초록 ▼

□ 핵심기술
◦ 연료다변화에 대응 가능한 열화학적 분석 기법 및 연소 해석 모델링 기반 기술 개발

□ 개발의 목표
■ 발전시스템 개발에서의 기초적 자료로 활용될 수 있는 신뢰성 있는 연구기반 확충
◦ 에너지 효율 향상 및 배기규제 만족을 위해서 기존의 연소기를 개량하거나 새로운 연소기를 설계함에 있어 건설비용, 인력, 그리고 투입 시간의 절감은 제품 생산원가절감과 결부되어 있는 중요한 요소임.
◦ 실용 연소기 초기 단계에서 연소실 연소 특성의 불확실성을 감소시킬 수 있는 데이터베이스 혹은 가이드가

□ 핵심기술
◦ 연료다변화에 대응 가능한 열화학적 분석 기법 및 연소 해석 모델링 기반 기술 개발

□ 개발의 목표
■ 발전시스템 개발에서의 기초적 자료로 활용될 수 있는 신뢰성 있는 연구기반 확충
◦ 에너지 효율 향상 및 배기규제 만족을 위해서 기존의 연소기를 개량하거나 새로운 연소기를 설계함에 있어 건설비용, 인력, 그리고 투입 시간의 절감은 제품 생산원가절감과 결부되어 있는 중요한 요소임.
◦ 실용 연소기 초기 단계에서 연소실 연소 특성의 불확실성을 감소시킬 수 있는 데이터베이스 혹은 가이드가 기술적, 경제적 이익을 위해 필요함.
■ 다변화되는 연료 시장에서의 경쟁력 확보를 위한 데이터베이스 구축
◦ 세계 연료 시장은 화석 연료의 소비 증가로 인해 시간이 지날수록 다변화와 다양화의 방향으로 성장하고 있음.
◦ 기존의 화석연료 기반의 동력계 혹은 발전 보일러는 세계 연료 시장의 다변화의 흐름에 맞춘 대응력을 갖는 것이 세계 시장에서 경쟁력을 가지는 것으로 보고 있음.
◦ 국내 발전시스템이 국제적인 경쟁력을 확보하기 위해서는 다변화되는 연료시장에 걸맞은 기술력과 대응력을 보유하는 것이 필수요소로 작용됨.

□ 개발내용 및 결과
■ 해석 연구 수행을 위한 다중원격제어 클러스터 구성
◦ 다중원격제어 클러스터 구성 완료. (Linux 1대 + Window 2대)
◦ Main system에서 1개의 키보드, 마우스로 다중원격제어함으로써 해석 연구에 대한 효율성을 높였으며, 향후 클러스터 확장성에 대한 유연함을 가질 수 있도록 구성.
◦ 해석 연구의 경우 데이터의 보안이 매우 중요함으로 외부 접속을 불가능하게 하여 보안성을 높임.
■ 연료별 화학 반응 메커니즘 데이터베이스 구축
◦ 연료별 화학 반응 메커니즘의 데이터베이스를 구축.
◦ 기존에 많이 사용되고 있는 메탄, 가솔린, 디젤 연료 뿐만 아니라 현재 개발 중인 바이오연료, DME 등에 대한 화학 반응 메커니즘에 대한 데이터베이스를 확보.
◦ 향후 지속적인 데이터베이스 확보를 통해 연료 다변화에 대응 할 수 있도록 대비할 계획에 있음.
■ 연료 다변화 대응을 위한 연료 분석 장치 개발
◦ 고체 연료의 연소 특성 분석이 가능한 분석 기법 도출.
◦ 기존의 고체 연료 연소 특성 분석 기법과 차별적으로 실제 미분탄 보일러의 유동 흐름을 반영한 분석 기법을 제안하였으며, 이를 통해 연료 투입시 유량 조절을 통해 연소실 내에서의 연료 체류시간을 유기적으로 조절할 수 있도록 설계하였음.
◦ 또한 연료 분석 장치는 범용적 활용성을 가지기 위해서 실험장치 구성 변경을 통해 기존의 연료 분석 장치와 동일한 장비로서 활용이 가능하도록 구성함.
■ 0D/3D 연소시스템 모델링
◦ 0D/3D 기반의 연소해석 시스템 개발하였으며, 0D는 Fortran 기반의 In-house 프로그램, 3D는 Ansys의 Fluent를 이용하여 개발되었음.
◦ 0D는 층류 유동 기반의 완전 혼합 반응기(PSR) 그리고 완전 혼합 자발화 모델 해석 연구와 난류 유동 기반의 Steady laminar flamelet model(SLFM) 해석 연구를 수행하였음.
◦ 1D는 대항류 화염 연소 해석 연구 수행.
◦ 3D는 0D에서 개발된 난류 유동 기반의 SLFM 모델을 기반으로 연소 해석 연구를 수행.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기관주요사업 요약서(초록) ... 3
• 목차 ... 7
• 제 1 장 서론 ... 8
• 제 1 절 개발기술의 중요성 및 필요성 ... 8
• 1. 기술적 측면 ... 8
• 2. 경제·산업적 측면 ... 9
• 3. 사회·문화적 측면 ... 12
• 제 2 절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 12
• 1. 국내 연구 동향 및 수준 ... 12
• 2. 국외 연구 동향 및 수준 ... 14
• 제 3 절 기술개발 시 예상되는 기술적·경제적 파급 효과 ... 17
• 1. 기술적 측면 ... 17
• 2. 경제·산업적 측면 ... 17
• 3. 활용방안 ... 17
• 제 2 장 기술개발 내용 및 방법 ... 18
• 제 1 절 당해년도 목표 및 평가 방법 ... 18
• 1. 연구개발의 최종 목표 ... 18
• 2. 연구평가의 착안점 및 평가 방법 ... 18
• 제 2 절 당해연도 개발 내용 및 개발 범위 ... 19
• 제 3 장 결과 및 향후 계획 ... 20
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 20
• 1. 연구개발 추진 전략 ... 20
• 2. 연구개발 추진 체계 ... 21
• 3. 연구수행 편성도 ... 22
• 제 2 절 당해년도 연구개발 결과 ... 22
• 1. 당해년도 연구개발 추진 일정 및 달성도 ... 22
• 2. 당해연도 연구개발 추진 실적 ... 23
• 제 3 절 기대효과 및 사업화 계획 ... 52
• 제 4장 참고 문헌 ... 53
• 부 록 ... 54
• 끝페이지 ... 62