일반기술

수용성 고분자 물질을 이용한 해수 난류 유동의 마찰저항 감소방법 및 이를 이용한 해수 온도차 발전 기술

본 발명은 OTEC 시스템 뿐만 아니라, 모든 난류 유동을 포함하는 운송 및 이송 시스템상에 매우 효과적으로 적용하기 위함이며, 또한 전반적으로 에너지 감소 및 비용감소 효과를 얻기 위함이다.본 발명은 고분자를 이용하여 해수 난류 유동의 마찰저항을 감소시키는 방법 및 상기 고분자를 이용하여 해양 온도차 발전 시스템(Ocean Thermal Energy Conversion, OTEC)에서 관내면과 유동하는 해수간의 마찰저항을 감소시키는 방법에 관한 것이다.보다 구체적으로는 해수에 분자량이 크고 선형의(linear) 구조를 갖는 수용성 고분자 물질, 바람직한 예로서는 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide)를 혼합시킴으로써 해수 난류에 의해 발생하는 마찰저항을 감소시키는 방법에 관한 것이다.또한, 이러한 방법을 해양온도차 발전 시스템에 적용하여 열 교환기내의 관을 통한 해수의 유동 대한 마찰저항을 감소시키는 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 해양 온도차 발전 기술에 있어 에너지의 전환시 열에 대한 열 교환기의 효율을 극대화할 수 있다.선형구조의 수용성 고분자 물질을 첨가하여 해수 난류 유동의 마찰저항을 감소시키는 방법으로서, 폴리에틸렌 옥사이드(Polyethylene oxide)를 기반 물질로 하는 해수 난류 유동의 마찰저항 방법이다.보다 구체적으로는 1) 분자량 400,000 내지 5,000,000 정도의 고분자물질을 주 물질로 하며, 최적농도 40~100 ppm 범위에서 심해수를 냉해수관으로 유입시키는 단계, 2) 유입된 심해수가 냉해수관을 통해 유동하는 동안 수용성고분자를 첨가하여 혼합액을 형성하는단계, 및 3) 열교한기에서의 기화에너지를 전기에너지로 전환시키는 단계로 구성되며, 이러한 방법에 따라 마찰저항 감소의 현상을 이용, 에너지 전환 효율의 최적화한다. 본 발명의 방법은 OTEC 시스템 뿐만 아니라, 모든 난류 유동을 포함하는 운송 및 이송 시스템상에 매우 효과적으로 적용될 수 있다. 예를 들어, 대단위 주거 밀집지역에 활용될 수 있는 지역냉난방 시스템 및 원유 및 정제유등의 장거리 운송, 그리고 운송에 막대한 에너지가 소요되는 각종 운송 시스템(공장 등), 그리고 화재현장에서의 소화액 분사에 필요한 마찰압력 감소를 통한 효과적 화재진압에 유용하게 이용될 수 있다.또한, 본 방법은 전반적으로 에너지 감소 및 비용감소 효과를 기대할 수 있다. 본 발명에서 수행되는 원리의 이용은, 먼저 효과적인 마찰저항 감소에 대한 물질개발과 적절한 투입 메카니즘 구현 및 장치개발 시장에 효과가 있다.아울러, 이러한 시스템의 적용은 차후의 에너지 절감이라는 미래형 산업에 있어서 필수적인 요소로 적용될 수 있다.국내시장에서의 전반적인 수요시장 확대와, 에너지 절감에 대한 기반 법제 및 요구가 이미 절실히 요구되는 바, 기업화의 전환이 조속한 시일내에 이루어 질 것으로 예상된다.