Abstract
We studied water level rising of drum versus time in the small hydraulic vertical water turbine system in this paper. The water level rises continuously up to a certain point with the passage of time if the constant incoming water is supplied, while it stops rising and maintains equilibrium state without any more rising because it increases position energy and evatually makes outgoing velocity and outgoing water quantities of runner area. The water level of drum is determined independent of size, height, width, figure of drum or runner configuration. It comes out that the water level is dependent only on the incoming and outgoing water quantities, and the output power has similar behavior. Therefore, desirable water level and output power are not available unless incoming water quantities is abundant. We validate this phenomina through applyng our methodolgies to the real small hydraulic vertical water turbine system under constructing and testing in industrial facilities in Korea.
소수력발전방식 중에서 종축 소수력 발전기를 채용한 시스템에 대해서 드럼의 수위상승에 대한 연구를 수행하였다. 드럼통에 용수를 일정하게 공급할 경우, 시간의 경과에 따라 드럼통의 수위가 상승하기는 하지만 반면, 그 상승효과 때문에 증가되는 위치에너지에 의한 러너 측 유출속도와 유출량이 증가하여 수위상승을 억제하고 그 결과 수위상승이 어느 위치에 멈추게 되어 평형상태를 이루게 된다. 이 시스템의 개발 및 분석에 의하면 드럼통의 수위는 드럼통의 크기나 높이, 폭, 형, 러너의 형상 등과는 관계 없이 결정된다. 수위는 오직 인입수량과 유출수량에 의하여만 결정되고 이에 따라 출력전력도 유사한 거동을 보인다는 것이 밝혀졌다. 그러므로 인입수량이 많지 않으면 원하는 수준의 드럼수위를 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 원하는 출력전력도 얻을 수 없다. 아울러 현재 국내 산업시설에 설치되어 시험 운전 중에 있는 종축소수력발전시스템에 대해서 이 방법을 적용 및 수행하여 이 기법의 타당성을 입증하였다.