방수처리 함에 있어 어려움이

있기 때문에, 경사진 스템을 가진 글로브 밸브는 옥외에서 사용하

지 않는다.

2) 옥외배관의 동파 방지

동파방지가 필요한 지상배관은 동파방지 설비가 설치되어야 하며, 지

하배관의 동파방지를 위해서는 기후조건에 따라 충분한 깊이에 배관

을 설치한다. 도로 밑의 배관의 경우, 보호의 정도 및 배관의 설치

깊이를 결정할 때, 활하중 및 사하중 조건(Live and Dead Loading

Condition)을 고려한다.

3) 소방설비 계통 배관

소방설비 계통의 배관은 국내 소방법규에 따른다.

4) 지붕, 바닥 및 기기 배수계통 배관

a) 지붕, 바닥 및 기기배수계통의 배관은 National Plumbing Code

에 따른다.


b) 지붕배수 배관은 적정팽창 및 수축을 허용하도록 한다. 지붕 및

바닥 배수 배관의 크기를 바꿀 때는 축소관을 사용한다.

c) 위생 법규상에 달리 요구되지 않는 한, 바닥 청소구(Cleanout)는

다음을 참조하여 설치한다. 크기는 관련배관과 동일하게 하고 프

러그(Plug)는 DN 100 이하로 한다. DN 100 이하의 수평배관의

경우에는 최대 15m에 한개씩 바닥 청소구를 설치하고, DN 125

이상의 배관의 경우에는 30m에 한개씩 설치한다. 모든 지하 청소

구에는 바닥에 플러시(Flush)가 있는 경우를 제외하고는 덮개가

있는 맨홀(Manhole)을 설치하여 접근 가능하도록 한다. 45˚이상

의 방 향 변화가 생기는 곳에는 바닥 청소구를 설치한다. 수직 기

구(Stack)의 바닥에는 트랩을 위한 바닥청소구를 설치한다. 벽속에

묻히는 배관의 경우에는 벽 또는 바닥에 플러시(Flush)를 설치한

채 마감 처리한다.

5)증기트랩을 통과한 배관

a) 증기트랩을 통과한 배관은 수집조(Receiver)에 각각 연결되도록

한다. 증기트랩을 통과한 배관이 복수재순환관과 연결될 때에는

다음 사항을 고려한다.

다수의 트랩토출관이 한개의 주관으로 연결될 때에는 최저위에서

최고위까지의 압력 변화가 10% 이상 되지 않도록 배치한다. 증기

트랩을 통과한 배관은 수집조로 부터 가장 먼곳이 가장 높은 압력

을 갖고 수집조 측으로 차차 압력이 감소하도록 설치한다. 증기트

랩을 통과한 배관은 수집조에 45˚각도로 연결되도록 한다. 기기

또는 배관에서 배수되는 위치보다 낮게 증기트랩과 복수재순환관

을 설치하여 옥외 설치시 물이 넘치거나 이에 따른 기기의 결빙

가능성을 배제하도록 한다.

b) 복수재순환관은 기포발생을 방지하기 위해 배수 수집조로 향하여

기울기를 주거나 또는 DN15 공기방출 배관을 위로 향하게 하여

기포를 유도한다.


6.3 배관 응력 해석 기준

6.3.1 목 적

배관계통을 설계함에 있어서 배관의 구조적 안전성을 분석하고, 배관설계를 위

한 규격의 요구사항에 만족되는가를 검토하는 지침 및 범위를 기술한 것으로

서, 배관과 배관지지물의 기능 및 위치를 고려하여 배관의 구조적 안전성을 평

가함으로써 배관 및 배관 지지물의 배치 또는 위치를 최적 조건으로 설계하기

위한 것이다.

6.3.2 배관응력해석 기준

(1) 적용 규격

배관응력 해석은 ASME B & PV Code, Section I, Power Boilers 와

ASME B31.1을 기준 규격으로 한다.

(2) 적용 단위

배관응력해석에 사용되는 단위는 미터단위(MKS)를 원칙으로 하며, 영

국단위(English Unit)를 보조단위로 사용한다.

(3) 해석기준 및 범위

배관 계통은 유체의 에너지 정도 및 계통의 중요도에 따라 임계배관

(Critical Piping)과 일반 배관으로 구분한다. 임계 배관은 일반적으로 급

수와 증기 회로를 이루는 배관 계통과, 설계상 주의를 요하는 계통으로

서 배관응력 해석이 요구되며, 임계배관 계통은 다음과 같다.

1) 주증기 계통(Main Steam System)

2) 보일러 급수 계통(Boiler Feedwater System)

3) 급수가열기 배수 계통(Heater Drain System)

4) 추기 계통(Extraction Steam System)

5) 복수 계통(Condensate System)

6) 기타 ANSI Flange Rating 900 lbs 이상 배관 계통 및 설계온도 40

0℃이상의 배관계통.


(4) 등가 지진 하중

배관중 임계배관에 대한 지진계수는 UBC(Uniform Building Code)의 지

진 규정 제 14조, Zone 2를 적용한다. 배관응력 해석시 적용하는 등가

지진 하중은 배관계통의 전체자중 (Weight)을 설계기준서에서 규정한

등가 지진 계수로 곱하여 횡력 및 수직방향의 하중으로 구분하여 계산

한 것이며 등가지진 하중의 계산 및 평가 방법은 다음과 같다.

1) 일반 설계 기준서에서 규정한 바에 따라 등가 지진 계수를 배관계통

의 전체 자중에 곱하여 등가 정적 지진하중으로 한다.

2) 전항의 등가 정적 지진하중에 의한 응력은 나. (5). (나)항의 일시하중

에 의한 응력으로 고려하고, ASME B31.1 규격의 104.8.2항 식(12)에

따라 평가한다.

본 절에서 배관계통의 전체자중이라 함은 배관의 지지물 또는 고정점간

의 각 자중 작용방향 (x, y, z, Rx, Ry, Rz)을 구속하는 구간내의 총 자

중을 말한다.

(5) 응력 해석 요구 사항

1) 일반 사항

배관 응력 해석은 유한 요소법을 이용한 컴퓨터 프로그램인 "PIPEPLUS"를

사용하는 것을 원칙으로 하나, 다른 전산 프로그램을 사용할시는 공

인기관에 의해 검증된 프로그램을 사용한다. 모든 배관 응력 해석은

ASME B31.1 규격에서 규정한 설계조건 즉, 배관계 내외의 압력, 온

도, 충격력, 지진 등의 영향과 배관계의 자중효과 및 열 팽창 및 수

축에 의한 하중을 고려하여 해석하며, 이러한 배관 계통 해석에 필요한

모든 설계 조건의 정의는 ASME B31.1 규격에서 정한 바에 따른다.

2) 하중의 조합 및 응력해석 공식

배관응력 해석에 있어서 운전하중의 조합은 ASME B31.1 규격의

104.8절에 따른다. 즉 배관응력은 압력, 자중 및 기타 지속하중에

의한 력과 지진력, 진동력등에 의한 일시하중에 의한 응력 및 열팽

창 또는 수축에 의한 응력 등을 응력특성 (1차 응력 및 2차응력)에

따라 조합하여 규격의 허용 응력 한계와 비교한다.


다음은 각 하중조건별 규격의 요구사항 이다.

a) 지속하중에 의한 응력

식(11) SL = PD o

4tn ＋

1000(0.75i)MA

Z ≤ 1.0 Sh

b) 일시하중 및 지속하중에 의한 응력

식(12) SL = PD o

4tn ＋

1000(0.75i)(MA+MB)

Z ≤ kSh

c) 열팽창(수축)으로 인한 응력

식(13) SE = 1000(iMC)

Z ≤ SA + f(Sh - SL)

여기서, P = 설계 내압(kPa)

Do = 외경(mm)

tn = 배관 벽 두께(mm)

i = 응력 집중 계수(ASME B31.1 부록 D 참조)

MA = 지속하중의 작용으로 배관 단면에 생기는 합성 모멘트

(N - mm)

MB = 일시하중의 작용으로 배관 단면에 생기는 합성 모멘트

(N - mm)

Mc = 열팽창(수축)으로 인하여 생기는 모멘트 범위(N-mm)

k = 계수:일시하중 발생시간이 정상운전 시간의 10% 이하일

때 1.15, 1% 이하일 때 1.2

(ASME B31.1 Para 102.2.4 참조)

Sh = 설계온도에서 재료의 허용 응력

(ASME B31.1 부록 A 참조)

SA = f(1.25 Sc + 0.25 Sh)

열 팽창(수축)에 의한 허용 응력 범위

Sc = 상온 상태에서 재료의 허용 응력(ASME B31.1 A 참조)

SL = 지속하중에 의한 응력의 합(식 (11) 참조)

SE = 열팽창(수축)으로 인한 응력(식(13) 참조)

Z = 배관의 단면 계수(mm3)

f = 허용 응력 범위 감쇄 계수

(ASME B31.1 Para 102.3.2(C) 참조)


(6) 배관재별 허용 하중

1) 배관재의 허용 응력

배관재의 재질별 허용응력은 ASME B31.1 부록 A 에 규정된 값을

사용하고, 용접 또는 배관재의 체결 방법에 따른 재질 특성의 변화

로 인한 허용 응력의 변화는 무시한다.

2) 노즐의 허용 하중

배관의 일단이 기기의 노즐에 연결되어 있으면 배관계의 제반하중으

로부터 기기의 구조적 안전성을 확보하여야 한다. 따라서 배관 응

력 계산시 기기의 노즐에 작용하는 하중을 조합 또는 각각의 하중

조건별로 계산하여야 하며, 이 계산된 노즐의 하중은 기기제작자로

부터 제공된 허용하중보다 작아야 한다. 이때 노즐에 작용하는 합

성 하중(Resultant Loads)은 다음과 같이 구한다.

FR = F x ² + F y ² + F z ² (합성 하중)

Fv = F x ² + F z ² (전단력)

Fv = Fy (축 력)

MR = M x ² + M y ² + M z² (합성모멘트)

MY = M x ² + M z² (굽힘 모멘트)

MT = My (비틀림 모멘트)

6.3.3 상세 배관 응력 해석 일반 규칙

(1) 배관계의 유연성 검토

배관계의 양단 고정점 사이의 배관이 열팽창에 대하여 적절한 유연성이

있는가를 검토하여 배관계가 충분한 유연성이 있는 것으로 판단되면 배

관 지지물을 설치하여 배관계의 지속하중과 일시하중 등에 만족하도록

배관계를 설계하는 것을 유연성 검토라고 한다. 유연성 검토의 기본 사

항은 ASME B 31.1 규격 119절(배관계 팽창과 배관계의 유연성)의 규정

에 따른다. 유연성의 해석 방법은 규격의 119.7.1절에 의하며, 실제 배관


계의 응력해석을 컴퓨터 프로그램을 이용하거나 기타 해석적인 방법으

로 상세하게 해석할 경우에는 유연성 검토는 생략한다. 따라서 배관의

유연성 검토는 기기 및 배관 계통의 적절한 배치를 위하여 수행하는 것

이므로 배관응력 해석 업무상 특별한 계산 절차 또는 계산서의 작성이

요구되지 않으며 배관응력 계산서에 계산 근거로 포함하지 않는다.

(2) 열팽창에 의한 배관응력

열팽창(수축)에 의한 배관의 응력발생은 응력 특성이 자기구속(Self

Constrain)에 의한 자율응력(Self Limiting Stress) 즉, 2차 응력으로 정

의된다. 배관응력해석 지침중 열팽창에 관한 일반규칙은 다음과 같은 사

항을 고려하여야 하며, 최종적으로 ASME B31.1 규격 104.8절에 따라야

한다.

1) 자유 열팽창 해석(Free Thermal Expansion Analysis)은 배관계 내에

중간 지지물이 없는 상태로, 두 고정점 사이의 배관을 해석하는 것

으로 다. (1)항의 유연성 검토 방식을 따르나 이때 필히 고정점의 변

위량(Thermal Anchor Movement)을 고려하여야 한다. 이 고정점의

변위량은 기기 공급자에 의해 제공되는 것도 있으나, 제공되지 않을

때는 적절한 방법으로 모델링하여 계산하여야 한다.

2) 자유 열팽창 해석 결과 각 절점의 변위량이 적은 지점에 배관지지물

의위치를 선정하여 열팽창에 의한 배관응력을 적게 하여야 하며, 자

중 및 등가 (정적) 지진 하중에 의한 계통의 응력상태와 평형을 이

루도록 조정하여야 한다.

(3) 자중에 의한 배관응력

자중해석은 배관재 뿐 아니라 배관계통 내용물, 보온재의 무게를 포함하

여 해석하며, 이 하중은 배관계에 작용하여 구속점에 반력과 모멘트을

발생시킨다. ASME B31.1 규격의 104.8절 식(11)에 의하면 배관계의 설

계압력에 의한 축방향 응력과 자중에 의한 배관응력의 합이 1.0 Sh 이

내로 제한되도록 규정되어 있다. 자중에 의한 배관응력을 적게하고 배관

계를 구조적으로 평형시키기 위하여 다음의 사항들을 고려한다.


1) 배관지지물은 배관 자중에 의한 처짐, 굽힘 모멘트 및 전단력을 고려

하여 적절한 간격을 유지한다. 다음의 표는 규격의 Table 121.1.4에

추천된 배관지지물 간격으로서, 400℃의 온도하에서 표준관 두께 부

터 SCH. 160까지 집중 하중을 받지않는 수평배관에 적용되며, 배관

의 처짐량을 2.5 mm 이내, 배관계내의 굽힘응력을 161.69 kgf/㎠이

내로 하여 작성된 표이다.

배관지지물의 간격 거리

배관 호칭경(mm) 물배관의 경우 (m) 증기, 공기 배관의 경우(m)

25 2.1 2.7

50 3.0 4.0

80 3.7 4.6

100 4.3 5.2

150 5.2 6.4

200 5.8 7.3

300 7.0 9.1

400 8.2 10.7

500 9.1 11.9

600 9.8 12.8

2) 수직 방향 배관(Vertical Risers)에는 자중을 위한 배관지지물의 설치

를 가급적 피한다.

3) 집중하중이 작용하는 배관계에는 집중하중 가까이 배관지지물을 설치

하고 지지물간의 간격을 줄인다.

4) 배관계통에 있어서 용접부분에는 배관지지물을 설치할 수 없다.

5) 신축이음 설치시는 배관지지물을 가급적 가깝게 설치하고 내압에 의

한 힘을 고려하여 지지물을 설계해야 한다.

(4) 등가 (정적) 지진하중에 의한 배관응력

배관응력 해석에 있어서 지진하중의 적용은 등가 정적해석법에 의하여

등가지진하중을 적용한다. 또한 이 하중으로 배관계에 발생하는 응력은

일시하중으로 생기는 배관계통의 응력으로 간주하여 ASME B31.1 규격

식(12)를 적용한다. 등가 지진하중에 의한 배관응력을 완화시키기 위해

서 다음과 같은 사항을 고려한다.


1) 배관계통의 밸브 등과 같이 집중하중이 작용하고 무게중심이 배관 관

로에서 멀리 떨어진 경우에는 밸브를 각 방향으로 구속할 수 있는

고정점(Anchor) 설치를 고려한다.

2) 배관지지물 설치에 있어서 수평방향의 구속은 집중하중의 영향을 고

려하고 특히 배관계를 각 방향별로 투영했을 때 그 방향에 대하여

집중하중으로 작용하는 배관의 길이가 길 경우 수평방향 구속을 고

려한다.

(5) 응력 집중 계수

배관응력 해석시 각종 이음쇠의 형상 및 용접 부위에서의 응력집중계수

는 응력해석용 컴퓨터 프로그램에 자동 입력되어 있는 경우에는 컴퓨터

프로그램의 사용지침서 값을 쓰며, 응력집중계수를 계산하여 사용할 경

우에는 ASME B31.1 규격의 부록 D에 의하여 계산한다.

6.4 배관분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 GAD-001 일반 기기배치도 지상층(EL.6300)

2 GAD-002 일반 기기배치도 운전층(EL.13000)

3 GAD-003 일반 기기배치도 지상층(EL.17300)

4 GAD-004 일반 기기배치도 단면 A-A

5 GAD-005 일반 기기배치도 단면 B-B

6 GAD-006 일반 기기배치도 단면 C-C


7. 토목분야

7.1 개 요

수도권매립지 자원화시설 토목구조물 설계에 적용되는 부지조건 및 설계기준과

구조물 설치계획을 기술하였으며 기초지반에 대해서도 검토하였다.

7.2 부지 조건

7.2.1 위치 및 부지표고

(1) 위치 : 인천광역시 서구 백석동 수도권매립지 침출수처리장 북측부지

(2) 부지표고 : E.L.(+)6.0m (인천평균해면(IMSL) 기준)

7.2.2 기상

(1) 강수량

1) 연평균 강수량 : 1,271.9 ㎜

2) 일일 최다강수량 : 347.5 ㎜ (1922. 8. 22)

3) 1시간당 최다강수량 : 78.0 ㎜ (1984. 9. 1)

(2) 일일 최대적설량 : 43.8 ㎝ (1922. 3. 23)

(3) 대기 온도

1) 최고 기온 : 38.9 ℃ (1949. 8. 16)

2) 최저 기온 : -21.0 ℃ (1931. 1. 11)

3) 연평균온도 : 12.2 ℃

(4) 바람

1) 최대 풍속 : 35.0 m/sec , S방향(100 mph) (1954. 8. 26)

2) 최대 순간풍속 : 40.0 m/sec , SW방향 (1972. 11. 20)

3) 기본풍속 : 30.0 m/sec

4) 주풍향 : NW 및 NNW


7.2.3 지하수위

지하수위는 타당성조사 보고서의 시추조사 자료를 참조하여 인천평균해면

(IMSL)기준 E.L.(+) 3.50m를 적용한다.

7.2.4 동결심도

최대 동결심도는 최소 0.8m를 적용한다.

7.2.5 지진

건축법(건축물의 구조기준 등에 관한 규칙 제7조)에 규정한 지진구역Ⅰ을 적용

한다.

7.3 설계적용 규격, 표준 및 법규

특별히 따로 규정되어 있지 않는 한 모든 토목분야 구조물 및 시설의 설계 및

시공은 다음의 규격, 표준 및 국내법규의 최신판에 따른다.

7.3.1 규격 및 표준

(1) 강구조 계산기준, 대한건축학회

(2) 구조물기초 설계기준, 건설교통부

(3) 도로공사 표준시방서, 건설교통부

(4) 도로교 표준시방서, 건설교통부

(5) 도로포장 설계 시공지침, 건설교통부

(6) 상수도 시설기준, 환경부

(7) 콘크리트 표준시방서, 건설교통부

(8) 콘크리트 구조설계기준, 건설교통부

(9) 토목공사 일반표준 시방서, 건설교통부

(10) 하수도 시설기준, 환경부

(11) 한국산업규격(KS)

(12) American Concrete Institute (ACI)

(13) American Institute of Steel Construction (AISC)

(14) American Iron and Steel Institute (AISI)


(15) American Society of Civil Engineers (ASCE)

(16) American Petroleum Institute (API)

(17) American Society for Testing and Materials (ASTM)

(18) American Water Works Association (AWWA)

(19) American Welding Society (AWS)

(20) Hydraulic Institute Standard (HIS)

(21) National Fire Protection Association (NFPA)

(22) International Conference of Building Officials (UBC)

7.3.2 관련 법규

(1) 건축법

(2) 국토이용관리법

(3) 대기환경보존법

(4) 도로법

(5) 소방법

(6) 수질환경보전법

(7) 오수, 분뇨 및 축산폐수 처리에 관한 법

(8) 폐기물관리법

(9) 하천법

(10) 항공법

7.4 설계기준

7.4.1 설계법

(1) 강구조물은 허용응력 설계법으로 설계하며, 강구조 계산규준 또는 AISC

시방서를 따른다.

(2) 콘크리트 구조물은 콘크리트 구조설계기준에 따라 강도설계법을 적용한다.

(3) 폐수설비계통에 대한 철근콘크리트 구조물은 ACI 350R의 요구사항에

따라 설계한다.


7.4.2 설계하중

(1) 사하중

1) 사하중은 구조물 수명기간동안 상시 작용하는 하중으로서 골조, 지

붕, 바닥, 벽체, 칸막이, 플랫폼과 영구적인 기기나 재료 등을 포함한

다. 철근 콘크리트의 단위중량은 2,500㎏/㎥을 사용한다.

2) 파이프가 플랫폼 또는 통로의 보에 의하여 지지되는 경우는 실제 파

이프의 하중을 결정하여 설계에 사용한다.

(2) 활하중(L, Lo)

1) 활하중(L)

a) 활하중은 플로어 위의 하중, 재하하중(Laydown Loads), 기기취급

에 따른 하중과 트럭하중 등을 포함한다. 기기의 중량이 특별히

사하중으로 고려될 경우 그 기기가 위치한 자리의 플로어 활하중

은 생략한다.

b) 설계 활하중은 계산서상에 나타나야 한다.

2) 운전중의 활하중(Lo)

a) 지진하중도 포함되는 하중조합에서 활하중(Lo)은 설비의 운전중에

만 적용되도록 제한되어야 한다. 운전중의 활하중은 (특수한 구

역에 있어서는 그 구역이 갖는 기능에 따라 상당한 차이가 있으므

로) 기기배치(Layout) 및 기계분야의 요구사항에 따라 설정되고,

지진력을 동시에 적용하지 않는다.

b) 적치지역(Laydown Area)에서 기기 보수시에 해체되는 기기 부품

의 실제중량을 플로어 상부에 재하, 분포시키고자 할 경우에는 해

당 기기 부품의 실중량을 활하중(Lo)으로 고려할 수 있다.

3) 최소설계 활하중

최소 활하중은 아래와 같이 설계에 적용한다.

a) 난간 : 40 ㎏/m(또는 90 ㎏ : 집중하중)

b) 플랫폼 및 격자망(Grating) : 500 ㎏/㎡

c) 바닥슬래브(Grade Floor) : 1,250 ㎏/㎡ (250 psf)

d) 설비구조물 부근의 상재하중 : 1,250 ㎏/㎡ (250 psf)

e) 트럭지지 구조물 : 도로교시방서 (DB-24)


4) 기중기 하중

a) 기중기의 차륜하중, 기기하중 및 기중기의 각 이동부품에 대한 하

중은 기중기 공급자로 부터 제공되며, 필요한 경우 시공하중도 고

려해야 한다.

b) 기중기 지지구조부에 대한 허용 충격하중과 기중기 가동시의 횡력

은 AISC 시방서 A4.2 및 A4.3절을 따른다.

c) 기중기 및 모노레일 거더의 최대처짐은 충격을 고려치 않은 활하

중의 경우 지간의 1/1,000을 초과하지 않아야 한다.

d) 기중기 활하중은 풍하중 및 지진하중과 함께 작용하지 않는 것으

로 한다.

e) 기중기의 자중은 지진하중과 동시에 고려되어야 한다. 수평과 수

직방향의 관성력 은 기중기 중량과 적절한 가속의 적으로써 얻어

지며, 이 하중조합의 허용응력을 1/3만큼 증가시킨다.

(3) 토압

구조물 설계시 토압은 현장조건에 따라 적용하고, 지진시 수평토압은 모

노노베-오카베 해석법에 따른다.

1) 주동토압

E AE =12

γH 2(1 - K v)K AE

K AE =cos 2(Φ-θ-β)

cos (δ+ β+ θ)⋅ cosθ⋅ cos 2β[1+sin (Φ+ δ)⋅ sin (Φ-θ- i)

cos (δ+ β+ θ)⋅ cos (β- i)] 2

2) 수동토압

E PE =12

γH 2(1- K v)K PE

K PE =cos 2(Φ+ θ + β)

cos (δ- β-θ)cosθ⋅ cos 2β[1+sin (Φ + δ)⋅ sin (Φ + θ + i)cos (δ-β -θ)⋅ cos (i-β)

] 2

여기서, γ : 흙의 단위중량

H : 구조물 높이


Φ : 흙의 마찰각

i : 뒷채움토의 지면 경사각

θ : tan - 1(K h/(1-K v))

β : 구조물 배면의 경사각

δ : 흙과 구조물사이의 마찰각

K h : 수평 가속도 계수

K v : 수직 가속도 계수

(4) 지하수위

구조계산 및 부력계산을 하기 위하여 최고 지하수위는 본 설계기준

7.2.3항에 따라 고려하여야 한다.

(5) 풍하중

일반적으로 구조물의 설계시 고려되는 풍하중은 기본풍속 30.0m/sec, 노

풍도(Wind Exposure)를 C로 하여 건축법(건축물의 구조기준 등에 관한

규칙 제7조) 또는 ASCE 7-88에 따른다.

(6) 지진하중

상부구조물의 지진하중은 “건축물의 구조기준 등에 관한 규칙” 제7조에

따른다. 전국을 두 개의 지진구역(Ⅰ,Ⅱ)로 분류하였는데, 본 지점은 지

진구역 Ⅰ, 지역계수(A)는 0.11을 적용한다.

(7) 일시적 하중에 대한 특별고려

1) 임시구조물의 일시적인 하중이나 영구 구조물의 불완전한 기기 권양

(예:스팀드럼의 조립을 돕는 보일러의 철재)등은 그 허용응력을 1/3

만큼 증가시키는 것을 허용한다.

2) ACI 규격의 일반적인 관례와 상이한 동바리 제거에 대해서는 설계

제한이 설계도면상에 명시되어야 한다.

3) 일반적으로 뒷채움은 구조물 콘크리트의 압축강도가 설계강도의

80%에 도달하면 실시할 수 있다.

4) 콘크리트 슬래브의 거푸집으로 사용되는 금속덱킹의 응력검토시 허

용응력의 증가없이 콘크리트중량 + 250㎏/㎡(50psf)인 경우와 콘크리

트중량 + 500㎏/㎡(100psf)에 허용응력 1/3만큼 증가시킨 경우 중 불

리한 경우를 적용한다.


7.4.3 하중조합

구조물 및 구조부재는 모든 단면에서 하중조합에 의하여 계산한 소요강도 이상

의 설계강도를 갖도록 설계되어야 한다.

(1) 강구조물

1) 사하중 + 활하중

2) 사하중 + 활하중 + 풍하중

3) 사하중 + 활하중 + 지진하중

4) 0.75 (사하중 + 풍하중(또는 지진하중))

하중조합 2), 3)의 경우 강재의 허용응력은 1/3을 할증할 수 있다.

(2) 콘크리트 구조물

콘크리트 구조설계기준의 하중조합에 따르며, 필요시 ACI의 하중조합을

사용한다.

7.4.4 허용응력 및 안전율

(1) 응력

1) 강재의 허용응력은 강구조 계산규준 및 AISC의 규정에 따른다.

2) 콘크리트의 허용응력은 콘크리트 구조설계기준 및 ACI-318의 규정

에 따른다.

3) 연돌과 같은 특수한 구조물의 허용응력은 이들 구조에 대한 특수한

기준을 적용한다.

(2) 안전 계수

1) 전 도 : 2.00 이상

2) 활 동 : 1.50 이상

3) 부 력 : 1.20 이상

4) 사면안정 : 1.30 이상

5) 침 하 : 접지압이 허용지지력을 초과해서는 안된다.


7.4.5 건설자재

(1) 콘크리트

1) 레미콘을 사용하며, 콘크리트의 설계 압축강도는 다음과 같다.

<표 Ⅴ-11> 콘크리트 설계압축강도

사 용 장 소 설계압축강도(fck)

본관바닥 및 상부슬래브, 펌프장, 폐수처리조 240 ㎏/㎠

기초, 지중보, 파일캡, 벽체 210 ㎏/㎠

전선관 보호 및 관보호공(thrust block),

버림콘크리트 및 빈배합 되메움 콘크리트135 ㎏/㎠

2) 설계압축강도(fck)는 시멘트만 사용된 경우는 재령 28일 강도를 사용

하고, 혼화재를 혼합시켰을 경우에는 재령 90일 강도를 사용한다.

(2) 철근

1) D10 ～ D16 : KS D 3504 SD30A에 적합한 이형철근

2) D19 ～ D35 : KS D 3504 SD40에 적합한 이형철근

3) 철근의 허용응력 및 항복강도는 콘크리트 구조설계기준의 규정에 따른다.

(3) 철골

1) 형강 및 강판은 일반구조용 압연 강재 규격인 KS D 3503, SS 41과

용접구조용 강재규격인 KS D 3515, SWS 41, SWS 50 혹은 ASTM

A36, A572 Grade 50에 일치해야 한다.

2) 강관재는 일반구조용 탄소강관 규격인 KS D 3566, SPS41 혹은

ASTM A53 Type E, S Grade B 또는 ASTM A106 Grade A에 일

치해야 한다.

3) 볼트는 마찰용 고장력 6각볼트, 너트, 와샤 규격인 KS B 1010 또는

ASTM A325F에 일치해야 한다.

4) 구조용 볼트는 6각 볼트 규격인 KS B 1002, 6각 너트 규격인 KS B

1012에 일치해야 한다.

(4) 말뚝(Pile)

1) 강관파일의 형식, 치수, 품질은 KS F 4602를 따른다.

2) P.H.C 파일의 형식, 치수는 KS F 4306을 따른다.


7.5 구조물 배치계획

7.5.1 배치기준

(1) 기능별 블록화와 상호연관성 고려

(2) 내부동선과 보안성 확보

(3) 운전, 유지보수, 관리의 효율성 제고

7.5.2 배치계획

부지를 부대사업 예정부지구역, 본관구역, 보조설비구역의 3개의 구역으로 구분

하여 배치하여 쾌적한 발전소가 되도록 계획하였다.

(1) 부대사업 예정부지 구역

3공구 매립장 쓰레기 운반도로와 접해 부대사업 예정부지 구역을 배치

하여 진입이 쉽고 발전설비와 구분되어 쾌적한 근무환경이 되도록 계획

하였다.

(2) 본관 구역

본관구역에는 터빈건물, 주제어건물 및 공작실, 보일러, 연돌과 같은 본

관설비와 송전탑과 냉각탑 및 순환수펌프장등 보조설비의 일부를 배치

하였다. 송전탑은 송전선로의 인출방향, 냉각탑은 주풍향을 고려하여 터

빈건물 동측에 배치하였다.

1) 터빈건물

2) 보일러 및 연돌

3) 주제어건물 및 공작실

4) 송전탑 및 GIS(Gas Insulated Switchyard)

5) 냉각탑 및 순환수 펌프장

6) 순수저장조


(3) 보조설비 구역

침출수처리장에 인접한 보조설비 구역에는 원수저장조, 수/폐수처리건물

및 폐수처리장을 배치하였다. 또한 원수저장조 남측에는 가스엔진이 설

치될 계획으로 있어 발전소와 별개로 배치되도록 하였다.

1) 수/폐수처리 건물

2) 폐수처리장

3) 원수저장조

7.6 토목/구조설비 기본설계

7.6.1 부지표고

부지표고는 발전소 구조물 배치계획, 부지정지, 토공균형을 고려해 결정하나 자

원화시설 부지는 현재 부지정지가 완료된 상태이므로 현재의 지반고인

E.L.(+)6.00m를 부지표고로 결정한다.

7.6.2 토공

(1) 절토 및 성토의 구배

특별히 규정하지 않는 한 매립지임을 감안하여 절토 구배는 1:1, 성토

구배는 1:1.5를 적용한다.

(2) 뒷채움

뒷채움은 다음의 3가지로 구분하며, 각 뒷채움의 다짐정도 및 적용범위

는 <표 Ⅴ-12>와 같다.

<표 Ⅴ-12> 뒷채움의 다짐정도 및 적용범위

구 분 다짐정도 적 용 범 위

구조물

뒷채움95 %

중요기기 기초 및 본관지역내의 중요한 구조물을 지

지하는 지반

일 반

뒷채움90 % 중요구조물 주위 등을 포함한 야드설비

빈 배 합

콘크리트

뒷 채 움

버림콘크리트

현장여건상 다짐작업이 불가능한 경우 다짐효과를

확실히 기대하기가 곤란한 경우 및 암반 터파기 초

과 굴착시


7.6.3 구내도로 및 포장

(1) 도로계획고

구내도로의 계획고는 부지의 원활한 배수를 위해 부지계획고 보다 15cm

낮게 계획하였다.

(2) 도로폭

도로의 이용량에 따라 주도로, 간선도로 및 보조간선도로로 구분하였으

며, 도로폭 및 포장폭은 다음과 같다.

<표 Ⅴ-13> 도로폭 및 포장폭

도 로 도 로 폭 포 장 폭 비 고

주 도 로 8.0m 7.0m

간선 도로 6.0m 5.0m

보조 간선 도로 4.0m 3.0m

(3) 설계구배

도로의 종단은 평탄, 횡단은 2%의 구배를 두어 도로상의 강우가 신속히 측

구로 배제되도록 하였으며, 정문 진입부의 종단구배는 2.5%로 계획하였다.

(4) 최소곡선반경

최소곡선반경은 설계속도 20㎞/hr를 기준하여 주도로는 R=10m, 간선도

로는 R=5m, 보조간선도로는 R=2m 이상으로 하였다.

(5) 포장공

1) 도로포장시 구내도로는 연약지반에 적응성이 양호하고, 신속한공사,

공사후 즉시 교통개방, 평탄성 및 저소음을 고려하여 아스팔트포장

을 채택하였다.

2) 설계차륜하중으로서 표준트럭하중 DB-24로 하며, 특별히 중량물이

통과하는 부분은 중량물 운반차의 차륜하중으로 한다.

3) 교통량 등급 L(100대 미만)을 적용하여 설계한다. 노반의 지지력 및

특성을 알기 위해 현장조사시 CBR시험을 실시하여 최종적인 포장두

께를 결정한다.


7.6.4 우수배제

(1) 일반사항

1) 강우시 배수처리는 우수와 오수가 구분된 분류식으로 결정하고, 우수

는 도로측면에 설치된 L형 측구 및 빗물받이를 통해 집수되어 우수맨

홀과 관거를 통해 부지 동쪽에 위치한 배수로로 배출되도록 하였다.

2) 관거는 흄관, 맨홀은 표준맨홀, 빗물받이는 PE(H=940㎜)제품을 사용

하며, 차도측에 설치되는 맨홀 및 빗물받이의 뚜껑은 각각 주철재

및 철재 그레이팅으로 계획하였다.

(2) 배수단면

배수단면은 수리계산 결과에 따라 유리한 단면으로 결정하였으며, 토사

의 퇴적 및 유지관리를 고려하여 빗물받이의 연결관은 D=250㎜를 사용

하고 맨홀과 맨홀사이의 배수관은 최소 D=400㎜ 이상으로 계획하였다.

(3) 설계빈도

설계확률빈도는 30년을 적용하였다.

(4) 설계유속

측구 및 매설관 내면의 마모를 방지할 수 있도록 최소 0.8m/sec, 최대

3.0m/sec로 하였다.

7.6.5 오수처리설비

(1) 일반사항

1) 후생동과 주제어건물/공작실에서 발생되는 오수는 오수처리시설로

보내 처리한 후 수질조건을 만족하는 방류수를 우수배수 관로로 배

출토록 계획하였다.

(2) 오수관로

1) 관종

압력관 구간 및 건물주위의 관종은 주철관을 사용하며, 기타 자연유

하 구간에서는 원심력 철근콘크리트관(흄관)을 사용한다.


2) 관경 및 유속

오수관은 D=100㎜ 이상의 관을 사용하며, 관내의 유속은 관에 손상

을 주지 않으며, 관내 침전물을 원활하게 배출할 수 있도록 0.6～

3.0m/sec로 계획하였다.

(3) 오수처리시설

1) 재질

FRP (Q=10㎥/일, 현수 미생물 처리방식)

2) 설치위치

후생동 및 주제어건물/공작실의 오수의 집수가 쉬운 주제어건물 남

측의 녹지공간에 설치한다.

7.6.6 폐수처리설비

(1) 일반사항

각 폐수조는 토압, 수압, 자중 및 기타 하중에 대하여 안전하며, 점검,

유지보수 및 청소가 용이하고 경제적인 구조로 계획하였다. 수조에서 운

전원의 추락방지와 통행을 위해 철재 난간 및 계단 난간을 계획하였다.

(2) 방수

각 폐수조의 천정, 바닥 및 벽 등은 방수처리하며, 방수재료는 다음과

같이 계획하였다.

1) 폐수처리조 외벽 : 아스팔트 방수

2) 펌프실, 썸프 : 모체 침투성 방수

(3) 도장

각 폐수조의 내면은 폐수로 인한 구조물의 악영향을 방지하기 위해 수

조 내벽은 도장을 실시한다.

1) 고온 폐수를 처리용 Chemical Pond 내벽 : 내열 에폭시도장

2) 기타 수조 : 에폭시도장

(4) 기기기초

기기기초는 계속하여 기기들이 가동될 수 있는 견고한 구조로 하고, 진

동 및 소음이 방지될 수 있는 구조로 계획하였다.


7.6.7 옥외 소화 설비

(1) 일반사항

소방설비는 국내 소방법규 및 NFPA 규정에 준하여 설계하며, 소방설비

종류별 설치대상의 결정은 소방법 시행령에서 정하는 바에 따른다.

(2) 관경 및 관종

관경은 P&ID에 따르며, 관종은 강관을 사용하였다.

(3) 매설깊이

옥외 소화관로의 최소 매설깊이는 동결심도 아래 30㎝로 한다.

(4) 소화전함

1) 옥외 소화전으로 부터 5m 이내의 장소에 소화전함을 설치하였다.

2) 소화전은 가급적 건물의 모서리에 위치하도록 하고 소화전의 호오스

접결구는 소방대상물 각 부분으로 부터 40m 이하로 계획하였다.

(5) 밸브

1) 주순환 Line의 파손, 보수시 전체 설비 운전에 문제가 되지 않게 하기

위하여 순환수 Line상에 구간을 정하여 Isolating Valve를 설치하였다.

2) 건물내부의 소방설비의 분기는 주순환관에서 분기되며 Post

Indicator Type 밸브를 설치하였다.

7.6.8 순환수 설비

(1) 구조물 배치

순환수 설비는 펌프장, 순환수관(취수관로,배수관로), 복수기, 냉각탑으로

구성되어 있으며, 펌프소요수두, 관로의 곡부와 장애물, 공기누적 현상

그리고 수격현상 등을 최소화하도록 배치하였다.

(2) 순환수 펌프장

1) 흡수정(Sump)

흡수정은 수위, 펌프설치요건, 접근유속, 설비간 이격거리 등을 고려

하여 설계하였다. 냉각탑 하부수조로부터의 인입부를 제외하고는 흡

수정내에 만곡부를 없애 유속이 일정하게 분포되도록 계획하였다.

2) 접근유속

펌프로의 접근유속은 0.3m/sec 이하로 계획하였다.


3) 와류방지설비

수면 및 흡수정의 벽체에서 발생되는 다양한 와류가 펌프로 유입되

지 않도록 모형실험 결과를 바탕으로 와류방지설비가 설치될 계획이

다.

(3) 순환수 관로

1) 관종

순환수 관로는 내압 및 외압에 대한 저항성이 큰 수도용 도복장 강

관(KS D 3565)으로 계획하였다.

2) 매설심도

순환수 관로의 매설심도는 우수배수관 및 기타 지하 매설관로를 고

려하여 관중심 높이를 E.L.(+)3.5m로 계획하였다.

3) 설계유속

순환수 관로내의 유속은 수두손실 및 관내부 도장의 마모 등을 고려

하여 가장 경제적인 유속인 2.1～2.3m/sec로 계획하였다.

4) 관보호공

도로횡단부와 곡관부는 차량하중과 추력(Thrust Force)을 고려하여

콘크리트 보호공을 설치하였다.

7.6.9 옥외탱크 기초공사

(1) 구조물 배치

자원화시설에 설치되는 옥외탱크의 종류는 공업용수 저장탱크 및 순수

저장탱크가 각 1기가 있다. 공업용수 저장탱크는 수도관의 인입부인 가

스엔진 설치부에 인접하여 설치하고, 순수저장탱크는 순수가 사용되는

터빈 및 보일러건물 인근에 배치하였다.

(2) 기초형식

연약층임을 감안하여 말뚝지지 전면기초로 계획하였으며, 말뚝은 P.H.C

말뚝(Φ400×65t)을 사용하였다.

1) 공업용수 저장탱크 : 8각형 전면기초(W=30m)

2) 순수 저장탱크 : 8각형 전면기초(W=9.4m)


7.6.10 전기설비 기초공사

(1) 일반사항

변압기, 케이블터널(Cable Tunnel), GIS(Gas Insulated Switchgear) 및

Take-Off Tower와 같은 전기관련 설비를 지지하기 위한 구조물로 경제

적이고 유지보수가 용이하도록 계획하였다. 송전선 건설과 관련하여 부

지의 동쪽에 일괄 배치하였다.

(2) 변압기 기초

1) 변압기는 주변압기 및 보조변압기 각 1기로 설치되는데, 변압기 설

치지역은 사고발생시 기름유출을 방지하기 위해 Pit Wall을 설치하

고, 주변압기와 보조변압기 사이에 방화벽을 설치하여 사고발생시

화재를 예방할 수 있도록 계획하였다.

2) 냉각 역할을 하는 절연유와 화재시 발산되는 소화용수를 단시간에

저장할 수 있는 함수폐수 썸프까지의 연결관을 설치하였다.

(3) 케이블 터널

1) Power Cable 및 제어 Cable을 설치하기 위한 구조물로 기동용 변압

기에서 154kV Switchyard GIS까지 설치한다.

2) 터널의 내부는 케이블의 설치 및 작업자의 통행을 고려하여 W2.0m

×H1.9m로 계획하였다. 부대시설로 케이블의 Pulling과 유지보수를

위한 맨홀 1개와 배수용 Sump Pit 1개를 설치하였다.

(4) 154kV G.I.S 및 Take-Off Tower 기초

1) G.I.S 구조물은 G.I.S 및 공기압축기 기초와 케이블트렌치 구성되며,

기초는 전면기초로 계획하였다.

2) Switch Yard 내에 위치하는 Take-Off Tower는 3개의 철탑과 그

사이를 격자형의 트러스보로 연결한 구조로 각 철탑은 하단부에서

1.5m×1.0m의 사각형이고 철탑중심간의 거리는 11m 내외이며 가공

지선 인출점까지의 높이는 13.5m 내외로 계획하였다.


7.6.11 연돌

(1) 상부구조

연돌은 65m 높이의 원통형 강재 연돌로 계획하였다.

1) 상부직경 및 두께 : D=2.7m, t=8㎜

2) 하부직경 및 두께 : D=4.7m, t=18㎜

(2) 하부구조

연돌 기초는 상부구조 형식을 고려하여 말뚝지지 철근콘크리트 확대기

초로 계획하였다.

1) 기초형태 : 사각형(8m×8m×3.8mH)

2) 기초하부 : E.L.(+)2.0m

(3) 내부라이닝

강재 내부에는 Castable Mortar 라이닝을 실시하여 강재 연돌을 보호하

였다. 라이닝의 두께는 100㎜로 계획하였다.

7.6.12 공업용수 공급설비

(1) 일반사항

냉각탑 보충수 및 소내용수량 4,540㎥/일을 공급하기 위한 관로는 백석

고가교 인근에 매설된 인천시 상수도 관로에서 D=300㎜ 분기관을 설치

하여 쓰레기 운반로를 따라 매설하여 자원화시설로 공급되도록 계획하

였다. 매립지 입구의 교량에서부터는 D=250㎜관을 설치하였다.

(2) 관종

관종은 시공이 쉽고 외압에 대한 저항성이 큰 수도용 주철관을 채택하

였다. 단, 수도권매립지 입구에 위치한 교량의 통과부는 노출관임을 고

려하여 시공 및 유지관리에 유리한 강관을 채택하였다.

(3) 관경

자원화 시설부지로의 최종 인입관로는 인천시 상수도의 최저 관내수압

이 2㎏/㎠ 정도임을 감안하여 자원화부지에 설치된 공업용수 저장탱크로

별도의 가압설비 없이 소요용수의 공급이 가능하다고 판단되는 D=250㎜

로 결정하였다.


7.7 연약지반에 대한 검토

7.7.1 검토목적

수도권 매립지 매립가스 자원화사업을 수행함에 있어 지반상태를 분석하여 상부

구조물을 안전하게 지지할 수 있는 최적의 기초지반 보강방안을 수립하고자 한다.

7.7.2 시설개요

(1) 본관지역

1) 터빈건물

2) 주제어건물 및 공작실

3) 보일러건물

(2) 야드지역

1) 옥외탱크 기초

2) 변압기 기초

3) 냉각탑

4) Switch Yard

5) 건물기초

6) 순환수 펌프장

7) 폐수처리장

7.7.3 지반상태 분석

본 지역은 점토질 실트층 상부에 2.6～2.9m를 매립하여 부지정지된 지역으로

지질조사 결과인 본관지역의 시추공 BH-2와 야드구간인 시추공 BH-3를 요약

하면 아래의 <표 Ⅴ-14>와 같다.

<표 Ⅴ-14> 지층분포 상태

공 번

지 층 분 포 상 태 (m)

매립층점토질

실트

점토질

모래

실트질

점토

점토질

실트풍화토 풍화암

BH-2 2.6 3.2 0.7 10.0 5.5

BH-3 2.9 2.0 2.9 4.2 8.5 6.0


(1) 본관지역 (BH-2)

상기 결과와 같이 매립층 2.6m, N치 4정도의 연약 점토질 실트층 3.2m,

N치 8～50의 점토질 모래 및 풍화토층 10.7m, 풍화암 5.5m, 연암 순으

로 구성된 지층분포를 이루고 있다.

본 지층 중 상부로부터 약 11m의 지층은 N치 4이하의 점토질 실트층

3.2m를 포함한 N치10이하의 연약층으로 구조물의 지지력 및 허용 침하

량 확보가 불가한 지반상태를 이루고 있다.

풍화토층 아래 6m 지점에서부터는 N치 50이상의 견고한 층으로 말뚝의 재

질에 따라 항타 관입성 문제가 대두될 가능성이 있는 지층으로 판단된다.

(2) 야드지역 (BH-3)

Boring Hole BH-3는 매립층 2.9m, N치 1정도의 연약 점토질 실트층

2.0m, N치 4～8의 실트질 점토층 2.9m, N치 24～13의 점토질 실트층

4.2m, N치 9～11의 풍화토층 4m, N치 11～50의 풍화토층 4.5m, 풍화암

층 6m의 지층분포를 보이고 있다.

본 지층중 상부로부터 약 16m의 지층은 N치 1 내지 5정도의 점토질 실

트, 실트질 점토층 4.9m를 포함한 N치 10 내외의 연약층으로 구조물의

지지력 및 허용 침하량 확보가 불가한 지반상태를 이루고 있다.

7.7.4 기초보강 방안 검토

(1) 기초보강 방안별 특성

연약지반보강 방안은 흙의 구조특성에 따라 점성토와 사질토 지반에 대

해 개량방법을 달리하고 있으며 그 종류는 아래와 같다.

1) 선행재하공법

미리 하중을 재하하여 압밀을 촉진시켜 소정의 침하를 어느 정도 끝

내 두려는 공법

2) 수직배수공법

점토층내에 배수재를 넣어 포화 점토층의 배수를 촉진시켜 압밀 속

도를 증강시키는 강제적인 공법으로 Sand Drain공법, Paper Drain공

법 등이 있다.


3) 생석회 말뚝공법

지반속에 석회의 기둥을 형성하게 하여 이것이 석회로 되는 과정에

서 점성토의 탈수, 압밀을 촉진시키려는 공법

4) 소결공법

5) 전기화학적 고결법

6) 다짐말뚝공법

지반내에 모래말뚝을 시공하여 시공시 충격으로 모래말뚝과 지반의

양쪽을 강화하는 공법

7) 동다짐공법

무거운 추를 자유낙하시켜 그 충격으로 지반을 개량하는 공법

8) Vibro-Floatation 공법

Vibro Flot라 불려지는 수평방향으로 진동하는 봉을 사수와 진동을

동시에 행하여 생긴 빈틈에 모래나 자갈등의 골재를 채워 사질토 지

반을 개량하는 공법

9) 말뚝기초공법

지중에 나무말뚝, 콘크리트말뚝, 강말뚝 등을 관입하여 상부하중을

지지하는 공법

(2) 지반개량방안의 선정

지반개량공법은 지층분포와 상부 기기의 요건에 따라 선정하게 된다. 본

지역은 Yard구간의 일부 구조물을 제외하고 하부지층의 침하 발생시 발

전소의 운전에 막대한 영향을 주는 주요설비가 설치되는 특성을 지니고

있다. 따라서 본 지역의 지층이 사질토와 점성토가 혼재하며 개량심도가

깊고 대부분 개량공법의 특성상 대규모 단지에서 수행되는 점과 하중의

신뢰성 여부에 대한 검증 등을 감안하여 하부기초의 하중에 대한 신뢰

도가 확보되고 단기간에 적용할 수 있는 말뚝기초를 기초처리 방안으로

선정하였다.


7.7.5 말뚝기초의 검토

(1) 말뚝의 지지력 및 침하량 공식

1) 말뚝의 연직지지력 공식

말뚝의 지지력은 재하시험에 의한 결과를 사용하는 것이 원칙이나

본 검토에서는 재하시험 결과가 없으므로 정역학적 지지력 공식인

N치에 의하여 산정하는 Meyerhof식과 지반의 토성치에 의해 산출하

는 Terzaghi식 중 Meyerhof 수정공식을 사용하였다.

또한, 아래의 Meyerhof 수정공식중 점성토층의 주면마찰력은 보수적

인 검토를 위하여 배제하였다.

Ra=1Fs

⋅(30⋅N⋅Ap+0.2⋅Ns⋅As+0.5⋅Nc⋅Ac)

여기서, R a : 말뚝의 연직 허용지지역(톤)

A p : 말뚝의 선단지지 면적(㎡)

A s : 말뚝과 모래층의 접촉면적(㎡)

A c : 말뚝과 점토층의 접촉면적(㎡)

N : 말뚝 선단의 N치

Ns : 사질층의 평균 N치

Nc : 점토층의 평균 N치

F s : 안전계수(장기:3, 단기:2)

2) 말뚝의 수평지지력 공식

말뚝의 수평지지력은 Broms방법에 의한 수평지지력공식을 사용하여

짧은 말뚝과 긴말뚝 여부를 판별, 적용하였다.

H a = k h⋅D⋅δ a

β

여기서, H a : 말뚝의 수평 허용지지력(톤)

kh : 수평 지반반력계수(㎏/㎠)

D : 말뚝의 직경(㎝)

δa : 말뚝의 수평 허용변위량(㎝)

β : (kh⋅B4EI

)- 1/4 (㎝)

EI : 말뚝의 휨강성(㎝․㎠)


3) 말뚝의 침하량 공식

말뚝의 침하량은 말뚝의 탄성침하, 선단부 하중에 의한 침하, 주면마

찰력에 의한 침하가 발생하며 그 산정공식은 아래와 같다.

S = S 1 + S 2 + S 3

S 1 = ( Q p + ξQ f)⋅ L

A p⋅ E p

S 2 = Q p⋅C p

D⋅q p

S 3 = Q f⋅C s

L⋅q p

여기서, S : 말뚝의 전침하량(m)

S1 : 말뚝의 탄성침하량(m)

S2 : 말뚝의 선단부 하중에 의한 침하량(m)

S3 : 말뚝의 주면마찰력에 의한 침하량(m)

Qp : 말뚝의 선단부 하중(톤)

Qs : 말뚝의 주면마찰력(톤)

ξ : 주면마찰력 분포계수

L : 말뚝의 길이(m)

A p : 말뚝의 단면적(㎡)

D : 말뚝의 직경(m)

qp : 말뚝선단의 극한지지력(톤/㎡)

C p,C s : 경험계수

(2) 말뚝의 지지력 산정결과

말뚝의 지지력은 현재 지질조사가 수행된 Boring Hole BH-2, BH-3에

대하여 말뚝의 항타관입성 및 구조물의 특성을 감안하여 아래의 조건으

로 산정하였다.


1) 전제조건

a) P.H.C Pile은 N치 50하 1m까지 관입되는 것으로 한다.

b) 강관 Pile은 풍화토층을 관통하여 풍화암 선단까지 관입 되는 것

으로 한다.

c) BH-2 지역의 T/G Pedstal 지역은 하중이 크고 변위를 거의 허용

하지 않으므로 현장타설 대구경말뚝(D1000)으로 지지력을 산정한다.

d) 군말뚝의 영향은 무시한다.

e) 주면마찰력은 기초구조물의 설치 깊이에 따라 변경 적용되어야 한다.

2) 허용지지력 산정 결과

<표 Ⅴ-15> 말뚝의 지지력 산정결과

구 분

P.H.C 말뚝 강관말뚝 대구경

D400 D500 D600 D406 D508 D609 D1000

BH-2

연직

(ton)

장기 60.7 93.5 133.5 77.6 117.2 164.7 447.9

단기 91.1 140.3 200.2 116.4 175.9 247.0 671.8

수평

(ton)- 10.5 13.7 16.9 10.9 13.8 16.6 53.5

인발

(ton)

장기 6.5 8.9 11.3 16.6 21.4 26.5 690.7

단기 8.6 11.5 14.4 23.0 29.3 36.0 1018.1

BH-3

연직

(ton)

장기 60.7 93.5 133.5 77.6 117.2 164.7 -

단기 91.1 140.3 200.2 116.4 175.9 247.0 -

수평

(ton)- 13.1 17.0 21.0 13.5 17.1 20.6 -

인발

(ton)

장기 7.0 10.8 14.8 18.3 23.7 29.7 -

단기 10.5 16.2 22.2 24.6 31.7 39.2 -

(3) 말뚝의 공사비 산정결과

말뚝 공사비는 BH-2, BH-3에 P.H.C 말뚝 및 강관말뚝을 시공했을 경

우에 대하여 말뚝의 직경별로 산정하였다.


1) 전제조건

말뚝의 연장은 말뚝의 재질별 관입성 및 상부 구조물의 특성을 감안

하여 아래의 표와 같은 기준을 설정하였다.

<표 Ⅴ-16> 말뚝 공사비 산정기준

구 분 BH-2 BH-3 비 고

P.H.C 말뚝 11.50m 18.0m N치50하 1m관입

강관말뚝 14.41m 20.0m 풍화암 선단

2) 말뚝의 공사비 산정 결과

상기 전제조건에 의한 말뚝의 본당 공사비는 아래와 같다.

<표 Ⅴ-17> 말뚝공사비 산정결과(단위 : 원)

구 분 BH-2 BH-3 비 고

P.H.C

말뚝

D400 290,550 558,590

잡공사비

미포함

D500 401,511 749,616

D600 500,312 992,755

강관

말뚝

D406×9t 716,027 1,010,121

D508×10t 943,539 1,386,564

D609×11t 1,229,116 1,439,456

(4) 구조물별 말뚝기초의 선정

본 현장에 적용할 수 있는 말뚝기초는 재질에 따라 P.H.C 말뚝, 강관말

뚝, All Casing 현장타설말뚝에 대하여 검토하였다.

1) 말뚝기초의 특성

말뚝기초의 재질에 따른 일반적인 특성은 아래의 <표 Ⅴ-18>과 같다.


<표 Ⅴ-18> 재질에 따른 말뚝기초의 일반적인 특성

구 분 P.H.C 말뚝 강관말뚝 대구경말뚝

장 점

◦ 강관말뚝에 비해 재료

비, 시공비가 저렴하다.

◦ 내약품성, 내식성이 우

수하다.

◦ 연직지지력은 강관말뚝

과 비슷하다.

◦ 수평저항력이 크다.

◦ 경량으로 운반, 취급이

용이하다

◦ N치가 큰 지층에 관입

이 가능하여 지지력에

대한 신뢰성이 크다.

◦ 연결작업이 쉽고 신뢰

성이 우수

◦ 착공시 지층의 토질과

암석을 확인할 수 있다.

◦ 지지층의 깊이 변화에

따라 말뚝길이를 조정할

수 있다.

◦ 타격관입이 어려 운 지

층을 관통할 수 있다.

단 점

◦ 중량이 무거워 운반, 취

급이 어렵다.

◦ N치 45～50 지반에 적

용하며 관입성이 작다.

◦ 수평저항력이 작다.

◦ D600, L=30m이상의 실

적이 적어 지지력에 대

한 신뢰성이 부족

◦ 부식성이 크다.

◦ 가격이 비싸다.

◦ 가격이 비싸다.

2) 구조물별 말뚝의 재질선정

말뚝기초의 종류 선정은 크게 상부기기의 허용침하량, 상부기기 및

기초의 하중(연직력 및 수평력), 하중의 특성(진동기기등), 경제성에

따라 선정하였다.

a) 기초의 요건에 따른 분류

기초의 요건에 따라 다음과 같은 3가지 종류로 분류하였다.

◦ P.H.C 말뚝

기초의 허용침하량이 크고 수평력이 작아 압축력이 지배하며

연암층 이상의 기반암층에 확실한 지지를 요하지 않을 경우

◦강관말뚝

기초의 허용침하량이 작고 수평력이 커서 기초의 신뢰성이 요

구되어 보다 큰 항타 관입성이 요구되는 경우

◦All Casing 현장타설말뚝

기초의 허용침하량이 작고 압축력이 커서 기성말뚝으로의 시공

이 곤란하고 기반암까지 확실하게 지지되어야 하는 경우


b) 경제성 검토

강관말뚝은 동일 조건시 <표 Ⅴ-17>에서와 같이 P.H.C 말뚝에

비하여 50～60% 고가로 산정되어 말뚝의 재질은 구조적인 요건에

의하여 산정되어야 한다.

또한 하중대비에 대한 동일재질의 경제성이 대등소이하고 말뚝 간

격의 증가로 인한 추가적인 기초 공사비 증가가 예상되어 말뚝의

직경은 상부구조의 특성에 따라 결정되어야 한다.

c) 구조물별 말뚝의 재질선정

구조물별 말뚝의 재질은 1)항의 요건에 따라 선정하였으며 그 결

과는 아래의 <표 Ⅴ-19>와 같다.

7.7.6 검토결론

(1) 지층분석

본 지역은 3～5m의 점토질 실트 또는 실트질 점토층 상부에 약 3m를

성토한 지역으로 기초의 지지력 및 허용침하량 확보가 불가한 지역으로

판별되었다.

(2) 지반보강방안

본 지역에 설치되는 기기의 중요도를 고려하여 하중에 대한 신뢰성이

크고 단기간에 적용할 수 있는 말뚝기초 보강방안을 선정하였다.

(3) 구조물별 말뚝기초의 선정

상부기기의 특성과 경제성을 고려하여 다음과 같이 말뚝기초의 재질을

선정하였다<표 Ⅴ-19 참조>.

<표 Ⅴ-19> 구조물별 말뚝의 종류 선정

구조물의 종류 말뚝의 종류 비 고

터빈건물 강관말뚝 D500

터빈․발전기 기초 All Casing 현장타설말뚝 (D1000)

보일러건물 P.H.C 말뚝 D400

연돌 P.H.C 말뚝 D400

변압기 P.H.C 말뚝 D400

냉각탑, 순환수펌프장 P.H.C 말뚝 D400

옥외탱크 P.H.C 말뚝 D400

Switch Yard P.H.C 말뚝 D400

건물기초 P.H.C 말뚝 D400


7.8 토목분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 ROAD-C-001 도로 평면도

2 ROAD-C-002 도로표준단면도 및 상세도

3 DRAIN-C-001 배수계획도

4 WWT-C-001 폐수처리설비 기초 및 파일 배치 평면도

5 WWT-C-002 폐수처리설비 단면도

6 WWT-C-003 CLARIFIER 및 탱크 기초 평면도 및 단면도

7 RAW-C-001 공업용수탱크 기초 평면도 및 단면도

8 DEMI-C-001 순수저장탱크 기초 평면도 및 단면도

9 CWP-C-001 순환수 펌프장 평면도 및 단면 상세도

10 ITP-C-001 순환수 관로 평면 배치도

11 ITP-C-002 순환수 관로 단면도 및 상세도

12 BOILER-C-001 보일러 건물 기초 평면도

13 BOILER-C-002 보일러 건물 기초 상세도 및 단면도

14 STACK-C-001 STACK 평면도 및 부분 상세도

15 STACK-C-002 STACK 기초 및 파일 배치 평면도

16 PILE-C-001 P.H.C 파일 및 강관파일 상세도


8. 건축분야

8.1 건축공사 개요

(1) 대지 위치 : 인천광역시 서구 백석동 58번지 수도권 매립지

(2) 대지 면적 : 38,000 ㎡ (11,515평)

(3) 건축 면적 : 2,460 ㎡ (745평)

(4) 연 면 적 : 5,070 ㎡ (1,536평)

(5) 주차대수 : 40대

(6) 조경면적 : 14,294 ㎡ (대지면적의 37.61%)

(7) 건 폐 율 : 6.47%

(8) 용 적 율 : 13.34%

8.2 계획 및 방침

8.2.1 시설물 종합 배치계획

(1) 기본방침

모든 주요시설물 및 부대시설은 유지관리와 운영조작 등이 편리하고

능율적인 시설운영이 되도록 다음 사항을 충분히 고려하여 배치하였다.

(2) 시설물의 대지이용의 효율성과 모든 작업공정 및 운영에 편리하도록

하였다.

(3) 각 설비의 유사성과 연관성을 감안하여 기능별로 이용에 적합한 지역을

선정하고 시설간의 Communication이 잘 되도록 하였다.

(4) 관리기능 및 홍보기능은 외부에서 진입 및 접근이 용이하며, 설치가 용

이하며, 설비들의 운영에 간섭이 없도록 배치하였다.

(5) 주위 건물 및 시설형태상 소음확산, 먼지 비산 방지를 위한 충분한 녹지

공간, 차음 및 차폐시설을 계획하며, 휴게시설을 설치하여 근무자의

정서 함양을 도모한다.


(6) 시설물과 도로 등을 제외한 공간은 녹지대를 형성하여 자연과 시설물이

융화되도록 하며, 주위환경과 입지 조건에 조화된 외관이 되도록 하였다.

(7) 토지이용 계획 및 건물배치

1) 토지 이용계획

토지 이용계획은 인문환경과 자연환경의 분석결과를 얻은 부지 고유

의 특성을 시설물 체계에 도입시키며, 토지이용 효율을 극대화시키

기 위하여 공장시설 지역과 관리시설 지역으로 구분하였다.

a) 관리시설지역에 배치되는 시설

◦ 후생동

◦ 경비실

◦ 주차장

b) 공장시설 지역에 배치되는 시설

◦ 터빈 건물

◦ 제어 건물 및 공작실

◦ 가스 창고

◦ 수처리/폐수처리 건물

◦ 냉각탑

2) 건물 배치

각 설비의 운전조건 및 시설물간의 유기적인 연관성을 고려하여

배치하였다.

8.2.2 주차계획

(1) 기본방침

1) 적정주차 대수 및 각 시설의 주변에 필요한 주차공간을 확보하여

이용에 편리하도록 하였다.

2) 외부 방문차량 및 관리용 차량은 종합사무실 주변에 배치하여 각

시설과의 간섭을 피하고 발전소 운영을 위한 차량과 분리하여 계획

하였다.


(2) 주차계획

1) 주차대수는 주차장법시행령, 인천광역시 주차장설치 및 관리 조례에

의거하여 시설면적 200㎡ 당 1대로 산정 하였다.

2) 일반관리용 차량과 발전소운영을 위한 차량을 분리하여 주차하도록

계획하였다.

3) 일반관리용 차량의 주차대수는 38대를 계획하고 3대의 대형차량

주차공간을 계획하였다.

8.2.3 차량 동선계획

(1) 기본방침

외부방문차량, 근무자 및 업무용 차량의 동선을 원활하고 안전하게 흐름

이 이루어질 수 있도록 계획하였다.

(2) 차량동선의 계획방향

1) 각 차량의 동선 교차는 가급적 피하였다.

2) 단순한 동선으로 하였다.

3) 각 차량의 통행에 편리하고 안전한 도로의 구조로 하였다.

4) 각 시설물에 대한 진입동선을 확보하고 시설의 기능이 충분히 발휘

되도록 하였다.

5) 차선도색, 횡단보도, 안내판 등 각종 안전시설물을 설치한다.

8.2.4 수평, 수직 동선계획

(1) 수평동선 계획

1) 내방객 및 관리자의 동선을 분리하여 계획하였으며, 견학자가 종합

사무실에 위치한 시청각실 및 전시실에 쉽게 접근할 수 있도록 계획

하였다.

2) 주차장을 방문차량과 직원차량으로 구분하여 관리되도록 하였다.

(2) 수직 동선계획

1) 모든 기능에 적합하도록 실을 배치하였으며, 각 실의 상호 연관성을

고려하여 계획하였다.

2) 종합사무실의 내방객과 직원의 동선을 분리하여 계획하였다.


8.2.5 방재계획

향후 예기치 않은 화재로부터 인명 및 시설보호는 물론, 건물의 지속적인 운영

이 가능토록 하기 위하여 초기화재 감지, 초기에 화재의 진압, 화재피해의 최소

화, 화재발생 및 확산 방지를 위한 설비를 소방법 및 관련법규 규정에 따라 설

계한다.

(1) 기본방침

1) 모든 사용자재는 내화성, 불연성 자재를 사용한다.

2) 모든 개구부 주변 및 platform, 계단 등에는 추락사고 방지를 위한

handrail을 설치한다.

(2) 비상 피난계획

1) 터빈동

a) 피난시 수직이동은 각 층의 계단을 이용하게 하였으며, 1층 피난

층이나 옥상층으로 피난이 가능하도록 하였다.

b) 각 계단실은 복도 또는 각 실의 내부로부터 피난이 가능하도록

하였다.

8.3 건축 계획

8.3.1 일반사항

(1) 개 요

본 장은 수도권 LFG 화력발전소 건설공사의 건물, 구조물 및 시설물 등

의 적정한 건축기본계획을 수행하기 위한 지침으로 활용된다.

(2) 건물종류별 적용범위

1) 본관건물 (Power Block Bldg.)

본관건물은 증기 및 전기발생 장치 등의 주 설비와 관련 전기, 제어

설비의 수용을 목적으로 하는 아래와 같은 건물로 구성된다.


a) 터빈건물 (Turbine Bldg.)

b) 주제어 건물 및 기계공작실(Control bldg & machine shop)

2) 보조건물 (System Related Bldg.)

발전소 보조설비 계통과 공용설비 계통의 격납 및 운전에 사용되는

건물로서 아래와 같은 범주로 분류될 수 있다.

a) 수처리 및 폐수처리 건물(Water & Waste Water Treatment Bldg.)

3) 부대건물 및 시설 (Ancillary Bldg & Facilities)

발전소의 원활한 운용을 위한 지원시설 및 부대시설에 속하는 건물

및 시설로서 아래와 같은 범주로 분류한다.

a) 후생동(Welfare facilities)

b) 가스창고 (Gas Storage warehouse)

c) 보안 시설

◦ 경비실 및 정문(Guard house and gate)

◦ 외곽 경계울타리(Site boundary fence )

(3) 적용규격 및 표준

1) 설계 적용규격 및 표준

특별히 규정되지 않는 한 설계, 건설자재 및 시험 등은 다음의 규격

및 표준에 따르되 한국규격 및 표준을 우선으로 적용한다.

a) 건축 관련 제반법규 (대한민국)

b) 철근콘크리트구조 계산규준 (대한건축학회)

c) 건축구조 설계기준 (건설교통부)

d) 강구조계산 규준 (대한건축학회)

e) 건축공사 표준시방서 (건설교통부)

f) 토목공사 일반 표준시방서 (건설교통부)

g) 콘크리트 표준시방서 (건설교통부)


h) 구조물 기초 설계기준 (건설교통부)

i) 철근 콘크리트 설계편람 (건설교통부)

j) 한국 산업규격 (KS) (대한민국)

k) Uniform Building Code (UBC)

l) American Institute of Steel Construction (AISC)

m)American Iron and Steel Institute (AISI)

n) American Welding Society (AWS)

o) American Concrete Institute (ACI)

p) American Society of Mechanical Engineers (ASME)

q) American Society for Testing and Materials (ASTM)

r) National Fire Protection Association (NFPA)

s) American National Standards Institute (ANSI)

t) Steel Structures Painting Council (SSPC)

u) Underwater's Laboratories (UL)

v) Occupational Safety and Health Administration (OSHA)

8.3.2 건물별 설계지침

(1) 본관건물 (Power Block Bldg.)

1) 터빈 건물(Turbine Bldg.)

a) 일반사항

터빈건물은 발전소의 주요 건물이며 일반적으로 각종 기계, 전기,

제어설비 및 기기를 수납하는 철골구조물이다. 평면 배치는

General Arrangement에 따른다.

b) 건물 규모

◦ 연면적 : 약 1.817 ㎡ (지하층 제외)

◦ 층 수 : 지상3층

c) 구조 및 마감

◦구 조

- 기 초 : PHC파일위 매트기초

- 상부구조 : 철골조


◦ 마 감

- 바 닥 : 에폭시 페인트 마감

- 외 벽 : 샌드위치 판넬 등

- 철골도장 : 중방식 도장(무기질아연말 도료위 에폭시 페인트

마감)

◦ 주요 층에 대한 요구사항

터빈건물은 3개의 층(지층, 운전층, 탈기기층)으로 구성되어 있

고 각 층은 여러 계통의 기기, 운전성, 유지보수성, 접근성 및

기능이 고려된 최적의 배치가 되도록 하여야 한다. 지층바닥은

적절한 마감의 철근 콘크리트이고 중간층 바닥은 철근 콘크리

트인 전기설비 지역을 제외하고 그레이팅으로 설계한다. 운전층

바닥은 데크 플레이트위 철근콘크리트로 하고 모든 바닥은 유

지보수를 위하여 크레인으로 기기에 접근 가능한 opening또는

hatch를 설치하여야 한다.

운전층은 터빈발전기 부품분해 및 조립을 할 수 있는 면적을 확

보하고 레이다운 공간은 튜브 인출공간 및 기기 이동을 위한 해

치와 간섭이 되지 않도록 배치되게 한다. 유지보수 기간에 응축

기 펌프 및 보일러 급수 펌프와 같은 설비를 위한 opening 또는

hatch를 설치하여야 한다. 복수기 튜브가 설치되도록 순환수 배

관을 배치하여야 한다. opening은 분해 및 재설치를 위하여 크레

인이 도달할 수 있는 위치에 설치하여야 한다. 터빈건물과 변압

기 사이는 비상시를 위하여 콘크리트 방화벽으로 설계한다.

◦ 계 단

계단의 수 및 위치는 건축 관계법 또는 NFPA에 따라서 설계한

다. 계단은 철구조물로 하고 계단의 폭, 디딤판 등은 건축관계법

에 따른다.

각 층에서 계단에 이르는 통로 및 구역은 명확하게 알 수 있어

야 하고 다른 것에 의하여 점유 되서는 안 된다.


◦ 지 붕

터빈건물의 지붕은 단열 및 방수의 기능을 발휘할 수 있어야

하고 긴 수명을 가져야 한다. 지붕은 경사를 두어 샌드위치 패

널로 설계한다.

◦ 지붕 드레인

지붕 드레인의 크기 및 개수는 설계기준에서 언급된 지역조건

에 따라 최대 강우량으로 한다.

◦ 샌드위치 판넬

터빈건물은 샌드위치 판넬으로 마감되어야 한다.

벽판은 적당한 색상으로 마감되어야 한다. 색채 계획은 건축 개

념 및 환경을 고려하는 차원에서 건축가에 의하여 평가되어야

한다. 전반적인 조정은 전체적인 효과뿐 아니라 각 건물의 외관

및 시각적 효과도 고려하여 내구적, 경제적, 기능적인 사용성을

갖도록 한다.

◦ 지붕 환기장치

기계의 요구조건을 충족시키는 환기 장치 설치를 위한 opening

이 지붕에 제공되어야 한다. 환기 장치 opening은 후레싱으로

마감하고 모든 갭은 실리콘 자재로 밀봉한다.

◦ 파라펫

지붕 파라펫의 높이는 1.2m로 하고 방수 조인트 및 후레싱으로

마감되어야 한다.

◦ 옥 탑

지붕의 유지 및 피난계단으로서 계단은 지붕으로 직접 통하여

야한다. 지붕으로의 접근하는 문을 가진 옥탑이 계단에 제공되

어야 한다. 문은 비상구이며 지붕으로 쉽게 피난할 수 있어야

한다. 옥탑은 방수성이 있어야 하고 태풍 및 강우에 견딜 수 있

어야 한다.

◦ 지붕 돌출물

파이프 관통부와 같은 모든 지붕 돌출물은 방수가 되어야 하고

적절한 후레싱으로 마감되어야 한다.


◦ 안전을 위한 난간

바닥 및 플랫폼의 모든 opening은 안전난간(고정식 또는 탈부착

식) 또는 카버를 설치하여야 한다.

◦ 통행 기능 및 부하

모든 층은 보통의 통행 요구조건을 충족시켜야 하고 적하지역

에서 장비의 운반과 일치하는 통행 부하는 용납되지 않는다.

◦ 바닥 배수

바닥은 배수 시스템으로 적당한 구배를 가지도록 한다.

◦ 색상에 의한 경고 시스템

접근로, 적하구역 및 안전설비 등은 적용 규준에 따라 경고 색

상으로 도장하여야 한다. 특정구역 특히 적하구역에는 허용 적

재하중을 명확하게 표시하여야 한다.

◦ 오버헤드 크레인

운전층에는 터빈건물 전 스팬에 걸치는 오버헤드 크레인을 설

치하여야 한다. 크레인은 터빈발전기 유지보수를 위하여 설치되

며 크레인 기사의 출입을 위하여 적절한 사다리 및 플랫폼이

제공되어야 한다.

◦ 죠인트 및 관통부 밀봉

바닥 및 벽체를 통과하는 파이프 및 케이블 부위는 적절한 조

치를 하여야 하고 기밀성이 요구되는 곳에서는 방화 및 방수를

위하여 모든 틈이 밀봉되어야 한다. 시공용도 또는 후레싱 용도

의 모든 죠인트는 적당한 실링 제품으로 밀봉되어야 한다.

◦ 창 호

터빈건물의 창호의 선택은 내구성 및 유지보수가 거의 필요없

는 것이어야 한다.

모든 창호는 금속제 또는 플라스틱 및 유리로 제작되어야 한다.

외벽에 설치된 창호는 태풍기간 동안 풍압을 견딜 수 있어야

하고 오염으로 인한 부식 및 염분에 의한 부식에 견딜 수 있도

록 도장 또는 다른 방법으로 처리되어야 한다. 셔터 및 오버헤

드 문은 건물의 요구조건에 따라서 설치하고 채광 및 환기가

요구되는 곳에는 움직일 수 있는 창호를 설치한다. 모든 루버는

지층에 가깝게 설치하고, 환기가 요구되는 곳에 설치한다.


2) 주제어 건물 및 기계공작실 (Control Bldg.& Machine shop)

a) 일반사항

주제어 건물 및 기계공작실은 제어설비를 비롯하여 각종 케이블,

스위치기어, 전동기 제어반, 축전지, 컴퓨터, 공조설비 및 사무실

등이 설치되며 발전소 설비 보수작업을 위한 각종 장비 및 기계기

구를 설치 수용하는 건물로서 터빈건물의 측면에 배치한다. 평면

배치는 General Arrangement에 따른다.

◦ 건물 규모

- 연면적 : 약 1,527 ㎡ (지하층 제외)

- 층 수 : 지하1층, 지상4층

◦ 구조 및 마감

- 구 조

‧ 기 초 : PHC파일위 독립기초 또는 매트기초

‧ 상부구조 : 철근콘크리트 라멘조

- 마 감

실 명 바 닥 벽 천 정

계단실 중보행용비닐쉬트 인 코 트 인 코 트

탈의실 비닐쉬트 인 코 트 천정텍스(6T)

대기실, 예비실 무석면 비닐타일 수성페인트 천정텍스(6T)

공작실, 용접실 에폭시페인트 수성페인트 -

창고 에폭시페인트 수성페인트 천정텍스(6T)

사무실, 회의실 무석면 비닐타일 수성페인트 암면흡음텍스

SWGR/MCC실, UPS실 에폭시페인트 수성페인트 -

밧데리실 내산에폭시페인트 내산페인트 내산페인트

전자기기실 전도성타일 수성페인트 천정텍스(6T)

컴퓨터실,보수실 전도성타일 수성페인트 암면흡음텍스

주제어실 전도성타일 수성페인트 이중천정구조

통신실 악세스 플로어 수성페인트 천정텍스(6T)

공조실 에폭시페인트 흡 음 판 흡 음 판

복 도 무석면 비닐타일 인 코 트 천정텍스

화장실, 샤워실 무유자기질타일 도기질타일 PVC 천정재

‧ 외 벽 : 콘크리트 또는 샌드위치 판넬등

‧ 지 붕 : 콘크리트 슬래브 + 도막 방수위 누름 콘크리트


- 기타사항

공기조화, 위생설비, 소화설비 등 기타 필요한 시설물을 포함한다.

b) 층의 배치

지상층은 기계공작실을 위한 실로 구성되며 공작실, 자재창고, 공

구실, 용접실, 대기실, 락커 룸 및 샤워실 등을 배치한다. 2층은 축

전지실, 무정전실, SWGR/MCC실 및 공조실 등으로 구성되며 축

전지실에는 환기설비 및 눈을 씻을 수 있는 기구를 설치하여야 한

다. 3층은 주제어건물의 주요층으로 중앙제어실, 전자기기실, 컴퓨

터실, 회의실 등으로 구성되어 있다. 4층은 사무실과 공조실로 구

성되어 있다. 지하실은 위생 배관설비 등을 설치하기 위하여 적절

한 공간을 확보하여야 한다.

c) 실 요구조건

축전지실 및 공조실은 보강 블럭 벽체, 중앙제어실은 철근 콘크리

트 또는 보강 블럭벽체로 한다. 모든 실은 내부마감, 조명, 전원,

공기조화 및 요구되는 설비를 갖추어야 한다. 특히 중앙제어실은

제어기기 감시에 장애가 되지 않도록 기둥이 없어야 하며 공간은

운전을 위하여 충분하여야 한다. 또한 중앙제어실은 천정은 확산

천정판으로 하며 조명과 천정판간에 간섭이 되지 않도록 설계하여

야 한다.

천정재는 불연, 경량의 흡음재이어야 한다. 공작실은 오버헤드 크

레인을 설치할 수 있는 구조이어야 한다.

d) 위치 및 접근

주제어건물 및 기계공작실은 터빈건물의 측면에 위치한다. 건물주

위에는 소방로 및 피난 출입구로서 잘 포장된 통로가 있어야 한

다. 터빈건물과 주제어건물 사이에는 문 및 계단이 있어야 한다.

직원 및 소방대원 및 장비를 위하여 공간이 적절하여야 하고 접근

성이 좋아야 한다.

e) 설계 요구조건

주제어건물 및 기계공작실은 가장 알맞고 편리한 배치가 되도록

지정된 요구조건에 맞게 설계되어야 한다.


f) 설계 고려사항

주제어건물 및 기계공작실의 모든 실 및 계단 등은 KS의 방화규

정 및 피난 규정을 고려하여야 하고 적용가능 하면 NFPA 및

OSHA를 고려하여야 한다.

g) 마감 도장

외벽에 설치된 모든 문은 외기 및 부식에 저항하도록 잘 도장하여

야 한다. 축전지 실의 벽체 및 바닥은 에폭시 몰탈 또는 에폭시

도장과 같은 적당한 내산성이 강한 재질로 마감을 하여야 한다.

h) 공기조화 설비공간

중앙 제어실에 설치된 복잡한 민감한 컴퓨터 장치들은 고품질의

공기조화가 필요하다. 제어설비의 신뢰성 및 내구성은 항온, 항습

및 청정한 실내 공기를 유지하는데 있다. 공기조화 설비의 설계

및 시공에서 극도로 민감한 전자기기에 전달될 수 있는 진동 문제

에 주의를 기울여야 한다. 설비의 위치, 공기조절 장치 및 유형은

진동 및 진동의 전달을 최소화하도록 주의 깊게 선정되어야 한다.

i) 지 붕

지붕은 철근콘크리트로 하고 적절한 방수 및 단열성능을 가져야

한다. 어떠한 환경에서도 유지되는 방수가 되도록 지붕구조의 설

계 및 상세에 특별한 주의가 필요하다. 지붕의 계단은 유지보수를

위한 접근로 로써 옥탑으로 완성된다. 철근콘크리트 파라펫은 건

물 주변을 따라서 지붕바닥과 하나가 되도록 시공되어야 한다.

j) 장비 반입구

스위치기어, 제어기기 및 판넬, 기타 큰 품목의 설치 및 해체를 위

하여 장비 반입구가 있어야 한다.

3) 보조건물(SYSTEM RELATED BLDG.)

a) 수처리 및 폐수처리 건물(Water & Waste water Treatment Bldg)

◦ 건물 개요

- 수처리실(Water Treatment room)

실험실을 포함한 수처리실은 발전소 운용에 필요한 발전용

수 및 생활 용수를 화학 처리하여 공급하기 위한 실이다.


- 폐수처리실(Waste Water Treatment room)

발전소내 전 건물 및 설비에서 방출되는 폐수를 처리하는 장

소이며 각종 폐수처리 과정에 필요한 기기(전기 및 화학 계통

의 시설 장비) 및 약품 저장탱크를 설치하고 원활한 운전을 위

해 제어계통에 필요한 모든 기기들을 설치하기 위한 실이다.

- 정수 공급 펌프실(Clarifier supply pump room)

이 펌프실은 보조적인 물 펌프를 수용하고 펌프는 각 건물

에 음용수를 공급할 수 있도록 용량을 정하고 정수 탱크에

연결되어야 한다.

◦ 건물 규모

- 연면적 : 1,385㎡(지하층 제외)

- 층 수 : 2층


- 구 조

‧ 기 초 : PHC파일위 MAT기초


- 마 감


계단실 중보행용비닐쉬트 인 코 트 인 코 트

홀 무석면 비닐타일 인 코 트 알루미늄 타일

약품저장 창고 내산페인트 내산페인트 내산페인트

사무실 무석면 비닐타일 수성페인트 천정텍스

전기실 무석면 비닐타일 수성페인트 천정텍스

제어실 전도성타일 수성페인트 천정텍스

실험실 내약품성타일 수성페인트 천정텍스

수/폐수처리실 내산페인트 내산페인트 내산페인트

복 도 무석면 비닐타일 인코트 천정텍스

화장실 무유자기질타일 도기질타일 PVC 천정재

‧ 외벽마감 : 시멘트 벽돌 미자위 수성페인트 마감

‧ 지 붕 : 콘크리트 슬래브 + 쉬트방수위 누름콘크리트

- 기타사항

공기조화, 위생설비 및 소화설비 등 기타 필요한 시설물을 포함


◦ 설계적용 규격 및 표준

특별히 규정되지 않는 한 설계, 건설 자재 및 시험 등은 적용규

격 및 표준에 따른다.

◦ 설계조건

- 기초는 지중보로 연결된 철근콘크리트 독립기초 또는 매트

기초로 하며 지반조사, 결과에 의해 필요한 경우는 말뚝지

정으로 설계한다.

- 상부구조는 철근콘크리트 라멘조로 한다.

- 건물의 규모 및 실배치는 설비의 기능이 최대한 발휘되고

조작 및 유보수가 원활히 이루어지도록 추후 제공되는 설비

관련자료를 근거로 관련 분야와 협의하에 설계한다.

- 건물의 벽은 철근 콘크리트 라멘조인 경우는 조적조로 설계

함을 원칙으로 하며 필요한 경우 단열처리를 한다.

- 건물의 지붕은 상부구조형식 및 건물 사용기능에 따라 철근

콘크리트 슬래브 또는 지붕용 데크플레이트위 콘크리트 슬

래브중에서 적절한 방식을 선정 설계하고 단열 및 방수의

기능을 충분히 발휘할 수 있는 구조로 한다.

- 건물 내부에 설치되는 철제 플랫폼(운전 및 보수용)은 독립

적으로 지지되는 구조로 한다.

(2) 부대건물 및 시설(ANCILLARY BLDG. & FACILITIES)

1) 후생동

외부로부터 견학, 시찰 등 방문자를 위한 홍보용 시설을 갖추어 방

문객 및 근무자들에게 괘적한 공간을 제공하기 위한 건물.

a) 건물 개요

◦ 건물 규모

- 연면적 : 254 ㎡

- 층 수 : 1층



- 구 조

‧ 기 초 : PHC파일위 독립기초 또는 매트기초


- 마 감


홀 화강석물갈기 화강석, 대리석 알루미늄타일

전시실 중보행 비닐쉬트 인 코 트 이중천정구조

창고 비닐타일 수성페인트 천정텍스

시청각실 비닐쉬트 마직벽지 암면흡음텍스

화장실 자기질타일, 화강석 도기질타일 PVC타일

‧ 외 벽 : 시멘트 벽돌 + 알미늄 복합패널 또는 화강석등


◦ 기타 사항

공기조화, 위생설비, 소화설비 등 기타 필요한 시설물을 포함한다.

b) 설계적용규격 및 표준

특별히 규정되지 않는 한 설계, 건설자재 및 시험 등은 적용규격

및 표준을 따른다.

c) 설계조건

◦ 건물의 기초는 지중보로 연결된 철근 콘크리트 독립기초로 하

며 지반조사 결과에 의해 필요한 경우는 말뚝지정으로 설계한다.

◦ 건물내부의 실 배치는 사용기능에 의하여 결정한다.

◦ 건물의 외벽은 단열처리된 이중벽으로 한다.

◦ 건물의 지붕은 단열, 방수 및 우수처리의 기능을 충분히 발휘할

수 있는 구조로 한다.


2) 냉각탑

발전소 운영, 유지에 소요되는 용수를 냉각하기 위한 기기를 수납하는

건물로써 설비를 건물화 하여 외관개선이 이루어 지도록 설계하였다.

a) 건물 개요

◦ 건물 규모

- 연면적 : 578 ㎡

- 층 수 : 3층


- 구 조

‧ 기 초 : PHC 파일 위 MAT기초


- 마 감

‧ 바 닥 : 콘크리트 슬래브 위 에폭시 도장

‧ 내.외벽 : 콘크리트위 수성페인트

‧ 지 붕 : 콘크리트 슬래브




c) 설계조건

◦ 건물의 기초는 매트기초로 하며, 지반조사 결과에 의해 필요한

구조로 설계한다.

3) 가스 창고

발전소 운전에 필요한 가스를 보관하기 위한 건물이다.

a) 건물 개요

◦ 건물 규모

- 연면적 : 29 ㎡

- 층 수 : 1층



- 구 조

‧ 기 초 : PHC 파일 위 독립기초

‧ 상부구조 : 철근콘크리트 라멘조 + 철골 트러스

- 마 감

‧ 바 닥 : 콘크리트 슬래브 위 에폭시 도장

‧ 내.외벽 : 철근콘크리트 벽/조적 위 + 시멘트몰탈 위 수

성페인트

‧ 지 붕 : 철골 트러스 위 샌드위치 패널

◦ 기타 사항

공기조화, 소화설비 등 기타 필요한 시설물을 포함한다.




c) 설계조건

◦ 건물의 기초는 지중보로 연결된 철근 콘크리트 독립기초 및 매

트기초로 하며, 지반조사 결과에 의해 필요한 경우는 말뚝지정

으로 설계한다.

◦ 상부구조는 철근콘크리트 라멘조 및 보강 콘크리트 블럭조로

하며, 지붕은 철골 트러스위 단열처리된 금속제 지붕판으로 한다.

◦ 창고의 실․내외 마감은 내마모성 및 내오염성이 있는 자재를 사

용한다.

4) 보안시설

a) 개 요

◦ 경비실

경비실은 차량 및 인원의 출입통제, 물품의 반․출입 점검 업무

를 수행하는 청경 및 관련시설을 수용하기 위한 건물이다.


◦ 건물 규모

- 연면적 : 57 ㎡

- 층 수 : 1층


- 구 조

‧ 기 초 : PHC 파일 위 MAT기초


- 마 감

‧ 바 닥 : 콘크리트 슬래브 위 비닐 타일

‧ 외 벽 : 석재 타일

‧ 내 벽 : 시멘트 벽돌 + 시멘트몰탈 위 인코트


◦ 기타사항

공기조화, 위생설비, 소화설비 등을 포함한다.

◦ 외곽 경계울타리

발전소의 부지경계 전구간에 걸쳐 외곽울타리가 설치된다. 발전

소내 다음시설을 포함한 주요 핵심 시설주변에 내부보안울타리

를 설치한다.

b) 적용규격 및 표준


및 표준에 따른다.

c) 설계조건

모든 보안관련 건물 및 시설은 알맞은 기준에 따라 설계한다.

d) 구조설계기준

건축법의 “건축물의 구조기준 등에 관한 규칙”의 제반규정을 따른다.


8.4 건축분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 CT-A-001 본관건물, 1층 평면도




5 CT-A-005 본관건물, 지붕층 평면도

6 CT-A-006 본관건물, 정면도

7 CT-A-007 본관건물, 배면도

8 CT-A-008 본관건물, 측면도

9 CT-A-009 본관건물, 주단면도

10 TF-A-001 터빈건물 기초 평면도 및 파일 배치도

11 TF-A-002 터빈건물 기초 평면도

12 TF-A-003 터빈건물 기초 단면도

13 TG-A-001 터빈발전기 기초 파일 배치 및 저판평면도 @ EL.2800

14 TG-A-002 터빈발전기 기초 저판 평면도@EL.6300 & EL.13000

15 TG-A-003 터빈발전기 기초 주 단면도 및 상세도

16 TG-A-004 터빈발전기 기초 상세도 및 단면도

17 TG-A-005 터빈발전기 기초 기둥 일람표 및 파일 상세도

18 TS-A-001 터빈건물 기둥 일람표

19 TS-A-002 터빈건물 운전층 철골 평면도

20 TS-A-003 터빈건물 탈기기층 철골 평면도

21 TS-A-004 터빈건물 크레인 주행로 평면도 및 단면도

22 TS-A-005 터빈건물 지붕 철골 평면도 및 단면도

23 TS-A-006 터빈 건물 골조 입면도 @A, B, C, D

24 TS-A-007 터빈 건물 골조 입면도 @E, F, 1, 2

25 TS-A-008 터빈 건물 골조 입면도 @3, 4, 5, 8

26 TS-A-009 터빈 건물 철골 연결 상세도-1



29 TS-A-012 터빈 건물 운전층 콘크리트 구조 평면도

30 TS-A-013 터빈 건물 탈기기층 콘크리트 구조 평면도

31 TS-A-014 터빈 건물 콘크리트 구조 상세도 및 단면도



32 WWW-A-001 수처리 및 폐수처리 건물, 지하층 평면도

33 WWW-A-002 수처리 및 폐수처리 건물, 1층 평면도

34 WWW-A-003 수처리 및 폐수처리 건물, 2층 평면도

35 WWW-A-004 수처리 및 폐수처리 건물, 지붕층 평면도

36 WWW-A-005 수처리 및 폐수처리 건물, 입면도-1

37 WWW-A-006 수처리 및 폐수처리 건물, 입면도-2

38 WWW-A-007 수처리 및 폐수처리 건물, 단면도

39 CT-A-001 냉각탑, BASIN FLOOR PLAN

40 CT-A-002 냉각탑, BASIN CURB FLOOR PLAN

41 CT-A-003 냉각탑, FILL FLOOR PLAN

42 CT-A-004 냉각탑, ELIMINATOR FLOOR PLAN

43 CT-A-005 냉각탑, MIXING SYSTEM FLOOR PLAN

44 CT-A-006 냉각탑, FAN DECK FLOOR PLAN

45 CT-A-007 냉각탑, FRONT ELEVATION

46 CT-A-008 냉각탑, SIDE ELEVATION

47 CT-A-009 냉각탑, MAIN ELEVATION

48 AD-A-001 후생동, 1층 평면도

49 AD-A-002 후생동, 지붕층 평면도

50 AD-A-003 후생동, 입면도

51 AD-A-004 후생동, 주단면도

52 GS-A-001 가스창고, 1층 및 지붕층 평면도

53 GS-A-002 가스창고, 입면도 및 단면도

54 GH-A-001 경비실, 1층 및 지붕 평면도

55 GH-A-002 경비실, 입면도

56 GH-A-003 경비실, 주단면도


9. 조경분야

9.1 목 적

(1) 주변경관과 사업시설을 연계한 조경계획 수립

(2) 근무자와 본 시설의 견학자 및 방문객을 위한 옥외 조경공간과 휴식

공간 제공

(3) 환경영향 저감을 위한 수림대 조성

9.2 계 획

(1) 식재계획

(2) 이식계획

(3) 조경시설물 계획

(4) 포장계획

9.3 계획의 접근 방향

(1) 본 계획은 그 배경 및 목적을 정확히 인식하고 입지현황 및 부지 현황

을 분석하여 문제점 및 잠재력을 파악한 후 계획의 원칙과 설계기준을

설정한다.

(2) 설계기준에 따르는 설계개념을 도출하여 공간, 동선 및 입지적 특성을

감안하여 효율적인 계획이 되도록 각 부분별 조경계획을 수행 토록 한다.

(3) 본 시설은 개별시설로써 법적 기준은 없으나 설계개념에 충실히 할 수

있는 조경계획을 수립한다.

(4) 환경친화적이고 생태를 고려한 조경시설을 도입하여 환경피해영향 을

최소화하도록 한다.


9.4 기준 및 식재계획

9.4.1 계획의 원칙 및 기준제시

(1) 계획의 원칙

1) 시설입지시 예측되는 부정적 요소를 제거하여, 전체적인 이미지와

분위기를 창출한다.

2) 기능적 측면과 미관적 측면을 충족시키는 조화된 환경요소를 아름답

고 명료하며, 개성이 충분한 환경으로 조성한다.

a) 발전시설의 건물과 인위적으로 조성되는 조경공간이 적절히 조

화되는 안정된 환경을 조성한다.

b) 수목의 계절변화를 통해 경관의 다양성을 추구하여, 근무자의 작

업효율을 향상시킨다.

c) 제반시설들을 유지하고 관리하기 용이한 환경을 조성한다.

(2) 안정된 경관 조성 지향

1) 물리적 환경이 지닌 시각적 통일감 및 다양성을 부여한다.

2) 풍부한 녹지공간을 확보한다.

3) 공간의 영역성과 안정성도 고려한다.

4) 기능의 연계와 분리가 적절한 외부공간을 연출한다.

5) 공간의 폐쇄성과 개방성의 적절한 조화를 유도한다.

6) 환경의 수용성 (Affordance)과 친밀감을 부여한다.

7) 적절한 향 (Orientation) 설정으로 인한 심리적 안정성을 부여한다.

8) 물리적 환경의 편의성과 접근성을 용이하게 한다.

(3) 기준제시

1) 발전시설의 기능과 이미지, 제반여건을 수렴할 수 있는 공간적 배치

형태와 이미지를 창출한다.

2) 서해안의 기후와 지역의 제반여건, 주변경관을 고려한 계획을 수립

한다.


3) 녹지공간에 식재될 수종은 가급적 향토수종으로 선택하여, 생태적 측

면으로나 관리적 측면에서 용이하게 하고, 지역환경 요구조건에 부

응할 수 있도록 경관적 측면을 고려한 수종을 도입한다.

4) 대상지 내부의 각 단위 공간은 건축물 및 시설의 특성을 감안하여

식재 및 조경 시설물 등이 이질적 관계가 되지 않도록 하며, 공간의

분할과 연결을 완충적으로 수행 할 수 있도록 방향을 유도한다.

5) 보행동선과 차량동선을 확실히 구분하여, 사람의 통행이 많은 주동

선 주변으로 경관 식재 한다.

6) 식재 패턴은 자연 풍경식의 식재를 기본으로 하여 각 공간에 적절하

게 정형식을 도입한다.

7) 동선의 결절점이나 주요 공간에는 랜드 마크(Land Mark)적 성격을

줄 수 있도록 수형이 단정한 수목을 식재하거나, 조경 시설물 혹은

조형물을 설치하여 공간의 특성을 부여한다.

(4) 부분별 기준 제시

1) 부지 조성

a) 부지조성 공사시 표토 보존에 의한 식재기반을 조성한다.

b) 녹지면적이 넓은 곳은 마운딩(Mounding)처리하여 부지에 리듬감

을 주고 환경피해 영향의 저감 효과를 준다.

c) 보행 흐름이 단절되지 않도록 부지 전체적으로 적정 단차를 주도

록 설계한다.

2) 포장

a) 미관성이 강조되는 곳에는 다양한 재료 및 문양을 이용하여 패턴

포장한다.

b) 포장패턴은 단순한 형태미를 갖는 모양의 반복을 기본형으로 하되 획

일적이지 않도록 적용방식을 달리하여 시각적 흥미 유발을 고려한다.

c) 포장재료는 내구성이 강하고 대량생산이 가능한 재료를 선택한다.


3) 식재

a) 식재 효과 및 유지관리 용이성을 최대로 발휘하기 위해 입지 조건

에 알맞은 적정소재를 선정한다.

b) 식물재료의 성장변화에 따른 경관 및 기능을 예측하여 반영한다.

c) 자연스런 지표경관(Skyline)의 보존을 위한 식재기법을 도입한다.

d) 수림의 성상별 특성

<표 Ⅴ-20> 수림의 성상별 특성

수종의 구분 특 성

상록 침엽수

낙엽 침엽수

수형이 아름답고 정연한 느낌

밝고 섬세한 느낌

상록 활엽수

낙엽 활엽수

품격 있고 안정된 느낌

계절감 넘치고 다채로운 느낌

기 타 풍부한 지역적 특성과 독특한 느낌을 주는 특수수림, 지표면을

덮는 지표류와 초목류

9.4.2 식재 계획

(1) 수목선정 기준

1) 수형, 꽃, 향기, 단풍 등 수목의 개체미, 감상을 위한 관상용으로 사

용할 것인지, 또는 녹음, 방음, 생울타리, 차폐 및 은폐등의 기능용

수목으로 사용할 것인지 수목의 용도를 확실히하여 선정한다.

2) 수목 생육 한계 및 분포를 결정하는 식재 지역의 1월 평균 최저 기

온을 고려한다.

3) 가능한 그 지역의 기후에 오랜 기간동안 적응해 온 자생수종 이나

향토수종을 선정한다.

4) 수목의 생산 및 유통 여부, 구입 용이성을 감안한다.

5) 단기간 내에 경관을 조성하기 위하여 비교적 성목을 사용하되 규격

은 다소 하향 조정하여 활착력을 높인다.


6) 수목의 계절적 변화 및 겨울철의 채광관계를 고려하여 수목을 선정

한다.

(2) 식재 일반

1) 식재에 대한 일반적인 내용은 아래 <표 Ⅴ-21>과 <표 Ⅴ-22>와

같다.

<표 Ⅴ-21> 식재 위치

상성구분 위 치 기 준 근 거 비 고

낙엽교목 휴게공간, 주차장 녹음 제공 계절의 변화감

상록교목

․건물의 전면지양

․남쪽 위치 지양

․부지 경계부

․불량 환경요소 주변

․시선차단, 겨울철

일광차단 배제

․방풍, 방음

․시야차폐

낙엽교목 벤치 등으로부터 이격수고, 폭에 의한

장애방지

상록관목․경계부의 경관식재

․주요부 경관식재

․생울타리

․낙엽관목의 혼식으로 모

자이크화

초화류 녹지 주변 식재 이미지, 계절감 제고

<표 Ⅴ-22> 식재 지반

구 분 기 준 근 거 비 고

교 목

토심 : 90-150cm

(천근성 : 50-90 cm)

심근성 교목 생존

생육 최소 깊이

지하구조물의 매설

깊이와 관계

식재단독 : 120 cm 이상 생육 최고 폭

관 목

토심 : 30-60cm 이상 최소 생육 깊이

식재단독 : 폭50-100 cm 생육 최소 폭

초화류 토심 : 15-30cm 이상 생육 최소 깊이


(3) 식재 계획

1) 일반 식재

a) 단순하고 명확한 경관이 조성될 수 있도록 수종을 가급적 단순화

한다.

b) 공간별로 한 수종을 집중 식재하여 공간별 특성을 강조한다.

c) 외곽, 측벽 차폐식재 등은 설계수종을 단순화하여 통일감을 부여

한다.

d) 경관 식재시에는 수관 및 임염부가 자연스럽게 연결될 수 있도록

상층, 중층, 하층으로 층위 식재한다.

e) 지자체의 시화, 시목인 백목련과 목백합을 우선 반영한다.

f) 3m 이하의 좁은 녹지에는 수관폭이 작은 소교목 내지 관목을

식재한다.

g) 유실수는 관리가 용이한 관리용, 휴게공간 주변등에 식재한다.

(4) 식재 설계시 고려사항

1) 상록수는 일정지역에 편중치 않도록 분배한다.

2) 상록수는 진입부, 녹지의 가각부, 도로 또는 보행로의 굴곡부, 보행

로의 교차점등 시각적 중요지점에 식재한다.

3) 수직성의 강한 원추형, 원통형의 상록수는 낙엽수와 부조화되므로

인접 식재하지 않는다.

4) 도로변의 가각부에는 운전자의 시야를 가리지 않도록 식재 한다.

5) 서로 다른 수종을 인접하여 식재할 때는 생장속도의 차이에 따른

성목에 크기를 고려한다.

a) 가까운 곳 : 수고가 낮은 수목, 생장이 느린 수목, 세밀한 수목,

화목, 유실수 등의 관상효과가 큰 수목

b) 보이는 방향에서 먼 곳 : 키가 큰 수목, 생장이 빠른 수목, 기능

효과가 큰 수목, 배경 수목

c) 모든 방향에서 보이는 녹지 : 키가 크고, 생장이 빠른 수목은 중

앙에 식재 키가 작은 나무, 생장이 느린 나무는 주변에 또한 한쪽

방향을 배경으로 처리, 다른 방향에서 보이는 식재가 되도록 한다.


6) 기본 구상 및 개념

a) 부지내의 시설보호 및 차폐를 위한 경계부 주변으로 완충녹지대

조성

b) 대상지의 주진입 공간은 강한 이미지를 고취시키기 위해 녹지

공간으로 조성

7) 계획 및 설계 개요

a) 계획의 기준

◦ 인간척도 및 소재 생산치 수에 근거한 기본 단위 치수의 설정

◦ 기능별로 크기, 형태, 재료, 색채 등에 있어 기본적인 모티브 채

택

◦ 이용형태, 공간조건 등을 고려하여 성격별, 기능별 구분에 따른

설계 및 배치계획

◦ 경제성, 사후관리 측면 고려

◦ 안정성 고려

b) 관리 및 기타시설

◦ 안내판, 등의 시설은 관리하기 용이하며, 식별하기 좋은 위치에

배치한다.

9) 설계고려 사항

a) 옥외시설물

◦ 디자인의 단순화로 조화와 통일성 유지

◦ 인간공학적 스케일로 상황에 맞게 치수적용

◦ 시설요소들의 집합적 구성으로 효율성 고려

◦ 스케일, 재료, 형태에 대한 상호연관성 도모

◦ 시설물의 표준화, 체계화에 따른 경관 효과 고려한 전체 분위

기 유도

◦ 재료는 장소의 특성과 실용적인 면을 고려하여 선택

자연적 분위기 : 목재, 석재, 자연석 등 자연재료

도시적 분위기 : 스텐레스 콘크리트, 타일 등 인공재료


b) 구조물

◦ 일반 구조물 : 각 구조물은 고유하고도 독특한 기능이 충족되어

야 하며 인간 척도와 관련하여 안정감 있도록 설계 한다. 구조

물은 무엇보다도 하중에 대한 구조적 해결이 우선되어야 하지

만 공간분위기에 적합하도록 문양 및 구조양식, 식재 등을 도입

한다.

9.5 조경분야 도면 목록 (부속서류 Ⅱ-2 참조)


1 AL-L-001 종합분석도

2 AL-L-002 종합계획도

3 AL-L-003 기본구상개념도

4 AL-L-004 부지 횡단면도

5 AL-L-005 녹지구적도

6 AL-L-006 배식계획도

7 AL-L-007 기존수목현황도

8 AL-L-008 시설물배치도

9 AL-L-010 시설물상세도 ( 1-안내판류 )

10 AL-L-012 시설물상세도 ( 2-정 문 )

11 AL-L-013 시설물상세도 ( 3-휀 스 )

목 차 - webbook.me.go.krwebbook.me.go.kr/dli-file/f003/000/96584.pdf · 5.1 순수제조 계통...

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