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과제현황 목록

과제기본정보

가스플랜트사업단1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 플랜트연구사업 과제번호 08CPTA-A050047-01
국가과학표준분류 1순위 에너지·자원 | 에너지 변환·저장 기술 | 에너지 변환 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 가스플랜트사업단
주관연구기관 한국가스공사
총괄연구 책임자 성명 양영명
소속 한국가스공사 직위 기술위원
기관 대표번호 032-810-0351 FAX 032-810-0361
총 연구기간 2008-06-18 ~ 2016-06-17
당해연도 연구기간 2008-06-18 ~ 2009-04-17

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
1차년도 3,189,000,000 475,533,000 1,065,234,000 1,540,767,000 4,729,767,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 천연가스는 우리나라 1차에너지의 약 13%를 차지하는 주요 에너지원의 하나로 연간 25백만톤을 해외에서 LNG상태로 수입하고 있음.
- 국가적 아젠다인 에너지원의 확보에 대응하고 해외LNG플랜트 분야에서의 시장진입을 위하여 독자적인 천연가스 액화공정의 개발과 액화플랜트에 대한 설계기술의 확보가 필요함.
- 천연가스산업의 상류부문의 시장규모는 2030년까지 연간 850억불 정도로 이가운데 가장 비중이 높은 LNG플랜트의 경우 핵심기술을 보유하고 있는 몇몇 해외 선진기술사에서 시장 카르텔을 형성하고 후발업체의 시장진입을 견제하고 있어 사실상 기술도입이 불가능한 실정임.
- 따라서 LNG플랜트 시장진입을 위해서는 독자적인 액화공정 라이센서 구축과 함께 액화플랜트에 대한 기술개발이 절실한 실정임.
- LNG플랜트는 복합 에너지 플랜트 기술로 해외시장 진입을 위한 EPC필수기술의 개발, 시스템화 및 테스트베드를 통한 기술검증을 위한 연구개발사업의 추진이 절실함.
최종목표 - LNG플랜트 사업의 최종목표는 국가 에너지원 확보에 필요한 기술을 개발, 제공하고 해외 LNG플랜트 시장에 진입할 수 있는 EPC필수기술을 개발하는데 있음.
- 이러한 목표를 달성하기 위하여 독자적인 액화공정을 개발하고, 테스트베드를 설계, 건설하여 기존기술과 개발기술을 검증하여 고유 라이센서를 구축함.
- 이와함께 대용량 LNG플랜트에 설계기술을 개발하고 테스트베드와 연계하여 LNG플랜트의 규모를 조절할 수 있는 엔지니어링 기술을 확보하여 해외사업에 참여하기위한 기반을 마련함.
- 사업의 최종목표 및 단계별 추진목표
?최종목표 : LNG액화플랜트 EPC필수기술 개발 및 독자 액화공정 라이센서 구축
?단계별 목표 : 1단계 : LNG플랜트 요소기술 개발 및 테스트베드 기본설계/ 2단계:테스트베드 상세설계 및 건설 / 3단계 : 테스트베드 기술검증 및 상용 LNG플랜트 기본설계 패키지 완성
- 사업단에서는 위의 목표를 달성하기 위하여 핵심과제 및 세부과제의 기술체계를 정립하여 사업이 성공적으로 수행될 수 있도록 통합관리 및 조정하는 역할이 중요함.
연구내용 및 범위 ㅇ 사업단 과제는 총괄과제와 3개의 핵심과제로 기획되어 있고 연구내용상 큰 흐름은 라이센서 구축을 위한 고유 액화공정 개발과 LNG 플랜트에 대한 EPC 필수기술을 개발하며 이를 기술적으로 검증하기 위한 테스트베드를 설계, 건설 및 운영하는데 있고, 아울러 LNG 플랜트에 필요한 기반기술을 개발하는 역무를 포함하고 있음
ㅇ 사업단에서 주관하는 총괄과제에서는 LNG 플랜트 시스템엔지니어링 기술을 개발하고 세부적으로는 기술개발 관리체계와 테스트베드 통합체계를 구축하고 해외시장 진출을 위한 사업모델을 개발한다.
ㅇ 제1핵심과제에서는 LNG 플랜트의 주요 기반기술을 개발하는 과제로 세부적으로는 RAM 기반의 LNG 플랜트 모듈화, 동적 공정설계 시뮬레이터 개발, LNG 플랜트와 관련된 EPC 표준 구축, 플랜트의 생애주기 비용평가 등 엔지니어링 효율성 제고를 위한 연구내용을 담고 있다.
ㅇ 제2핵심과제는 고효율 LNG 액화공정기술을 개발하는 과제로 독자적인 라이센서 구축을 위하여 가장 중요한 역무를 포함하고 있다. 세부내용으로는 천연가스 액화공정 개발, 천연가스 전처리 기술개발, 그리고 LNG 공정용 압축기와 열교환기를 개발한다.
ㅇ 제3핵심과제에서는 크게 테스트베드의 설계, 건설, 운영하는 역무와 상용 LNG 플랜트의 설계 및 건설기술을 개발하는 역무를 가지고 있다. 테스트베드는 2개의 트레인으로 구성되고 먼저 기존의 상용기술을 적용한 트레인1을 설계하여 건설하고 이어 개발기술을 적용한 트레인2를 건설하여 기술적으로 비교 검증한다. 트레인2 건설에는 제2핵심과제에서 개발된 압축기와 열교환기를 적용한다. 기술검증 결과는 다시 액화공정설계로 피드백시켜 설계개선을 추진하고 최종적으로 상용 규모의 LNG 플랜트 기본설계 패키지를 완성한다.
ㅇ 이러한 연구내용과 범위를 요약하면 다음과 같다.
0. 총괄과제 : LNG 플랜트 시스템엔지니어링 기술개발
? 1세부과제 : LNG 플랜트 테스트베드 통합 적용을 위한 기술체계 및 운영기술 개발 및 사업단 기술개발 단계화 및 연구관리체계 구축
? 2세부과제 : 해외 지역별로 개발되고 있는 플랜트에 대한 시장조사 및 분석, 해외사업의 핵심성공요인 개발. 해외 진출을 위한 사업모델 및 진입전략 개발
1. 제1핵심과제 : LNG 플랜트 핵심기반기술 개발
? 1세부과제 : RAM 기반의 LNG 플랜트 모듈화 기술개발
? 2세부과제 : 동적 공정설계 시뮬레이터 개발
? 3세부과제 : LNG 플랜트 EPC 기술표준 구축
? 4세부과제 : 엔지니어링 효율성 개선 기술개발
2. 제2핵심과제 : 고효율 LNG 플랜트 공정기술 개발
? 1세부과제 : 고효율 천연가스 액화공정 개발
- LNG 플랜트 사이클 모사 및 공정 개발
- 천연가스 및 냉매 물성연구 및 데이터베이스 구축
? 2세부과제 : 천연가스 전처리 기술개발
- Feed Gas 배관에서의 가스하이드레이트 억제기술 개발
- NGL 회수공정 및 계통연계 기술개발
? 3세부과제 : LNG 플랜트 열교환기 개발
- Cold Box 열교환기 개발
? 4세부과제: LNG 플랜트 압축기 개발
- 천연가스 액화공정용 압축기 개발
3. 제3핵심과제 : 대용량 LNG 플랜트 설계 및 건설기술 개발
? 1세부과제 : LNG 플랜트 설계기술 개발
- FEED/기본, 상세기술 개발
- 공정제어기술 개발
? 2세부과제 : LNG 플랜트 건설기술 개발
? 3세부과제 : LNG 플랜트 운영 및 유지관리 기술개발
? 4세부과제 : 초대용량 LNG저장탱크 설계기술 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 (총괄)
ㅇ 기술개발 단계화 모델 제시
(핵심1)
ㅇ LNG플랜트 가상 설계환경 구상
ㅇ 모듈화 설계 규칙 도출
ㅇ 극저온용 열교환 시스템 조사 및 설계사항 도출
ㅇ 극저온 열교환기 재료 및 제작기술 조사
ㅇ 마이크로채널 내 열유동 해석기술 분석
ㅇ LNG 플랜트 위험도 평가 기술기준 자료수집 및 분석을 통하여 위험도 알고리즘 개발요건 정립
ㅇ LNG 플랜트 비파괴 진단 기술기준 자료수집 및 분석을 통하여 비파괴 진단 위험도 알고리즘 개발요건 정립
ㅇ 국내외 관련 자료 수집 및 분석을 통하여 생애주기 업무관리 방향 도출
ㅇ LNG 플랜트 생애주기 범위 설정
ㅇ 생애주기단계별 업무프로세스 설계
ㅇ PLM 도입방안 설계
(핵심2)
ㅇ 기존의 액화 사이클 비교 및 검증
ㅇ Feed 가스의 조성 및 온도 압력 영향 분석
ㅇ 액화사이클 성능 평가 기준 정립
ㅇ 기존 물성 DB 확보 및 분석
ㅇ 압축기 적용기술 개발
ㅇ 1MW, 20,000rpm 자기베어링 설계 기술 개발
ㅇ 압축기 설계 및 적용기술 개발
(핵심3)
ㅇ Train-1 개념설계
ㅇ 상용 LNG플랜트 기술동향조사
(총괄)
ㅇ 사업단 관리를 위한 단계적 모델(configuration, function, product) 작성
ㅇ 사업단 과제 WBS 및 관리체계 정립
ㅇ 핵심1,2,3과제 분리공모과제 수행기관 선정
(핵심1)
ㅇ 선진사례 벤치마킹 및 분석
ㅇ 가상 구현 시스템 모색
ㅇ 핵심계통 및 부품모델의 범주 설정
ㅇ 국제 호환 부품모델 구축방안
ㅇ 표준시스템 조사 및 분석
ㅇ 플랜트 설계 요구사항 정리
ㅇ 모듈러 사례조사 및 모듈화 방향 설정
ㅇ 유지보수관련 사항 파악
ㅇ 극저온 환경에서 사용되고 있는 열교환 시스템 기술적 특성 분석
ㅇ LNG플랜트에서의 운전 조건 조사
ㅇ 극저온 환경에서 사용 가능한 열교환기 재료 및 물성 조사
ㅇ 대면적 접합기술 조사
ㅇ 마이크로채널 내 단상/이상 열유동 해석 사례 조사
ㅇ LNG 플랜트 위험도 평가기술기준 자료 수집 및 분석
ㅇ 선진사례 벤치마킹 및 분석
ㅇ 선행모델 분석 및 적용성 분석
ㅇ 설비별/모듈별 위험요소 및 인자 결정
ㅇ 국내?외 LNG 플랜트 비파괴 진단 기술기준(규격, 절차서)을 수집/분석
ㅇ 플랜트 분야 국내외 A/E 우수사례 조사
ㅇ 플랜트 분야 국내외 시공관리 우수사례 조사
ㅇ 플랜트 분야 국내외 시운전관리 우수사례 조사
ㅇ 일반건설사업 수행특성 분석
ㅇ 플랜트 건설사업과 차이점 비교
ㅇ EPC사를 중심으로 한 생애주기 업무프로세스 분석
ㅇ LNG 플랜트 As-Is Process Model 분석
ㅇ LNG 플랜트 지식관리시스템 조사
ㅇ PLM 기반의 플랫폼 모듈 개방발향 수립
(핵심2)
ㅇ 액화 사이클에 대한 특성의 비교 검증
ㅇ 액화 사이클의 특성 정립
ㅇ 천연가스 산지별 조성을 분석
ㅇ 가스전으로부터 생산되는 천연가스의 온도와 압력 등에 대한 자료를 정리하여 액화 공정에 미치는 영향을 분석
ㅇ 평가 기준의 정립
ㅇ 기존 물성 DB 확보
ㅇ 천연가스 액화 및 냉매와 관련된 자료 추출
ㅇ 문헌 조사
ㅇ 선진사 보유기술 문헌 조사 및 정리
ㅇ 특허조사 및 최적화 방안 도출
ㅇ 터빈팽창기술 조사 및 개선
ㅇ 초고속모터 및 인버터 적용기술 조사
ㅇ 선진사 보유기술 문헌 조사 및 정리
ㅇ 반경 방향 자기베어링 특허 조사 및 설계 변수 최적화 방안 도출
ㅇ 축 방향 자기베어링 특허 조사 및 설계 변수 최적화 방안 도출
ㅇ 자료조사 및 적용기술 분석
ㅇ 압축기 구동방식 분석, 용량제어 분석
(핵심3)
ㅇ FEED 벤치마킹
ㅇ 테스트베드 구성 및 설계기준 확정
ㅇ 테스트베드 FEED 초기단계 시행
ㅇ 플랜트 scale-up 기법 및 도구
ㅇ 상용 LNG플랜트 기술동향자료수집
ㅇ 상용 LNG플랜트 기술동향분석
ㅇ 상용 LNG플랜트 기술동향조사보고서
연구성과 기술적 기대성과 ㅇ LNG 플랜트 독자기술 확보를 통한 플랜트산업 경쟁력 제고
ㅇ LNG 플랜트 설계기술 확보를 통한 해외 LNG 프로젝트 참여기반 마련
ㅇ 테스트베드 설계, 건설 및 운영 경험을 활용한 플랜트 Scale-up 및 성능개선 기반 조성
ㅇ 테스트베드 보유 및 운영을 통한 LNG 플랜트 기술력 홍보
ㅇ LNG 기자재 국산화 촉진 등 전후방산업으로의 기술 파급효과
사회 경제적 파급효과 ㅇ 해외 LNG 플랜트 프로젝트 수주시 설계 및 건설비 수익
- LNG 플랜트 EPC사업비 : 약 50억불 (5mtpa 용량 기준)
- 엔지니어링 설계비 : 약 1.5억불 (EPC사업비의 3% 적용)
ㅇ LNG 플랜트 기자재 국산화 촉진 등 전후방산업 경쟁력 제고 및 신규 고용 창출
ㅇ 국가적 에너지원인 LNG의 안정적 확보에 기여
ㅇ 국내기업의 천연가스 생산경쟁력 제고 및 해외 자원개발 촉진
활용방안 ㅇ 해외 LNG 플랜트 프로젝트의 EPC사업 참여를 위한 설계자료로 활용
ㅇ 국내 업계에 LNG 플랜트 기술 제공을 통한 자원개발사업 경쟁력 강화
ㅇ 테스트베드의 운영을 통한 LNG 플랜트 발주자 설득용으로 활용
ㅇ 하절기 LNG 터미널에서 발생되는 증발가스 처리설비로 테스트베드 활용
ㅇ 국내 석유화학업계와 연계한 LNG Complex 사업 추진 가능
1) 채굴된 천연가스를 전처리한 후 LNG로 액화
2) 에탄, 프로판, 부탄 등을 분리, 가공하여 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP) 등 고부가가치 석유화학제품 생산
ㅇ LNG 플랜트 건설사업 추진체계 정립을 위한 기반자료로 활용
ㅇ LNG 플랜트 해외시장 진출을 위한 사업분석용 데이터베이스 활용
ㅇ LNG 공정설계용 시뮬레이터 및 엔지니어링 데이터베이스로 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 액화천연가스 액화공정 액화플랜트 혼합냉매 기본설계
영문 LNG liquefaction process liquefaction plant mixed refrgerant basic design
최종보고서
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