• 제목/요약/키워드: 지하저장

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암반공동 열에너지저장과 지상식 열에너지저장의 열손실 비교 분석 (A Comparative Study on Heat Loss in Rock Cavern Type and Above-Ground Type Thermal Energy Storages)

  • 박정욱;류동우;박도현;최병희;신중호;선우춘
    • 터널과지하공간
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    • 제23권5호
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    • pp.442-453
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    • 2013
  • 본 연구에서는 FLAC3D를 이용해 대용량 고온 열에너지저장소가 암반공동과 지상에 위치하는 경우를 각각 모델링하고 운영기간 5년 동안의 비정상상태해석을 수행하여 저장소 외벽을 통한 열손실을 비교 분석하였다. 두 저장모델의 운영 조건 및 입력물성은 모두 동일하나, 암반공동 열에너지저장소는 주변 암반의 전도 열전달에 의해서만 열손실이 발생하고, 지상 저장소는 대기의 대류 열전달에 의해서 열손실이 발생하는 것으로 가정하였다. 열에너지의 반복적인 주입과 토출에 따른 저장온도의 변화를 고려하여 수치해석모델을 작성하였으며, 단열재 두께에 따른 열손실 특성을 함께 검토하였다. 해석 결과, 지상식 저장시설은 운영 기간이 경과하더라도 일정한 열손실률을 보이는 반면 암반공동 저장시설의 열손실률은 운영 초기 단계에서 급격히 감소하여 일정한 값으로 수렴하는 경향을 보였다. 이러한 열손실의 감소는 시간 경과에 따라 주변 암반의 온도가 상승함으로써 저장소외벽에서의 열유속이 감소하기 때문으로 판단할 수 있다. 운영 후 5년 경과 시 암반공동 열에너지저장소의 누적열손실량은 지상저장소에 비해 약 72.7%로 나타났으며, 암반공동 저장시설의 열손실 특성은 주변 암반의 히팅 효과로 인해 지상식 저장시설에 비해 단열재 두께에 대한 민감도 및 의존도가 상대적으로 낮은 것으로 분석되었다.

열에너지 저장소 내 열성층화를 평가하기 위한 기법 (Methods to Characterize the Thermal Stratification in Thermal Energy Storages)

  • 박도현;류동우;최병희;선우춘;한공창
    • 터널과지하공간
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    • 제23권1호
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    • pp.78-85
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    • 2013
  • 열에너지를 성층화하여 저장하는 주된 목적은 에너지의 열역학적 질을 유지하기 위한 것으로서 열에너지의 성층화를 통해 필요시 원하는 온도에서 열에너지 활용이 가능하다. 저장소 내 열에너지의 온도에 따른 분리, 즉 열성층화는 이와 같은 열에너지의 활용에 영향을 미치는 핵심 인자이다. 본 논문에서는 열성층화의 정도를 평가할 수 있는 기존에 제안된 기법들을 소개하였으며, 특히 열에너지의 주입, 저장, 배출 과정 동안 열저장소의 성층화와 관련된 성능을 결정하는 데 사용될 수 있는 기법들을 중심으로 개념 및 특징을 살펴보았다. 또한 열성층화 지수를 이용하는 방법을 토대로 스웨덴 Lyckebo 암반공동 내 열에너지의 성층도를 비교 분석하여 기법의 적용성을 조사하였다.

유류 및 유해화학물질 저장시설에서의 토양오염 방지대책 (Prevention of Soil Contamination from Underground Storage Facilities of Petroleum Product and Hazardous Chemical Compounds)

  • 배우근;홍종철;정진욱;김종호
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권4호
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    • pp.40-47
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    • 2002
  • 본 연구는 유류저장시설에서의 토양오염 방지를 위한 국·내외 관련 시설과 기술 조사 및 관련 법규정 검토를 통해 국내 시설의 현황과 문제점을 도출하고 토양오염 방지조치시설의 기준을 구체화하거나 보완 또는 개선하여 보다 효과적인 토양오염 방지책을 제시하고자 하였다. 부식산화 방지를 위해 저장탱크는 강철-클래드 탱크, 내부 라이닝 탱크 또는 이중벽 탱크를 사용하고 배관은 내부식성 물질로 만든 배관을 사용하는 것이 비용경제적이며 효율적이라고 사료된다. 흘림방지를 위해 주유기 Sump를 설치할 필요가 있으며, 넘침방지 시설의 보호를 위해 유류의 주입방식을 가압식 주입에서 자연 유하식 주입으로 변경할 필요가 있다. 모든 탱크 및 배관 관련 시설은 저장물질의 누출여부를 확인할 수 있도록 자동누출측정기기, 증기 감지시설, 지하수 감시시설, 또는 이중벽 감시시설 등 저장물질의 누출여부를 확인할 수 있도록 한가지 이상의 모니터링 시설을 갖추어야 할 필요가 있는 것으로 나타났다.

토양증기추출법에 의한 휘발유 오염토양의 현장복원 연구 (A Field Study on Remediation of Gasoline Contaminated Site by Soil Vapor Extraction)

  • 김재덕;김영래;황경엽;이성철
    • 한국토양환경학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.13-23
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    • 2000
  • 본 연구에서는 유류가 오염된 토양을 복원하기 위해 실제 현장의 토양성상과 오염현황을 조사하고 이 자료를 바탕으로 in situ복원기술인 토양증기추출법을 적용할 때 복원효율에 영향을 미치는 토양증기추출 장치의 운전조건과 토양성상의 영향을 검토하였다. 본 부지는 지하저장고에서 누출된 휘발유가 오염되어 있었고 그 농도는 BTEX가 최대 1.081ppm, TPH가 최대 5,548ppm이 포함되어 있었으며, 장기간에 걸쳐 지하 6m깊이까지 확산되어 오염물의 분포 면적은 170$\textrm{m}^2$, 오염토양의 총 부피는 약 1,000$\textrm{m}^3$으로 추산되었다. 오염부지의 토양은 지하 3~4m까지는 사질매립토이고 지하 4~6m에서는 불균질한 점토질이 섞인 미사토였으며 토양의 공기투수계수는 1.058-1.077$\times$$10^6$$\textrm{mm}^2$이었다. 이 부지내 일부지역에 지하수 흐름이 있으며 지하수위는 지하 약 3~4m부터 존재하였고 지하6m이하에는 암반이 존재하였다. 이 부지에 깊이 6m인 8개의 추출정과 7.5마력 용량의 진공펌프가 포함된 토양증기추출 장치를 설치하여 하루 8시간씩 100일간 운전한 결과 지하수가 존재하지 않는 사질토양에 있었던 BTEX는 90%이상의 효율로 제거하였으나 지하수대가 존재하는 지역에서는 BTEX와 TPH의 제거효율이 대폭 낮아졌다. 또한 토양증기장치에 의해 유도된 토양내 공기흐름은 토양깊이가 깊어질수록 공기 흐름량은 감소하여 복원효율이 떨어졌다.

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수리영역 개념을 적용한 단열암반의 지하수유동체계 해석 (Analysis of a Groundwater Flow System in Fractured Rock Mass Using the Concept of Hydraulic Compartment)

  • 조성일;김천수;배대석;김경수;송무영
    • 지질공학
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    • 제16권1호
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    • pp.69-83
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    • 2006
  • 본 연구는 지하유류저장공동 굴착 시 조사된 단열체계 및 수리 인자를 토대로 투수성구조영역과 수리암반영역으로 세분화하여 연구지역의 불규칙하고 복잡한 지하수유동체계를 해석해 보고자 하였다. 지하공동 내에서 확인된 단열분포특성과 지하공동굴착과 동시에 지표관측공 28개를 통해 측정된 지하수위 및 수평수벽공 95개와 수직수벽공 63개에 의해 일별로 계측된 압력 및 주입량을 통해 연구지역은 지하수의 방벽역할을 하는 3개의 투수성구조영역과 4개의 수리암반영역으로 구분이 가능하였다. 공동심도에 발달된 투수성 구조는 국지적 큰 규모 단열대인 NE-1과 2개의 국지규모 단열대로 구성되고 있으나, 수리암반영역은 국지규모 단열대에 의하여 4개 영역으로 구분된다. FZ-2 구조대와 인접한 수리암반영역 Domain-A와 B는 수평수벽공의 초기압이 최대 약 $15kg/cm^2$까지 높으며, 지하공동 굴착 시 상 하부의 지하수위변화의 차이가 $10\sim40m$로 상 하부의 수리적 연결성이 양호한 것으로 평가된다. 반면, FZ-1 구조대와 인접한 Domain-C와 D는 이중수위측정 시설 설치시 상부와 하부의 지하수위차는 최대 약 120 m로 매우 크게 나타났으며, 상부 지하수는 공동굴착 시 수위 가 크게 변화하지 않았다. Domain C, D의 하부암반의 수리 전도도$(7.2X10^{-10}m/sec)$는 상대적으로 낮은 지하수 함양량의 원인을 제공하고 있으며, 연속체개념 의 지하수유동모델링을 통해 계산된 4개 영역의 함양량은 연구지역의 20년간 평균 강수량(1,356 mm/year)의 2%로 계산되었다.

콘크리트 타설에 따른 지하식 LNG 저장탱크 컴프레션링 거동 분석 (The Analysis of Inground LNG Storage Tank Compression Ring Behavior during Concrete Pouring)

  • 김영균;김지훈;윤인수;오병택;양영명
    • 한국가스학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.16-21
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    • 2005
  • LNG저장탱크에서의 컴프레션링의 역할은 콘크리트 벽체에 고정되어 Steel 루프 플레이트를 연결지지 하는 것이다. 구체적으로는 한쪽 끝부분은 콘크리트 벽체에 묻혀 고정되며 다른 쪽 끝부분은 루프 플레이트와 용접 연결되어 중첩된다. 이러한 조건에서 예측되는 하중 조건인 자중, 내부압력 및 콘크리트 무게에 대한 충분한 안전성을 확보하도록 설계되어야 한다. 본 논문에서는 유한요소법과 실제 시공 시 계측을 통해 획득한 데이터를 이용하여 콘크리트 타설 시공에 따른 컴프레션링의 거동을 파악하였다. 또한 설계변수 변화에 따른 컴프레션링의 거동을 분석한 결과를 기본으로 하여 보다 합리적인 설계법을 제시 하고자 하였다.

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LPG 충전소 저장탱크의 설치방법에 따른 경제성 분석에 관한 연구 (A Study on the Economic Analysis for Installation Method of Storage Tank in LPG Filling Station)

  • 허용정;임주연;염무열;임사환
    • 한국가스학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.23-28
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    • 2016
  • 환경 친화적 자동차는 우리나라 정부가 추구하는 저탄소 녹생 성장 전략의 상징이어 왔다. 최근 정책 추세에 맞추어, 새로운 LPG 충전소가 많이 지어지고 있다. 하지만 대규모 가스 저장시설에서의 안전사고는 사회적으로 막대한 인명 피해와 재산 피해를 야기시켜 왔다. 이 논문에서는, LPG 충전소에서 안전사고를 사전에 예방하기 위하여 설치방법에 따라 경제적 분석을 실시하였다. 분석결과, 지하 저장소는 그 유지관리 및 효율적인 토지이용 면에서 긍정적인 것으로 나타났다.

열-역학적 연계해석 모델을 이용한 다중 열저장공동 안정성 분석 (Stability Analysis of Multiple Thermal Energy Storage Caverns Using a Coupled Thermal-Mechanical Model)

  • 김현우;박도현;박의섭;선우춘
    • 터널과지하공간
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    • 제24권4호
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    • pp.297-307
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    • 2014
  • 암반공동을 이용한 열에너지 저장은 대용량 저장이 가능하며 열저장매체를 선택할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 사일로 형태의 열저장공동이 지반 내 두 개 이상 배치될 때 공동 사이에 형성되는 암반 필라의 안정성에 대해 3차원 유한차분해석 프로그램인 $FLAC^{3D}$를 이용하여 분석하였으며, 저장된 열에너지로 인해 암반에 발생하는 열응력을 반영할 수 있도록 열-역학적 연계모델을 사용하였다. 해석 결과, 열에너지 장기 저장으로 인해 암반 필라에 작용하는 최대주응력이 상당량 증가하였으며, 필라 폭이 좁아질수록 근접한 열원 때문에 열응력 증가량도 커짐을 확인하였다. 필라 안정성에 영향을 미치는 주요인자로서 저장공동 간격, 측압계수, 심도를 선정하고 민감도 분석을 실시한 결과, 측압계수, 저장공동 간격, 심도 순서로 영향력이 크게 평가되었다. 저장공동 간격의 경우 동일한 크기의 공동 건설 시 필라 폭을 최소 저장공동 직경 이상 확보해야 할 것으로 판단되었다. 큰 규모의 저장공동 주변에 소규모 수직갱이 설치될 때는 최소한 저장공동 직경의 0.5배 이상 이격함으로써 크기 차이로 인해 수직갱에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있었다. 또한 최대수평주응력 작용방향과 공동 중심을 잇는 축이 평행하도록 배치하여 저장공동에 의한 방패효과가 발휘될 수 있게 함으로써 현지응력이 공동 사이 암반 필라에 미치는 영향을 최소화할 수 있었다.

지하 LNG 저장 시험장에서 극저온 환경에 의한 지반상태 변화의 규명 (Investigation of ground condition charges due to cryogenic conditions in an underground LNG storage plant)

  • 이명종;김정호;박삼규;손정술
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제8권1호
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    • pp.67-72
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    • 2005
  • 복공식 시하공동내에 액화천연가스(LNG)를 저장하는 새로운 LNG 저장기술의 타당성을 검증하고 실규모 저장소 건설을 위한 기반기술의 개발을 위하여 액화질소를 저장하는 소규모 시험장을 한국지질자원연구윈 구내에 건설하였다. 액화질소를 지하공동내에 저장함에 따라 공동주변의 암반은 극저온 환경의 직접적인 영향을 받게 되므로, 공동주변에 결빙층(ice ring)의 형성은 물론 지반상태 변화를 수반할 것으로 예상되었다. 이 시험장에서는 지반상태의 변화 규명과 모니터링을 위하여 물리탐사, 수리지질조사, 암반공학 조사 등이 수행되었으며, 특히 시추공 레이다와 3 차원 전기비저항 탐사를 포함하는 물리탐사법을 적용하여 극저온 환경으로 인한 암반내 결빙층의 형성을 탐지하고 지반상태 변화를 모니터링 하였다. 특히, 3차원 전기비저항 탐사자료는 액화질소의 저장 전후에 획득하여 그 결과를 비교하였으며, 3 단계에 걸쳐 획득한 3 차원 전기비저항 영상들로부터 액화질소의 저장에 기인한 뚜렷한 전기비저항 변화 영역을 도출하였다. 저장공동의 동쪽부에서 전기비저항의 감소를 보였으며, 수리지질조사 결과와 저장소 주변의 여러 패턴을 비교, 검토하여 이와 같은 전기비저항의 변화가 지하수 흐름의 변화에 기인하는 것으로 해석하였다. 즉, 극저온의 액화질소에 의한 암반의 동결로 인하여 공동주변의 수리지질조건 및 지하수 흐름에 변화가 발생하는 등, 저장소 가동 이전의 지반상태로부터 뚜렷한 변화를 나타낸 것으로 해석되었다.

뽕나무 절지의 저장 습도가 새싹의 생장에 미치는 영향 (Effects of Storage Humidity on the Sprout Growth of Mulberry Cut Twigs)

  • 배종향;조자용;김병운;장홍기;허북구
    • 생물환경조절학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.20-25
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    • 2008
  • 목본류의 절지를 이용한 싹기름 채소생산의 기술을 개발하기 위하여 뽕나무 가지를 2006년 4월 13일에 절지하여 $4{\sim}6^{\circ}C$의 저온저장고에서 습도조건($40{\sim}50%$$80{\sim}90%$)에 따른 생존율과 $1{\sim}3$개씩의 싹을 붙인 가지를 자른 후 싹기름을 했을 때 저온저장 일수에 따른 새싹의 생장 정도를 조사하였다. 뽕나무 절지의 생존율은 저장일수가 길수록 낮아져 저온저장을 하지 않은 채취 당일에 싹기름을 한 것은 97.4%였고, 122일 저온저장한 후 싹기름을 한 절지는 $40{\sim}50%$의 습도조건에서 34.2%, $80{\sim}90%$의 습도조건에서 저장한 것은 85.7%였다. 또한 절지의 저장일수가 길수록 새싹의 잎수가 증가하는 경향을 보였고, 싹의 길이와 폭도 큰 경향을 나타내었다. 따라서 뽕나무의 절지를 $4{\sim}6^{\circ}C$의 저장온도와 $80{\sim}90%$의 습도조건에서 저장한 후 $1{\sim}3$개씩의 싹을 붙인 가지를 잘라 싹기름을 하면 새싹 채소의 생산이 가능한 것으로 나타났다.