압축공기 저장용 파일롯 터널에 설치된 콘크리트 플러그의 안정성 해석

CAES-G/T (Compressed Air Energy Storage - Gas Turbine) power generation is a likely option for the buffer facility stabilizing the fluctuation of the renewable powers, such as wind and solar powers. Considering the geological conditions, the underground CAES facility is most probable if the CAES-G/T generation is planed in Korea. In this kind of facility, a concrete plug is installed to seal the compressed air in the container, so that the selection of the shape and dimension of concrete plug could be a critical design factor. The stability evaluation of two types of plug was carried out by investigating the distribution of the factor of safety in the plugs and the distribution of contact pressure over the contact surface. The analysis result shows that the taper-shaped plug is more structurally stable than the wedge-shaped plug for the given geological condition. Possible separation of the rock-concrete interface around the spring line of the wedge-shaped plug is anticipated, which means the possible leakage of compressed air through the side wall and also means the poor mobilization of frictional resistance on that area. 압축공기를 활용한 가스터빈 발전방식(CAES-G/T)은 태양열이나 풍력과 같은 신재생 에너지의 출력 변동성을 조절하는 유력한 수단 중 하나로 고려되고 있다. 국내에서 CAES 발전이 실용화된다면 지질여건상 암반터널식이 채택될 가능성이 크다. 암반터널식 CAES 시설에서는 압축공기 저장공간을 밀폐시키기 위한 콘크리트 플러그의 설치가 필요하므로 플러그의 형상과 크기를 결정하는 것이 중요한 설계변수가 된다. 파괴에 대한 안전율 분포와 접촉부 접촉압력 분포 분석을 통해 2가지 형태의 콘크리트 플러그에 대한 안정성 평가를 수행하였다. 주어진 지질조건에서는 테이퍼형 플러그가 쐐기형 플러그에 비해 구조적으로 안정한 것으로 나타났다. 쐐기형 플러그의 경우 측면 접촉부에서 분리현상이 예측되었고 이러한 분리면에서 압축공기의 누출 가능성과 마찰저항의 감소가 발생할 수 있음을 보여주었다.