화력발전소나 산업용 보일러 굴뚝과 같이 대구경(大口徑)유로에 사용이 간편하고, 수입 유량계에 비해 성능 및 내구성이 대폭 향상된 국산 유량계가 국내 연구진에 의해 개발되었다.

과학기술부는 원자력 중장기연구개발사업으로 지원하여 한국원자력연구소(소장 박창규) 백원필 박사팀이 개발한 ‘평균 양방향 유동튜브(Average Bi-Directional Flow Tube) 유량계’가 기존의 수입 유량계와는 달리 액체(물·유류), 기체(공기·배기가스), 액체와 기체의 혼합유체 등 전 영역의 유량 측정에 사용이 용이하다고 밝혔다.

▲ 한국원자력연구소 백원필 박사팀이 개발한 ‘평균 양방향 유동튜브(Average Bi-Directional Flow Tube) 유량계’.

이번에 개발된 “평균 양방향 유동튜브(Average Bi-Directional Flow Tube) 유량계”는 유체 내의 온도 및 압력 조건에 크게 구애를 받지 않으며, 특히 대구경(大口徑)유로에 사용이 편리한 특징을 지닌다. 무엇보다도 유동 방향이 바뀌는 양방향 유동의 경우에도 유량 측정에 전혀 문제점이 발생하지 않는 등 기존 제품에 비해 성능을 크게 향상시켰다.

또한, 제품의 내구성을 획기적으로 증진시켜 고속의 유동이 발생하거나 부유물이 섞여있는 유체 등 열악한 측정 환경에서 사용 가능한 장점을 지닌다.

현재 국내에서 지름 200mm이상의 대구경 산업용 관로에 사용되고 있는 유량계는 성능이나 내구성 면에서 기대치에 크게 못 미치고 있다. 따라서 이번에 개발된 “평균 양방향 유동튜브 유량계”는 대기가스 배출 총량에 대한 규제가 점차 강화되는 상황을 감안할 때, 화력발전소 및 산업용 보일러 굴뚝의 배기가스 유량 측정에 대한 정확도를 높이는 데 널리 이용될 것으로 보인다.

이외에도 정유용 대형 배관을 비롯한 급·배수용 대형 배관뿐만 아니라, 원자력발전소의 2차 계통 유량 측정 및 수소생산용 고온가스원자로의 냉각재 유량 측정에도 활용될 것으로 큰 기대를 모으고 있다.

한편, 원자력연구소는 이번에 새로 개발한 “평균 양방향 유동튜브 유량계”를 지름 200mm 및 500mm 구경의 액체 및 기체용 배관에 적용할 수 있는 시제품으로 제작하여 이미 성능실험을 완료하고, 관련 기술에 대한 특허를 한국, 미국, 일본 등에 출원한 상태이다.

또한 원자력연구소는 최근 국내 유량계공급 전문기업인 한국오발(주)와 국산 유량계의 본격적인 생산을 위한 기술이전 협약을 추진 중에 있다.

한국오발(주)은 기술이전 협약이 완료되면, 개발된 유량계의 우수한 특성으로 당장 올해부터 연간 400억 규모의 국내 유량계 시장에서의 상당부분 점유가 가능할 것으로 전망된다.

또한 국내 유량계 시장 진입을 발판으로 외국 기관의 성능 검증을 통해 미국, 일본 등으로의 수출도 추진할 방침이다.

1. 유량계(流量計): 유체의 흐름이 있는 관로에서 단위시간당 흐르는 유체의 양을 계측하는 계측 장비

2. 대구경(大口徑)유로: 배관의 직경이 수백 mm이상(예, 200mm 이상) 되는 관을 말함

3. 평균 양방향 유동 튜브(Average Bi-Directional Flow Tube): 기존의 국소 양방향 유동 튜브가 배관 내 국소지점에서의 양방향 유속 계측에 사용되나 평균 양방향 유동튜브는 이를 발전시켜 양방향의 유동이 발생되는 배관 내에서 평균 유속을 계측하고자 고안됨