R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201919TBIP-C127226-03 | |||||
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| 연구사업명 | 국토교통기술사업화지원 | |||||
| 연구과제명 | 플랜트 민감설비용 저충격 소화시스템 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2017-04-01 ~ 2019-12-31 | |||||
| 연구책임자 | 노고섭 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
4명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
13명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 922,000,000 원 기업 : 695,000,000 원 계 : 1,617,000,000 원 |
총연구비 | 정부 : 2,177,000,000 원 기업 : 1,561,000,000 원 계 : 3,738,000,000 원 |
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| 연구기관명 | (주)진화이앤씨 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | - | |||||
| 주요 내용 |
[기술의 정의] ○ 본 기술은 진동이나 소음에 민감하게 반응하는 플랜트 시설을 보호하고 플랜트 가동 중단을 방지하고자 개발된 기술로써 신속성, 안전성 및 화재 제압 시스템의 고도화를 실현함. ○ 본 기술은 3차원 공간에서 360회전하면서 화재신호를 스캔(Scan)？판별하고, 발화위치 및 정도에 따라 가변용량의 소화시스템을 작동시킴. ○ 본 기술은 통합화된 화재 방지 및 안전 시스템으로서 플랜트 시설센터의 보호에 핵심적인 역할을 하며 플랜트 운영에 있어 주요 시설과 시스템을 구축하고 있는 최고 수준의 보호 조치를 실현함.. [기술의 활용성] ○ 소방 방재？안전분야에 대한 설계기술 및 시스템의 국산화로 수입대체효과를 거두며 신기술의 성능 및 신뢰성 확립으로 타 국가와의 경쟁우위 기반 마련, 또한 지적재산권 및 know-how의 확보로 소방？방재, 변전소, 주유소, 물류창고, 각종플랜트 등등의 산업의 부가가치 증대. ○ 현재 방재？안전 분야에 대한 의식변화와 필요성 증대로 인하여 증가한 다양한 기술적 요구를 만족시키며, 대규모의 기반시설의 구축으로 인하여 첨단기술과 시스템 통합 및 관리기술의 개발을 촉진. ○ 성능기준에 근거한 방재？안전 시스템 설계를 위한 방재？안전에 영향을 미치는 물리적 현상규명과 이의 모델링 및 시뮬레이션 기술, 타당성 평가기술 등을 정보기술과 연계하여 기술기반 확보. ○ 첨단화, 고층화, 다양화되어지는 시설뿐만 아니라 변전소, 주유소, 물류창고, 각종 플랜트와 접근이 어려운 지하통신구와 전력구, 원자력 발전소 등의 중요한 국가 기간 시설물 등의 보호에 신뢰성 있는 화재감지 및 화재진압시스템 적용 ○ 또한, 소방방재에 관한 기술로 국가의 중요한 기간시설과 산업기반시설 등을 보호함으로써 사회적 비용 최소화와 인명을 보호함. [최종목표] ○ 플랜트 시설물에서 반경 30m 이내의 화재를 신속하게 감지하는 fire scanner을 개발(공간화재검출) - 지능형 발화감지 및 판별기법 개발 - 자외선, 적외선 스캔방식 도입 → 단일/융합센서, 판별알고리즘 최적화 ○ 화재 위치를 2축 동작을 이용하여 30sec 이내 자동으로 검출하는 position tracking을 개발(위치추적) - 발화위치 자동추적시스템 개발 - 공간좌표계 가변설정기능 적용 → 2축 동시 모션(Motion) 추적시스템 ○ 화재를 능동적으로 소화하는 variable fire suppression(3단 가변 nozzle)을 개발 - 가변용량형 자동화재진압장비 개발 - 자동추적시스템에 결합 → 위치 및 화원에 따라 가변적으로 약제 분사기능 - 물/분말/가스계 분사노즐 최적화 개발 - 현장 적응형 소화약제 도입 → 용도별 화재진압 효과성 제고 ○ Iris damper를 이용하여 유량 제어가 가능한 가변형 노즐 개발 - Iris damper를 이용하여 발화 크기에 적합한 양의 소화약제 분사 가능 - 가변형 노즐을 이용함으로 화재 진압 신속성 및 효과성 확보 - 가변형 노즐을 이용한 효과적인 화재진압 시스템 구축 ○ 화재진압으로 인한 내부 피해를 최소화 시킬 Silent 노즐 개발 - 소화약제 분사 시 배출되는 압력을 최소화 시키는 Silent 노즐 개발 - 플랜트 시설물에 가해지는 압력 감소 → 플랜트 시설물 고장 최소화 - 수치해석과 시제품 비교를 통한 화재진압 데이터베이스 구축 [연구내용 및 범위] [1단계] ■ 가변형 화재 제압시스템 구축을 위한 공정 유닛 설계 요건 확립 ● 국내외 과학기술 및 특허 DB조사를 통한 기술 수준 분석 ● 선진 제품 기술조사 및 벤치마킹을 통해 설계 요건 확립 ● 3차원 모델링을 통한 설계 변수 확립 ● 플랜트 감시관련 시스템 구성 기자재의 국산화 기술자료 분석 - 발화점의 위치추적 오차를 최소화할 수 있는 센서구조 설계하고 위치추적모듈 Motion Analysis를 통하여 위치추적모듈과 화재진압장치를 연동 설계 ？ 선진 제품사례 조사 및 벤치마킹을 통해 기본설계 (기능, 성능, 시스템) 확립 ？ 특허 DB 조사를 통한 회피전략 마련 ？ 센서 구조, 검지방식 등에 관한 평가 및 분석 알고리즘 적용을 통해 오차 최소화 ？ 발화감지유닛 시범 제작을 통해 성능과 신뢰성을 확인 [2단계] ■ 가변형 화재 제압시스템 제작을 통한 성능평가 ● 3차원 공간상 위치 이동경로, 스캔정보의 위치인식과 같은 기능을 점목 ● 2축 모션을 이용하여 3차원공간의 위치확인, 추적경로를 최적화 ● 화재감지 스캐너에 대한 Prototype 제작 미 평가 ● 전산수치해석을 위한 수치모델 및 지배방정식 확립 ● 형상변수 및 작동조건을 고려한 가변형 노즐 사일런트 전산 모델의 수치해석 기법 확립 및 내부 유동특성 분석 - 발화지점 감지장치 Prototype 기본설계 및 견본품 제작, 평가하고 위치추적 시스템 Prototype 기본설계를 평가 ？ 센서 융복합기능, 정보 컨텐츠 분석 (공간 좌표계, 스캔기능) ？ 3차원 공간상 위치 이동경로, 스캔의 위치인식 기능 점목 ？ 2축 모션을 통한 3차원 공간의 위치확인, 추적경로 최소화 ？ 화재감지 스캐너에 대한 Prototype 제작 및 평가를 통한 피드백 - 용량 가변형 화재진압장치 기본설계 및 평가하고 발화감지 및 법정 수신기 연동 프로트콜을 설계 ？ 수치해석으로 검증된 가변형 화재진압장치 기본설계 ？ 가변형 화재진압장치 평가 및 발화감지시스템 구축 ？ 법정수신기 연동 프로토콜 시스템 구축 [3단계] ■ 가변형 화재 제압 시스템 장비 제작 및 적합성 평가 ● 위치추적 알고리즘 코딩 및 내재프로그램으로 작성 ● 스캐너와 2축 추적모듈을 결합하여 기능 구현성 확인 ● 기본 작동조건, 요구성능, 기준, 타모듈과 연동제어 등 적합성 확인 ● 저충격 가변형 사일런트 노즐 최적 설계안 도출 ● 제작한 가변형 화재 제압 시스템 공인 시험성적서 확보 - 시스템 및 부품 상세설계 및 시작품 제작, 회로설계 및 통합제어 장치 견본품 제작 ？ 위치추적 2축 연동알고리즘 작성 ？ 스캐너와 위치추적모듈 연동 설계 및 제작 ？ 위치추적 알고리즘 코딩 및 내재프로그램으로 작성 ？ 스캐너와 2축 추적모듈을 결합하여 기능구현성 확인 ？ 기본 작동조건, 요구성능, 기준, 타모듈과 연동제어 등 적합성 확인 - 개발 시제품을 실제환경에 적합 가능한지 검증 ？ 실제 구동환경의 외부 조건 및 적합 가능성 분석 ？ CFD와 실험데이터 DB 구축 ？ 공인시험성적서 확보 |
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| 색인어 | 한글 | 화재스캐너 | 진단 | 위치추적 | 가변노즐 | 저소음노즐 |
| 영문 | Fire scanner | Diagnosis | Position tracking | |||
| 최종보고서 | 2_최종보고서_민감설비_통합본_20200227.pdf | |||||