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과제기본정보

해상 이동형 해수담수화 플랜트 기술개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 플랜트연구사업 과제번호 18IFIP-B146829-01
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 플랜트 적용분야 환경
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 플랜트시공기술 실용화대상여부 실용화
3순위 건설 교통 | 수공시스템기술 | 수자원 통합관리기술 과제유형 개발
과제명 해상 이동형 해수담수화 플랜트 기술개발
주관연구기관 국민대학교 산학협력단
총괄연구 책임자 성명 이상호
소속 국민대학교 직위 교수
기관 대표번호 02-910-4529 FAX 02-910-4939
총 연구기간 2018-04-16 ~ 2023-12-31
당해연도 연구기간 2018-04-16 ~ 2018-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 957,000,000 38,935,000 320,400,000 359,335,000 1,316,335,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 [1세부]
○ 선박탑재형 가변부하/간헐 생산 대응 담수화 공정 개발
○ 도서지역의 해상 이동형 해수담수화 플랜트 적용 방안
○ 선박탑재형 담수화 장치 소형화/경량화 설계기술 개발
○ 선박탑재형 해수담수화 장치 유지관리 최적화 기술 개발
○ 도서지역의 해상 이동형 해수담수화 플랜트 적용 방안
[2세부]
○ 담수화를 위한 선박 선형 최적화, 진동제어 및 안정성 확보 기술개발
○ 담수화를 위한 선박 기본설계 및 관련법정/규정검토
○ 하이브리드 방식의 담수화 선박 맞춤형 전력공급 기술 개발
[3세부]
○ 해상 이동형 담수화 생산수 육상활용 및 연계시스템 최적화 기술 개발
○ 담수화 선박 운영 및 물 생산 비용절감 기술 개발
○ 기존 육상 물 공급시설과의 연계운영기술 및 처리수 수질조정 기술 개발
○ 부유식 이송시설 및 접안시설 설계
[4세부]
○ 해상 이동식 담수화 플랜트 제작 및 실증화 기술 개발
○ 해상 이동식 담수화 플랜트 선박 제작 기술 개발
○ 중대규모 해상 부유식 담수화 플랜트 설계기술 개발
최종목표 ○ 고효율 초집적 해상 이동형 담수화 공정 및 장치기술 개발
○ 선박탑재형 가변부하/간헐생산 대응 담수화 공정 개발
○ 도서지역의 해상 이동형 해수담수화 플랜트 적용 방안
○ 중소규모 선박탑재형 담수화장치 소형화/경량화 설계기술 개발
○ 막/장치 수명 극대화를 위한 자산관리 및 유지관리 기술 개발
○ 해상 이동형 담수화 플랜트 선박 설계 기술개발
○ 담수화를 위한 선박 선형 최적화, 진동제어 및 안정성 확보 기술개발
○ 담수화를 위한 선박 기본 설계 및 관련법정/규정검토
○ 하이브리드 방식의 담수화 선박 맞춤형 전력공급 기술 개발
○ 해상 이동형 담수화 생산수 육상 활용 기술 개발
○ 이동형 담수화 생산수 육상 활용 이송시설 설계 및 운영 최적화
○ 다수 도서지역 물 공급 연계운영기술 개발
○ 비용과 환경영향을 고려한 도서지역별 배수 최적화 기술 개발
○ 기존 육상 물 공급시설과의 연계운영 및 처리수 수질조정 기술 개발
○ 해상 이동형 담수화 플랜트 실증화 기술 개발
○ 해상 이동식 담수화 플랜트 제작 및 실증화 기술 개발
○ 해상 이동식 담수화 플랜트 선박 제작 기술 개발
○10,000 m3/일 규모 해상 부유식 해수담수화 플랜트 설계
연구내용 및 범위 [1세부]
○ SWRO 에너지 사용량 3.9 kWh/m3 이하 (300m3/day SWRO 기준)
○ 가변부하 운전 기능 (최대 4시간 동안 설계용량의 1.5 배 이상 운전 가능)
○ 제한된 선박 공간 최적으로 활용 공간설계 및 장치 배치
○ 기존 해수담수화 설비 대비 20% 공간 절약
○ 기존 해수담수화 설비 대비 10% 하중 감소
○ Case별 특화기술 포함 설계
○ 막/장치 수명 극대화를 위한 자산관리 및 유지관리 기술 개발
- 중소규모 담수화시설 대비 유지관리비 50% 절감, 막 수명 2배 연장
- 간헐운전을 위한 유지관리 전과정 자동화
○ 도서지역의 해상 이동형 해수담수화 플랜트 적용 방안
[2세부]
○ 300m3/d급 해수 담수화 플랜트 선박 내항 및 저항 성능 평가 기술 개발
○ 300m3/d급 해수 담수화 플랜트 선박 종강도 및 최종 강도 평가 기술 개발
○ 300m3/d급 해수 담수화 플랜트 선박 마운트 각종 장비에 대한 진동 유기 피로 강도 평가 기술 개발
○ 300m3/d급 해수 담수화 플랜트 계선/예인 장비 극한 강도 실험을 통한 안전도 향상 기술 개발
○ 해수 담수화 플랜트 선박의 검사 기준(안) 개발
○ 선박용 해수 담수화 플랜트 성능 평가 기준(안) 개발
○ 해수 담수화 플랜트 선박 기본 설계 및 상세 설계 도면 개발
○ 해상 이동형 해수담수화 플랜트 선박의 건조 및 시운전 감리
○ 300m3/d급 담수화 플랜트 선박에 맞춤형 하이브리드 전력공급 기술 개발
[3세부]
○ 국내 해상 이동형 담수화 플랜트 선박 운영 및 담수화플랜트 운영 등에 대한 경제성 검토
- 비즈니스모델 수립 등 사업화 방안 검토
○ 담수화 선박 생산수 이송시설 설계 및 구축기술 개발
- 접안시설 및 관로 등 설계·건설·운영기술 개발
○ 담수화 선박 운영 및 물 생산 비용절감 기술
- 다수 도서지역 물 공급 연계운영기술 개발 (기존 소규모 육상해수담수화 시설대비 총비용 15% 이상 절감)
- 비용과 환경영향을 고려한 도서지역별 배수 최적화 기술 개발
○ 기존 육상 물 공급시설과의 연계운영기술 개발
-기존시설 (지하수 시설, 배수지 등)과의 최적연계 기술 개발
- 육상공급 및 활용을 위한 연계처리기술 (처리수 수질조정 기술 등) 개발
[4세부]
○ 해상 이동식 담수화 플랜트 및 선박 제작 및 실증운영
○ 실증시설 운영을 통한 O&M 기술 개발 및 검증
○ 부지면적 최소화 공정 구축 기술 개발
○ 공정 내 유동 안정성 확보 기술 개발
○ 핵심설비 모듈화 기술 개발
○ 중대규모 담수화 플랜트 기본/상세설계
○ 300m3/일 규모 담수화 플랜트를 포함한 자항식 선박
○ 10,000 m3/일 규모 해상 부유식 해수담수화 플랜트 설계보고서 및 도면
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 [1-1]주관연구기관(국민대학교 산학협력단):
○ 가변부하 설계 요소기술 개발
[1-1-1]위탁연구기관(광주전남연구원):
○ 해상이동형 해수담수화 플랜트 적용 가능지역 선정
[1-2]공동연구기관(한국건설기술연구원):
○ 중소규모 (300 ton/day) 선박 탑재형 고집적도 담수화장치 설계 기술 개발
[1-3]공동연구기관(고려대학교 산학협력단):
○ 가변부하 대응 유지/자산관리 요소기술 개발
○ 유지관리 무인자동화 시스템 구축 전략 수립
[2-1]협동연구기관(인하대학교 산학협력단):
○ 해상 이동형 담수화 플랜트 선박의 저항/추진성능, 내항성능 및 구조성능 평가 기술 구축
[2-2]공동연구기관(선박안전기술공단):
○ 선장 검사기준(안) 개발
○ 취수(Intake) 시스템 성능평가기준(안) 개발
○ 300m3/d급 담수화 플랜트 선박 개념/기본 설계 및 초기복원성 검토
[2-3]공동연구기관(한국조선해양기자재연구원):
○ 선박 적용 가능 재생에너지원 분석
[3-1]협동연구기관(한국건설기술연구원):
○ 담수화 생산수 육상활용 테스트베드 후보지 환경조사
[3-1-1]위탁연구기관(포어시스):
○ 이송 시스템 기초 원천 기술 개발 및 테스트베드 후보지 해안 환경 정보분석
[3-2]공동연구기관(한국과학기술연구원):
○ 국내 도서지역 물 공급 시설 비용 데이터베이스화, 도서지역 범용 육상 해수담수화 비용 모델 개발
[3-3]공동연구기관(한국기계연구원):
○ 육상 활용을 위한 처리수 수질조정 기본 설계기술 개발
[4-1]협동연구기관(주식회사 칸):
○ 접안시설을 고려한 해양 담수화 선박 담수 공급시스템 선행설계
[4-2]협동연구기관(유일):
○ 자항식 담수화 플랜트 선박 선행설계 (FEED)
[4-3]공동연구기관(포스코건설):
○ 중대규모 담수플랜트 적용 부지면적 최소화 공정 구축 기술 개발
[1-1]주관연구기관(국민대학교 산학협력단):
○ 가변부하 공정설계를 위한 SWRO 엘리먼트 위치별 성능해석 모델 개발
○ 성능해석 모델을 이용한 가변부하 시나리오별 최적 공정설계안 도출
[1-1-1]위탁연구기관(광주전남연구원):
○ 국내 도서지역 물공급 여건 분석, 해상이동형 해수담수화 플랜트 적용 가능 도서지역 선정(2개소) 등(전남지역을 중심으로)
[1-2]공동연구기관(한국건설기술연구원):
○ 장치 소형화를 위한 전처리 공정 검토 및 고집적도 설계
○ 가변부하 설계를 바탕으로 고집적도 SWRO 트레인 설계
○ 공정 조합에 따른 최적 고집적도 담수화 장치 설계 및 부지면적 계산
[1-3]공동연구기관(고려대학교 산학협력단):
○ 막/장치 자산관리 시스템 및 간헐 운전 R&D 현황 조사
○ 막/장치 유지관리 설계인자 도출
○ 휴기지 활용기술 개발전략 구축
○ 막오염 유발 & 제어인자 문헌조사
[2-1]협동연구기관(인하대학교 산학협력단):
○ 담수화 플랜트 선박의 저항/추진 성능 평가 기술 구축
○ 담수화 플랜트 선박의 내항 성능 평가 기술 구축
○ 담수화 플랜트 선박의 종강도, 최종강도, 피로 강도 평가 기술 구축
[2-2]공동연구기관(선박안전기술공단):
○ 해수담수화 플랜트 선박 검사기준(안) 개발
○ 선박용 해수담수화 설비 성능평가기준(안) 개발
○ 300m3/d급 담수화 플랜트 선박 설계 및 검토
[2-3]공동연구기관(한국조선해양기자재연구원):
○ 자항식 담수화 플랜트 선박 적용 가능 에너지원 분석
○ 선박 탑재 담수화 플랜트 전력공급용 에너지원 도출
[3-1]협동연구기관(한국건설기술연구원):
○ 테스트베드 지역 대상 해수담수화 시설 사업 및 운영 현황 분석
○ 담수화 생산수 육상저장 및 이송시설 적합부지 조사
[3-1-1]위탁연구기관(포어시스):
○ SPM(부유식계류시설)-해저파이프라인 기초 설계 기술 개발(1)
[3-2]공동연구기관(한국과학기술연구원):
○ 대상 도서 지역 물 수요/공급 특성 상세분석
○ 기존 해수담수화 공정에 대한 비용 분석 수행
[3-3]공동연구기관(한국기계연구원):
○ 기존 미네랄 재보충 기술 분석
○ 미네랄 재보충 기본 설계
○ 미네랄 재보충 기초 실험 및 분석
[4-1]협동연구기관(주식회사 칸):
○ Preliminary FEED for Operating Concept
○ 생산수 공급을 위한 선박 접안시설 조사 및 추가비용 검토
[4-2]협동연구기관(유일):
○ 운영 선박의 경제성 및 타당성 분석
○ Preliminary FEED for Operating Concept & Operating Scenario
○ Optimized Vessel Design FEED (System Philosophy & Requirement)
[4-3]공동연구기관(포스코건설):
○ 이동형 해수담수화 플랜트 시장 및 현황 조사
○ 부지면적 최소화 공정 구축 기술 개발
○ 사업화 대상 후보지 입지조건 조사/분석

연구성과 기술적 기대성과 ○ 미래 유망기술 분야인 해상 이동형 해수담수화 플랜트 기술을 확보함으로서 EPC와 O&M을 결합한 토탈 솔루션을 패키지 형태로 확보할 수 있음
○ 기존 선박을 활용한 중대규모 부유식 해수담수화 플랜트 구축 가능
○ 국내 해수담수화 플랜트 선박 검사기준(안) 제시
○ 국내 선박용 해수담수화 설비 성능평가기준(안) 제시
○ 해상 이동형 해수담수화 플랜트 선박 도면 개발 및 복원성 검토
사회 경제적 파급효과 ○ 단·중장기 원천기술 확보 가능 과제를 기획/발굴함에 따라 해수담수화 시장 진입을 위한 단계별 기술 개발 지속성 확보
○ 재난 발생시, 담수화 선박을 이용한 비상용수 공급 시스템 구축 가능
○ 국내 지자체에서 운영하고 있는 도서지역의 소규모 및 마을상수도 사업 등에 활용이 가능하며, 미급수 도서지역 생활용수공급 사업으로 신규로 설치되는 소규모 시설로서 활용 가능 (비수요시기 활용 가능)
활용방안 ○ 해외 실증연구와 국제협력을 통해 해외 시장진출을 위한 차별화된 접근방법의 제시가 가능하며, 현시 물관리 시설으로의 설계반영 등을 통해 사업화 연계가 가능
○ 해외설치 실증시설은 실제 물 공급이 가능한 수준으로 설치하며, 해외 관련기관과의 협의를 통하여 필요시 실제 물 공급시설로서 활용이 가능
○ 국내외 도서/해안지담수화 용수공급사업에 활용 가능
○ 기후변화/테러 대응 비상용수공급설비로서 활용 가능
○ 부지면적 절감 및 모듈화 설계기술은 기존 육상 담수화 플랜트에 적용하여 경쟁사 대비 차별화 기술로 적용 가능
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 해수담수화 비상용수공급 도서지역 역삼투 선박
영문 Desalination Emergency Water Supply Island region Reverse osmosis Vessel
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