보고서 정보
주관연구기관 |
(주)성일에스아이엠 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2012-11 |
과제시작연도 |
2010 |
주관부처 |
산업자원부 Ministry of Commerce Industry and Energy |
등록번호 |
TRKO201300022782 |
과제고유번호 |
1415110643 |
사업명 |
산업집적지경쟁력강화사업 |
DB 구축일자 |
2013-12-21
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키워드 |
천연가스.정압밸브.고압가스.정압공급.감압장치.
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초록
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1. 최종목표
본 과제를 통하여 천연가스 정압밸브 국산화 개발을 목표로 하였으며 주요 내용은 다음과 같다. 1) 천연가스 정압밸브 해석 및 최적설계기술 개발 : 작동유체 천연가스, 설계온도 상온, 설계압력 100bar, 입구압력범위 최대 85bar, 출구압력범위 최대 39bar, 유량계수(Cg) 16,000 m3/h인 10“(ANSI Class 600#) 천연가스 정압밸브의 개발, 2) 천연가스 정압밸브 시제품 제작기술 개발 : 소재 성분분석 및 재료선정, 역설계 및 제조기술 개발, 시제품 제작기술 개발,
1. 최종목표
본 과제를 통하여 천연가스 정압밸브 국산화 개발을 목표로 하였으며 주요 내용은 다음과 같다. 1) 천연가스 정압밸브 해석 및 최적설계기술 개발 : 작동유체 천연가스, 설계온도 상온, 설계압력 100bar, 입구압력범위 최대 85bar, 출구압력범위 최대 39bar, 유량계수(Cg) 16,000 m3/h인 10“(ANSI Class 600#) 천연가스 정압밸브의 개발, 2) 천연가스 정압밸브 시제품 제작기술 개발 : 소재 성분분석 및 재료선정, 역설계 및 제조기술 개발, 시제품 제작기술 개발, 3) 시제품 성능시험 및 신뢰성 평가기술 개발 : 밸브 본체 강도 시험, 밸브 시트누설 시험, 밸브 상온내구성 시험, 밸브 스프링성능 시험, 유량계수 (Cg)시험, 밸브소음측정시험, 정압 시험, 공인 기관 검사 및 인증
2. 개발내용 및 결과
1) 작동유체 천연가스, 설계온도 상온, 설계압력 100bar, 입구압력범위 최대 85bar, 출구압력범위 최대 39bar, 유량계수(Cg) 16,000 m3/h인 10“(ANSI Class 600#) 천연가스 정압밸브 해석 및 최적설계기술 개발 완료 : 유동/구조해석 기술 개발, 동적거동 예측 모델 개발, 동적거동해석 기술 개발, 열전달 해석 기술 개발, 2) 천연가스 정압밸브 소재분석 및 재료선정 완료 : 기계적 물성시험 및 성분분석에 의한 재료선정, 3) 천연가스 정압밸브 역설계 및 시제품 제작기술 개발 완료 : 샘플분석 및 3차원 측정, 역설계 및 제조기술, 4) 시제품 성능시험 및 신뢰성 평가기술 개발 완료 : 밸브 본체강도 시험, 밸브 시트누설 시험, 밸브 상온내구성 시험, 밸브 스프링성능 시험, 소음측정시험, 유량계수시험, 정압 시험을 통한 개발제품의 신뢰성 확보, 5) 현재 세계최고 성능수준을 보유한 Pietro Fiorentini(이태리)의 본체강도 150bar, 시트누설량 0ml/min, 내구성시험 20,000cycle, 소음85dB, 유량 16,000m3/h, 정압시험 결과 기준치 이내 합격이었으며, 본 과제를 통해 개발한 제품과 세계 최고 제품의 성능 수준과 비교 한 결과 성능 수준 100%로 개발 제품의 성능이 우수한 것으로 평가 되었다. 6) 공인 기관 검사 및 인증 완료.
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
본 기술개발 사업을 통하여 확보된 천연가스 정압밸브 개발기술을 바탕으로 고부가가치의 외국산 밸브 관련 제품을 개발함으로써, 수입대체효과를 통한 국제경쟁력 향상과 고부가가치 밸브의 수출을 통하여 우리나라 경제발전에 일익을 담당하게 될 것이다. 본사에서는 천연가스 정압밸브의 개발을 통하여 제품의 국산화 및 수출증대(개발 종료후 1년-25억원, 2년-35억원, 3년-45억원)에 기여할 것이며, 개발완료 후 본사에서 3명의 고용효과를 창출할 것으로 기대되며 향후 지속적인 연구개발을 통하여 추가적 고용효과를 창출(개발 종료 후 1년-3명, 2년-5명, 3년-7명)할 것으로 기대 된다.
4. 적용분야
본 기술개발 사업을 통하여 천연가스 정압밸브를 개발함으로써 국내의 천연가스 공급을 총괄하고 있는 한국가스공사 가스공급관로에서 관로 내부의 공급측과 수요측에서의 정압을 유지하기 위한 천연가스 정압 시스템의 그 주요부품을 모두 외국사에서 독점 공급하고 있는 외국제품에 대하여 개발제품으로 대체가 가능하게 될 것이다. 또한 천연가스 정압 시스템의 설치, 유지보수 등 천연가스 정압밸브 기술개발은 단순 밸브개발에 그치지 않고 그 구동, 운전, 유지 보수에 대해 다양한 기술과 정밀 부품의 개발을 병행할 수 있는 기술을 확보하게 되어 국내 관련 업계의 기술개발과 발전에도 기여할 수 있을 것이다.
목차 Contents
- 최종보고서 ... 1
- 제출문 ... 2
- 최종보고서 초록 ... 3
- 목차 ... 5
- 제 1 장 서론 ... 7
- 제 1 절 개발기술의 개요 ... 7
- 제 2 절 시장현황 및 사업화 전망 ... 8
- 1.1 시장 상황 ... 8
- 1.2 기대효과 ... 8
- 1.3 개발과제의 경쟁력 ... 8
- 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 10
- 제 1 절 기술개발 목표 및 내용 ... 10
- 제 2 절 추진일정 ... 14
- 제 3 절 기술개발 내용 및 방법 ... 15
- 3.1 소재물성 선정 및 기계적 성질 ... 15
- 3.2 주물품 Body와 단조품 Head Cover, Top Cover, Bottom Cover의 재료 시험 ... 16
- 3.3 천연가스 정압 밸브의 설계 ... 18
- 3.4 천연가스 정압 밸브의 유동-열-구조해석 ... 26
- 3.5 천연가스 정압밸브의 동적 거동해석 및 최적 설계 ... 44
- 3.6 천연가스 정압밸브 시제품 제작 ... 64
- 3.7 천연가스 정압밸브 시험평가 ... 72
- 제 3 장 결론 ... 83
- 제 1 절 유동-열-구조 해석을 통한 구조 안전성 평가 ... 84
- 제 2 절 동적거동 예측 모델 개발 ... 84
- 제 3 절 동적거동 예측을 통한 유동 특성 ... 85
- 제 4 절 과제 성과 및 활용 ... 85
- 제 5 절 사업화 계획 ... 86
- 제 6 절 총평 ... 91
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