| 연구개발개요 |
1세부) 중수력 발전설비 안전성 평가 및 검토 기술 - 수리적 구조물 안정성 검토 및 설계 기술로 수력플랜트를 구성하는 구조물에 대해 수충격 등 수리진동 현상 발생에 대한 예측을 통한 안정적인 수력발전플랜트 설계 기술을 개발 - 수력플랜트 내진안정성 사고 저감 기반 설계 기술은 지진 발생 시에 시나리오별로 중수력 플랜트 구조물에 대한 지진안정성을 평가하여 지진에 대한 사고 저감을 기반으로 한 설계 기술을 개발2세부) 수력플랜트 On-site 제작/설치 기술 - 수력플랜트 기자재 분할 설계 및 현장 제작 기술은 설비의 대형화에 따라 3∼4 분할로 공장 제작 후 현장에서 작업이 필요한 발전기의 설계 및 현장 설치 기술과 수차의 최적 효율 및 안정적 운영을 위한 설계 및 현장 설치 기술, 수차와 발전기를 연결하는 축계의 설계 기술 등을 포함함 - 수력플랜트 정밀 시공기술은 설계, 제작된 각 요소 설비별로 현장에서 조립하고 검사하고 시공하는 기술과 구조 안정성을 고려해 개개 설비의 통합적인 시공 기술 - 제어시스템 시공 및 시운전기술은 수력플랜트는 변경되는 유입유량에 대해 일정한 주파수의 안정적 전력 생산을 위해 필요한 유입유량 제어 시스템의 설계, 설치, 시운전 등을 통한 운영 안정성을 확보하는 기술3세부) 수력플랜트 성능시험 및 평가 기술 - 실물 발전플랜트 검증 기술은 설계가 완료된 수차에 대해 기하학적, 역학적 상사성을 갖는 모델수차를 국제기준에 따라 제작, 충분한 시험을 통해 성능을 확인하는 기술과 실물 수차를 현장에 설치한 후 시험하는 실물 발전플랜트 성능평가 기술 - 상태 진단 및 평가기술은 수력발전플랜트의 운영과 관련된 기술로 실시간으로 회전기기의 진동을 분석해 성능을 진단하는 시스템의 개발과 노후도 평가 기술을 개발하는 기술
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| 최종목표 |
1세부, 안전성) 중규모 수력발전 설비 안정성 평가 및 검토기술 개발2세부, 제작/설치) 중규모 수력플랜트 on-site 설계/제작/설치 기술 개발3세부,시험/평가) 중규모 수력플랜트의 실물 및 모델 수차 성능 시험 과 실물수력플랜트 평가 기술 개발최종적으로, 국내외 수력플랜트 시장진출 및 현대화 사업 참여를 위하여 적용 범위가 넓은 50MW급 플란시스 수력플랜트를 대상으로 설계, 시공, 시험, 평가, 품질관리 및 안전성 검토 등 독자적 기술력 확보로 선진 제작사 수준의 고효율(92% 수준) 수차 및 저속 동기 발전기(효율 95.5%수준) 개발을 통한 핵심기술의 독자기술 개발 및 수력플랜트 종합 건설기술의 확보가 최종목표임
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| 연구내용 및 범위 |
1세부)0 주요 발전설비 수치모델링 및 설치 안정성 검토 - 중수력 플랜트 발전설비 현장조사 및 설치 시공기준 분석 - 현장설치된 고정단 앵커의 장기부착 성능 평가 및 수력 발전설비(터빈, 발전기)의 내진성능평가를 위한 정착부 수치해석 모델링 - 수압철관 진동실험 및 중수력 발전설비 안정성 해석/평가 - 발전설비 내진안정성 검토 및 진동대 수치해석 모델링 개발 - 면진장치를 고려한 중수력 발전설비의 내진성능 리스크 평가 및 중수력 발전설비 안전도 가이드라인 제시0 발전설비 구조성능 및 내진성능 실험 - 국내외 내진기준 조사 및 현장조사 - 현장설치 앵커 성능평가 및 발전설비 진동대 실험을 통한 현장설치 앵커의 내진성능 평가(I) - 수압철관 취약부(Joint) 성능평가 및 현장설치 앵커의 내진성능 평가(II) - 지진피해저감 면진장치 및 고성능 앵커 개발을 통한 발전설비 내진성능 개선효과 검토 - 중수력 플랜트 발전설비 현장설치 조건을 고려한 내진성능 가이드라인 제시 - 중수력 플랜트 안정성 가이드라인 문제점 보완 및 관련 연구결과 홍보0 시나리오 기반 발전설비의 안전성 확보를 위한 지진 취약도 평가 - 중수력 발전시설 지진취약도 평가를 위한 시나리오 set 구성 - 주요 중수력 발전시설에 대한 확률론적 지진 취약도 평가0 시나리오 기반 수충격 안전성 검토 - 현장조사 및 분석을 통한 수충격 발생 메카니즘 규명 - 수충격을 고려한 비정상 유동해석 모형 개발 - 기존 수력플랜트 설비에 대한 수충격 해석 및 안전도 평가 - 중수력 플랜트 설비에 대한 수충격 해석 및 안전도 평가 - 수충격 저감을 위한 중수력 플랜트 설비 안전도 가이드라인 제시2세부)0 수차의 수력 및 구조 진동 설계기술 개발- 주요부(러너, 가이드베인 등) 소재 선정 기술- 기존 기술을 활용한 형상에 대한 기본설계, 상세 설계- 수차의 수력설계, 해석기법 정립- 유체 가진력을 고려한 런너의 구조건전성 평가기술 개발- 런너/베인 비정상 상호작용 유발 진동해석 기술 개발- CFD를 통한 캐비테이션 유동특성 해석 및 가시화 성능시험 기술 개발0 회전축계, 윤활계 및 실링기술 개발- 회전체 진동 안정화 기술 개발- 윤활계 및 실링 유닛의 정적/동적 안정성 향상을 위한 설계 평가기술 개발- 수력플랜트 시스템의 진동해석 및 베어링 설계 기술 개발0 발전기 분할을 고려한 설계 및 제작기술 개발- 계자 및 전자기 설계/제작 및 권선 관련 설계 기술개발- 분할을 고려한 발전기 특성 해석기술 개발- 현장 설치를 고려한 설계/제작 및 설치용이 기술 개발0 수력플랜트 조립, 시공 및 검사기술 개발- 시공을 위한 시뮬레이션 절차수립- 수차, 베어링, 발전기 등 주요부 정밀 조립기술 절차 구축- 수력플랜트 설비의 조립 안정성 및 시공상태 평가기술 개발0 수력플랜트 제어시스템 제어기술 및 시공기술 개발- 제어시스템 국내기술 분석 및 핵심부품 설계- 수력플랜트 시스템의 통합 운영 제어기술의 개발0 수력플랜트 단위설비별 dry/wet test 기술 개발- Dry/wet test 국제기준 분석, 기술기준 수립 및 현장적용 검증3세부)0 실물 발전플랜트 성능 평가기술 개발- 실물 플랜트 성능시험 절차수립- 수차 및 부속 설비에 대한 압력/진동등 주요인자의 측정을 위한 계측기술 개발- 모델수차 성능평가 기술과 연계한 불확도 측정시스템 개발- 실물 수력플랜트 상태 평가 S/W 개발0 CFD(전산유동해석)를 활용한 발전플랜트 성능 검증기술 개발- CFD 성능 검증용 모델 및 해석기술 개발- CFD를 이용한 원형 수차와 성능비교 검토- Test-rig 유로 안정화 분석 및 유로개선- 시험과 CFD 성능평가 결과를 통한 검증0 모델을 활용한 발전 플랜트 성능평가 기술 개발- 모델수차 성능시험 절차 수립- 모델수차 제작, 측정 방법의 정립- 모델수차 표준모델 개발- 원형/모델 수차의 기하학적 상사성 평가기법 및 성능환산법 개발 - 모델수차 런너/베인 및 부속설비에 대한 정밀측정기술 확보0 모델 Test-rig 최적설계 및 운영기술 개발- 유동안정화를 위한 최적구성도 및 성능평가를 위한 운영절차 수립0 발전설비 절연진단을 통한 노후도평가 및 개대체 의사결정 기술 개발- 통계적 기법을 적용한 단위요소별 개대체 주기 산정- 설비 사고사례, 주요부재 운영보수실적 분석평가 등 운영상태 분석- 단위설비/설비전체(종합적) 노후도 평가기법 개발- 설비상태/잔여수명을 고려한 기술적/경제적 평가기법을 포함하는 종합적 평가기법 개발- 노후도 기반 의사 결정 시스템개발0 운영단계 발전플랜트 안전성, 효율성 평가기술 개발 - 계측 데이터의 분석 및 평가기술 개발0 실시간 진동측정 및 성능진단 기술 개발- 실시간성능 진단시스템 및 모니터링기법 기술개발- IoT 기술을 기반시스템 진단기술 개발
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