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과제기본정보

시설물 안전 기반 플랜트 통합위험관리 패키지 기술개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 시설물 안전 기반 플랜트 통합위험관리 패키지 기술개발 과제번호 22RMPP-C163162-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 플랜트 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 시설물 소방안전관리기술 실용화대상여부 비실용화
3순위 건설 교통 | 시설물 안전 유지관리 기술 | 자연재해 저감기술 과제유형 개발
과제명 시설물 안전 기반 플랜트 통합위험관리 패키지 기술개발
주관연구기관 한국건설기술연구원
총괄연구 책임자 성명 조정래
소속 한국건설기술연구원 직위 연구위원
기관 대표번호 031-910-0114 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2025-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 4,327,000,000 45,064,000 352,296,000 397,360,000 4,724,360,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 플랜트 시설물 안전성 확보를 위한「시설물 안전 기반 플랜트 통합위험관리 패키지 기술개발」 구축 기술 개발

- (플랜트 시설물 안전) 안전기술 개발 대상은 발전(화력), 자원개발(석유, 화학, 가스), 제철플랜트를 대상으로 하되 플랜트 설비보다는 플랜트 시설물에 초점을 둠
- (화재·폭발·지진) 플랜트 화재, 폭발, 지진 재해 유형별 위험도 평가기술의 개발 및 플랜트 전주기 안전기술 개발
- (통합시스템 및 실증) 플랜트 위험도 평가기술들의 통합하여 구획/공간 관점의 시설물 안전기반 통합위험관리 시스템 개발하고 실증 등을 통해 플랜트 안전 통합관리 패키지 기술 개발
- (제도) 플랜트 시설물 안전기술의 성능 검·인증 기반 및 글로벌 수준 제도 선진화 연구
최종목표 비전 : 플랜트 시설물의 재난 대응 안전인증 기반 구축을 통한 국가 안전사회 구현 및 글로벌 경쟁력 강화
목표 : 플랜트 시설물 재난 최적 대응을 위한 위험도평가 기반 전주기 안전기술 개발 및 관련 제도 고도화

* 구성기술 1 : 화재 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
* 구성기술 2 : 폭발 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
* 구성기술 3 : 플랜트 시설물 특화 내진 안전 관리 기술
* 구성기술 4 : 플랜트 시설물 전주기 통합위험관리 시스템
* 구성기술 5 : 플랜트 시설물 안전성능 검·인증 기반 및 제도 선진화 연구
연구내용 및 범위 * 구성기술 1 : 화재 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
- 플랜트 화재 위험도 평가기술 개발
- 플랜트 화재 설계/시공 단계의 안전기술 개발
- 플랜트 화재 운영/유지관리 단계의 안전기술 개발
- 세부기술
1-1. 플랜트 시설물 화재위험도 분류체계 설정 및 정량적 예측/평가 기술 개발 [KICT]
1-2. 플랜트 화재 피해영향 분석을 통한 방호구획 가이드라인 개발 [방재시험연구원]
1-3. 플랜트 시설물 위험도 기반 화재안전 설계 및 시공 기술개발 [한방유비스]
1-4. 플랜트 화재 대응 실시간 소화(진압) 및 피난 기술개발 [한방유비스]
1-5. 플랜트 시설물 화재손상 예측 및 화재안전성능 보강 기술 개발 [KICT]

* 구성기술 2 : 폭발 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
- 플랜트 폭발 위험도 평가기술 개발
- 플랜트 폭발 설계/시공 단계의 안전기술 개발
- 플랜트 폭발 운영/유지관리 단계의 안전기술 개발
- 세부기술
2-1. 플랜트 시설물 가스누출/폭발 정량적 예측/평가 기술 개발 및 위험도 분류 [경기과기대]
2-2. 플랜트 폭발의 폭압에 의한 구조 거동 해석 기술 개발 [서울시립대]
2-3. 가연성 가스/증기의 폭발위험장소 분류체계 설정 및 방폭전기기기 대응 기술 개발 [바텍SEC]
2-4. 플랜트 폭발에 따른 구조물 형식 및 유형별 방폭 설계 및 성능평가 기술 개발 [건국대]

* 구성기술 3 : 플랜트 시설물 특화 내진 안전 관리 기술
- 플랜트 지진 취약도 평가기술 개발
- 플랜트 지진 설계/시공 단계의 안전기술 개발
- 플랜트 지진 운영/유지관리 단계의 안전기술 개발
- 세부기술
3-1. 제철 플랜트 내진 설계/평가/보강 기술 개발
3-1-1 제철 플랜트 내진설계 기술 개발[인천대]
3-1-2 제철 플랜트 내진성능평가 및 보강설계기술 개발[한양대]
3-2. 화력발전 플랜트 내진 설계/평가/보강 기술 개발
3-2-1. 화력발전 플랜트 내진 구조시스템 및 설계/평가/보강 적용기술 개발[한전기술]
3-2-2. 화력발전 플랜트 내진 설계 및 평가 실무지침 개발[이노스]
3-3. 석유화학 플랜트 내진 설계/평가/보강 기술 개발
3-3-1. 석유화학 플랜트 내진설계기술 개발[울산대]
3-3-2. 석유화학 플랜트 내진성능평가 및 보강설계기술 개발[국민대]
3-4. 가스 플랜트 내진 설계/평가/보강 기술 개발 [KICT]
3-5. 플랜트 내진 공통 기준 및 지침[KICT]

* 구성기술 4 : 플랜트 시설물 전주기 통합위험관리 시스템
- 구획/공간 관점의 시설물 안전 기반 플랜트 전주기 통합위험관리 기술 개발 및 실증
- 통합위험관리를 위한 플랜트 시설물 재해 취약도 평가법 개발
- 플랜트 중대 재난 시나리오 및 발생빈도 예측법 개발
- 세부기술
4-1. 플랜트 전주기 통합위험관리 시스템 개발 및 실증[KICT]
4-2. 시설물/재해별(화재, 폭발, 지진) 위험도 분석, 평가, 관리 기술 개발[서울대]
4-3. 구획/공간 관점 플랜트 재난피해 평가 기술 개발[울산과학기술원]

* 구성기술 5 : 플랜트 시설물 안전성능 검·인증 기반 및 제도 선진화 연구
- 플랜트 안전성 시험/평가/인증 체계 마련
- 플랜트 안전 관련 제도 선진화
- 세부기술
5-1. 플랜트 안전성 시험/평가/인증 체계 마련
5-1-1. 플랜트 안전성 시험/평가/인증 체계 마련(화재) [KICT]
5-1-2. 플랜트 안전성 시험/평가/인증 체계 마련(폭발) [건국대]
5-1-3. 플랜트 안전성 시험/평가/인증 체계 마련(지진) [KICT]
5-2. 플랜트 안전 관련 법/제도 선진화
5-2-1. 국토공간 기반 플랜트 안전도시 제도 및 모델 개발 [코비즈]
5-2-2. 플랜트 안전기준 마련 및 관련 법령 개선 [대한기계설비산업연구원]
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 * 구성기술 1 : 화재 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
[1-1] 플랜트 시설물 화재위험도 평가기술 조사 및 분석 [주관-건설연]
[1-2] 화재 위험에 대한 방호벽 및 방호구획 기술 평가 [공동-방재시험연구원]
[1-3] 공정특성에 따른 플랜트 시설물 내화·방화 설계시공기술과 연기제어(제연/배연)시스템 기술의 조사 및 분석 [공동-한방유비스]
[1-4] 플랜트 시설물 위험특성에 따른 화재성상 분석과 스마트 화재모니터링 기술조사 및 분석 [공동-한방유비스]
[1-5] 기존 화재손상도 진단/평가기술 정리 및 플랜트 시설물 화재손상 특성 분석 [주관-건설연]

* 구성기술 2 : 폭발 위험도 기반 플랜트 안전 관리 기술
[2-1] 플랜트 위험도 평가 사례 연구 및 가스누출 평가 기술 [공동-경기과기대]
[2-2] 폭압해석 방법에 따른 해석 절차 및 해설서 개발 [공동-서울시립대]
[2-3] 가연성 가스·증기의 누출 시나리오 작성을 위한 물리·화학 및 열역학물성 DB구축 [공동-바텍SEC]
[2-4] 플랜트 구조물 형식별 방폭 설계기준 및 성능평가지침 조사 분석[공동-건국대]

* 구성기술 3 : 플랜트 시설물 특화 내진 안전 관리 기술
[3-1-1] 제철 플랜트 특성 및 현행 설계기준 분석 [공동-인천대]
[3-1-2] 정착부 성능목표수립 및 보강상세 개발 [공동-한양대]
[3-2-1] 화력발전 플랜트 구조시스템 구성요소 분석 [공동-한전기술]
[3-2-2] 화력발전 플랜트 내진성능목표 체계 수립 [공동-이노스기술]
[3-3-1] 석유화학 플랜트 시설물 분류체계 수립 [공동-울산대]
[3-3-2] 석유화학 플랜트 시설물 기능연계 고려 구성요소의 내진성능수준 선정 [공동-국민대]
[3-4] 가스 플랜트 기준 분석 및 분류체계 수립 [주관-KICT]

* 구성기술 4 : 플랜트 시설물 전주기 통합위험관리 시스템
[4-1] 플랜트 통합위험관리 및 관련 소프트웨어 해외사례 분석 및 벤치마킹 [주관-KICT]
[4-2] 플랜트 시설물별 지진, 폭발, 화재 위험도 평가법의 문헌 조사 및 비교분석 [공동-서울대]
[4-3] 구획/공간 단위 플랜트 재난피해 사례 조사 및 위험도 평가 방법 분석 [공동-UNIST]

* 구성기술 5 : 플랜트 시설물 안전성능 검인증 기반 및 제도 선진화 연구
[5-2-1] 국토공간 기반 플랜트 안전도시 구축을 위한 제도 개선방안 제시 [공동-코비즈(주)]
* 구성기술 1
[1-1]
- 국내외 플랜트 기준 현황 분석
- 플랜트 위험등급별 시설물 화염확산 해석기술 조사
- 플랜트 위험성평가 및 모니터링 방법론 조사 및 분석
[1-2]
- 플랜트내 화재 사고 사례 및 방호구획 선행 연구/제도/설계현황 조사
- 화재위험 가연성 가스 종류별, 원인별 검토
- 화재 및 복사열에 의한 방호구획 검토
- 실험대상 방호벽, 방호구획 검토
[1-3]
- 플랜트 화재 및 폭발 피해사례 분석을 통하여 연구대상 플랜트 선정
- 내화성능 및 구조물에 대한 내화설계 기술조사 및 분석
- Passive 및 Active 시스템의 방화설계 기술조사 및 분석
- 연기제어(제연/배연) 기술조사 및 시스템 분석
[1-4]
- 화재시뮬레이션(FDS)을 활용하여 플랜트 시설물 특성에 따른 화재성상 분석
- IoT 등 무선시스템을 활용한 스마트 화재모니터링에 대한 기술조사 및 분석
[1-5]
- 일반 건축물 대상 국내외 화재손상도 진단/평가기술 체계 정리
- 플랜트 시설물 화재성상 해석적 검토
- 플랜트 시설물 화재조건에 따른 재료손상 특성 분석

* 구성기술 2
[2-1]
- 플랜트 분류 및 공통사항 연구, 주요 변수(Fuel type, mass and scenario) 연구
- CFD(전산유체역학)를 이용한 가스누출 해석 및 폭발성 증기운 형성 현상 연구
[2-2]
- 폭압을 받는 구조물의 다양한 해석방법 비교 분석(등가정적해석, 단·다자유도 비선형동적해석, 하이드로코드해석 등)
- 플랜트 구조물에 적합한 시나리오 선정 및 시나리오별 해석 방법을 도출 및 해석 절차/해설서 개발
[2-3]
- Hazardous Area Classification CODE를 만족하는 가연성가스/ 증기의 물리·화학적 특성 조사
- 국내외적으로 가장 많이 사용되는 인화성 및 가연성 가스·증기 200 종목에 대한 DB 구축.
[2-4]
- 철근콘크리트 구조의 손상 및 성능 기준 조사
- 방폭에 대한 플랜트 강구조물의 설계 방법 및 목표 성능 분석

* 구성기술 3
[3-1-1]
- 제철 플랜트 주요 시설물 프로토타입의 지진해석 및 거동특성 분석
- 제철 플랜트 주요 구조시스템의 내진설계계수 적정성 분석
- 제철 플랜트 내진설계 기본개념 수립
- 시공 용이한 고성능 공장구조시스템 구조상세 개발
[3-1-2]
- 제철 플랜트내 설비 정착부의 다중성능목표 체계 수립
- 상호작용을 고려한 설비용 응답스펙트럼 산정기술 개발
- 정착부 보강상세 시작품 개발
[3-2-1]
- 구조시스템 구성요소 조사 및 분석
- 구조시스템 구성요소 선정
- 구조시스템 상세 개발(I)
[3-2-2]
- 국내외 화력발전 플랜트 구조물의 내진설계기준 분석
- 화력발전 플랜트(구조물 및 설비)의 내진성능목표 설정
- 화력발전 플랜트(구조물 및 설비)의 중요도별 내진등급 설정
[3-3-1]
- 국내외 석유화학 플랜트 내진설계기준 분석
- 시스템 기능 유지를 위한 구성요소 분류 체계 수립
- 석유화학 플랜트 구성요소의 내진성능목표체계 수립
- 기능 및 구조거동에 따른 구성요소 유형 분석
- 설비 정착부 및 지지구조체 보강상세 제시
[3-3-2]
- 국내외 석유화학 플랜트 내진성능평가기준 분석
- 석유화학 플랜트 전체의 (기능)특성 및 설비구성 조사
- 기능연계를 고려한 구성요소의 내진성능수준 선정
- 지진하중 저감장치를 활용한 지지구조기술 개발
[3-4]
- 가스 플랜트 지진 대응 설계 및 성능평가 기준 조사 분석
- 가스 플랜트 시스템 기능 유지를 위한 구성요소 분류 체계 수립
- 기능 및 구조거동에 따른 구성요소 유형 분석
- 지진 대응 구조시스템 기본요소 발굴

* 구성기술 4
[4-1]
- 국내외 재해별 위험도 평가 소프트웨어 사례 조사
- 해외 플랜트 재해 위험관리 소프트웨어 분석 및 벤치마킹 수행(DNV사의 Phast, Saferti 등, 미국 ALOHA, 국내 K-CARM 등)
- 플랜트 통합위험관리 시스템 실증 계획 수립
[4-2]
- 플랜트 시설물 재난 위험도 평가법 국내외 최신 사례 정리 및 효용성 분석
[4-3]
- 플랜트 개별 시설에서의 유해물질 누출, 화재 및 폭발로 인한 플랜트 시스템 및 지역사회 피해 사례 조사
- 구획/공간 단위 플랜트 재난피해 위험도 평가 방법 및 시뮬레이션 모델 조사

* 구성기술 5
- 국토분야(국토기본법, 국계법 등) 도시관련 제도 분석
- 국토공간 기반 플랜트 안전도시 구축 제도 개선 제안
연구성과 기술적 기대성과 - 플랜트 시설물의 화재안전 분야에 있어 안전설계 및 시공기술, 실시간 소화 및 대피기술 등의 핵심분야 개발을 통하여 안전기술을 확보하고, 고부가가치의 기술 확보(국외 기술 선진국 대비 기술경쟁력 70% 확보)
- 플랜트 화재/폭발에 관한 평가방법/기준의 선진화를 통한 관련 중소기업 해외수출 기회 확대 및 해외 수입대체 효과로 국내 기업 부담경감
- 대규모 플랜트 시설의 공정별 화재위험 등급 산정을 통한 전주기 화재위험 관리
- 플랜트에 특화된 내진설계기술 향상으로 성능기반설계 개념에 기반한 선진국 수준의 내진설계기술 확보
- 플랜트 안전분야 중단기 핵심기술 개발로 국내외 기술격차 추월 가능
- 산업플랜트 분야 손상기구 파악 및 재해확률 분석 등 중단기 핵심기술 개발로 세계적으로 선도적인 기술력 확보 가능
- 위험도가 높아지는 대용량, 고성능의 플랜트에 대한 재해안전 기술, 가동 중 위험진단, 수명평가 기술 및 운영자 훈련, 대피 기술 등의 핵심분야 개발을 통해 낙후된 안전기술 선진화
- 플랜트 산업의 국제경쟁력을 높이기 위해서는 플랜트 설계 등 고부가가치 기술 확보
- 위험도 평가 기술은 종합적인 성능기반 설계의 요소 기술로 활용
- 폭발에 대비한 구조물 해석 및 설계 기술은 초고층 건물과 장경간 건물의 고급 설계 기술로 활용
- 종합적 플랜트 설비 시험인증 기반 구축을 위한 기술적 타당성 검토
- 플랜트 시험인증 평가기술 개발을 위한 핵심 소요기술 도출
사회 경제적 파급효과 - 플랜트 시설물에 있어 화재안전 설계 및 시공 기술 확보를 통한 해외 플랜트건설수주 시장 진입 가속, 국내의 노후 플랜트를 대상으로 기존 대비 1.5배 안전 확보를 통해 효율적 유지보수 수행
- 산업 플랜트의 독자 기술기준 확보를 통한 국가 정책기준의 고도화와 현재 전무한 국내 화재안전기술의 선진화, 국제협력 증진을 통한 기술력 향상 및 대외 기술 의존도 저감
- 플랜트 시설에 대한 성능 검증 One-Step 평가 기술 개발을 통한 국내 화재안전 기술에 향상 기틀 마련 및 국외 경쟁력 확보
- 플랜트 내 구조물뿐만 아니라 비구조요소에 대한 지진위험도 최소화함으로써 인명피해 방지와 더불어 사용중지 및 생산중단에 따른 경제적 손실을 최소화
- 강진 지역에도 적용할 수 있는 고내진 성능의 플랜트 시설물 설계/시공 기술 확보를 통한 해외 플랜트 건설 수주 시장 진입 가속
- 세계적 수준의 인프라 성능평가 기술 및 솔루션을 확보하여 국내 시장 창출 및 해외 진출 추진
- 국내 노후 플랜트에 대한 안전확보 및 비용 효율적 유지보수 수행
- 플랜트 건설 및 기자재 개발 기업의 성능시험 및 인증시험 수요조사를 통한 애로사항 파악 및 해소 방안 마련
- 국내 플랜트 설비의 국제적 품질경쟁력/고 신뢰성 확보를 위한 인증체계 연구
- 플랜트 안전시험 인프라 및 통합안전관리 시스템 구축 후 활용 및 부가가치 증대방안 제언
- 플랜트 관련 화재의 확산 방지 대책마련을 통해 인명 및 재산상 손실감소, 건설 및 유지관리비 절감을 유도하는 등 사회적 문제 해소
- 기존 플랜트 시설에 대한 화재안전 기술 신뢰성 향상 및 실증적 화재안전 대책 마련
- 플랜트 내진성능 향상에 따른 국가 기반산업 안전 확보
- 국가주도 안전설계 기반 구축 및 제도화를 통한 국가기준 체계화
- 한국형 설계기준 및 인프라 구축을 통한 국제경쟁력 확보
- 플랜트 인프라의 효과적인 안정성, 가용도 제고를 통하여 산업활동의 안정성 향상
- 플랜트 가동 중단에 따른 사회적 손실 최소화
- 폭발에 대비한 플랜트 안전체계 구축은 통합 기술로 연관 산업에 파급 효과
- 플랜트 폭발 재난 예방으로 국민생활안전 및 국가산업 경쟁력 유지에 기여
- 국민 안전과 환경 규제에 대비한 미래기술로 활용
활용방안 - 도심지 내 위치한 플랜트의 위험도를 파악하여 플랜트 사고 발생시 사업장 내외부 시설물 등을 포함한 인적·물적 피해 영향 등을 분석하고, 사전 위험관리할 수 있는 기술적 및 정책적 방법 등은 국민 생활 안전 제고에 활용 가능
- 실증 기반으로 국내외 관계 부처 및 기관 등과 협력체계를 구축하여 통합 안전관리체계 구축에 활용
- 플랜트 시설물 건설사업에 요구되는 핵심공정 개발, 기본설계 및 실증 기술 개발을 통해 국내 적용은 물론, 해외 플랜트 수주에 활용
- SOC 시설물의 전주기(설계, 시공, 유지관리 및 해체 등)에 대한 안전성, 고부가가치화, 첨단화 및 글로벌 선도를 위한 핵심요소기술 활용
- 미래시장성이 높은 해양, 에너지 환경 분야 등을 중심으로 우리나라의 미래 주력 플랜트 원천기술 개발 지원
- 기술과 시장이 성숙하여 수요가 많으나, 수입에 의존하고 있는 플랜트 핵심기자재 개발 지원
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 플랜트 화재폭발 지진 위험도평가 시험인증
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