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Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)엔케이 |
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연구책임자 | 윤지훈 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-09 |
과제시작연도 | 2013 |
주관부처 | 산업통상자원부 Ministry of Trade, Industry and Energy |
등록번호 | TRKO201600017065 |
과제고유번호 | 1415131130 |
사업명 | 소재부품기술개발 |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 대형 CNG저장용기.튜브트레일러.복합용기.랙모듈.필라멘트 와인딩. |
1. 개발목표
① 최종목표
가) 고강도 유리 섬유를 이용한 경량화(25%)된 고압(250bar) CNG용 11m초대형(1,260L급) 압력 용기 개발
㉠ 상용압력 250bar, 길이 11m, 내용적 1260L CNG-2 양구형 압력용기
㉡ 복합재료 결함시험 3000cycle 이상, 반복가압시험(반복수명)7,500cycle 이상
㉢ ISO 11515 규정에 따른 용기 수명 신뢰성 인증
㉣ ISO 11515 규정에 따른 해외 선급(BV) 인증
나) Rack Module 시스템 개발
㉠
1. 개발목표
① 최종목표
가) 고강도 유리 섬유를 이용한 경량화(25%)된 고압(250bar) CNG용 11m초대형(1,260L급) 압력 용기 개발
㉠ 상용압력 250bar, 길이 11m, 내용적 1260L CNG-2 양구형 압력용기
㉡ 복합재료 결함시험 3000cycle 이상, 반복가압시험(반복수명)7,500cycle 이상
㉢ ISO 11515 규정에 따른 용기 수명 신뢰성 인증
㉣ ISO 11515 규정에 따른 해외 선급(BV) 인증
나) Rack Module 시스템 개발
㉠ Acceleration 4이상 충격에서 Deformation 1.0 mm 이하 만족
㉡ UN Manual Part IV Sec. 40에 따른 신뢰성 인증
㉢ IMDG 규정 및 ISO 1161에 따른 해외 선급(BV) 인증
2. 개발내용 및 결과
① 정량적 목표 달성
② 정성적 목표 달성
* 1차년도
가) 복합용기 관련 자료 수집 및 검토, 기술기준 및 제작기기 사양 검토
㉠ 관련기술기준 및 관계법규의 검토 (설계기준 및 코드)
㉡ 개발관련 문헌자료, 특허 및 기술자료 수집 및 분석
㉢ 최적 후보 재료에 대한 기술적 평가 및 소재 선정
㉣ 11m 복합재 압력용기 제조 전용장비 사양 결정
㉤ HCNG 기술개발 가능성 여부 검토
㉤ 해외 경쟁업체(선진사)의 신규 개발 제품(CNG-2 Jumbo Cyl.) 사양검토
나) 고강도 유리 섬유를 이용한 경량화(25%)된 고압(250bar) CNG용 11m초대형(1,260L급) 복합재 압력용기용 스틸라이너 개발
㉠ 최소파열압력 312.5bar, 길이 11m, 내용적 1,260L의 스틸라이너 돔형상 설계
㉡ 11m 250bar 스틸 라이너 최적 벽두께 결정
㉢ 유한요소해석을 통한 응력해석 및 거동예측
㉣ 복합재 용기 충격완화를 위한 충돌해석 모델 개발
다) 11m 250bar 스틸라이너 제작 및 평가를 위한 전용장비 개발 및 구축
라) 11m 250bar 스틸라이너 시제품 제작 및 평가
㉠ 돔부 스피닝 공정 설계 기술 개발
㉡ 스틸라이너 열처리 조건에 따른 재료 물성 평가 및 최적열처리 조건도출
마) Tube Trailer용 Rack Module System 해석 및 설계
㉠ Tube Trailer의 운동특성을 고려한 Cylinder module 설계기술개발
㉡ CNG Cylinder Rack support system의 최적 설계
㉢ CNG loading & unloading을 위한 simulation logic 설계
* 2차년도
가) 고강도 유리 섬유를 이용한 경량화(25%)된 고압(250bar) CNG용 11m초대형(1,260L급) CNG-2 개발
㉠ 복합재 구조 해석을 통한 와인딩 각도 최적화
㉡ 수지 최적경화 조건확립
㉢ 11m 250 bar 복합재 압력용기 시제품 제작
나) 11m 250bar 복합재 압력용기 제작 및 평가를 위한 전용장비 구축
㉠ 11m 필라멘트 와인딩 장비 구축
㉡ 250bar 스틸라이너 제조용 스피닝 장비 구축 (1차년도 계속)
㉢ 11m 250bar급 내압/파열/반복성능 시험을 위한 전용 시험설비 구축
다) Tube Trailer용 Rack Module 시스템 해석·설계 및 시제품 제작
㉠ Tube Trailer용 Rack 동적해석 및 좌굴해석, 시제품 제작
㉡ Tube Trailer용 Rack Module 시스템의 충돌해석을 통한 시제품 개선안도출
* 3차년도
가) 11m 250bar 복합재 압력용기의 제조 시 요구되는 평가기술 개발
㉠ 11m 250bar급 내압/파열/반복성능 시험을 위한 전용 시험설비 구축 (2차년도 계속)
㉡ 250bar 복합재 압력용기의 시험 평가 기술 개발
㉢ 시제품의 기계적 피로특성 분석
나) Tube Trailer용 Rack Module System 개발 및 평가
㉠ 차량진동을 고려한 Cylinder module의 안정성 평가
㉡ 복합재 용기 및 튜브 트레일러의 비선형 충돌해석 Process 정립
다) 개발 CNG-2 및 랙 모듈 시스템의 해외공인인증 획득
㉠ 고압(250bar) 11m 초대형(1,260L급) CNG-2 압력용기 신뢰성시험 및 해외인증
㉡ Rack Module 시스템의 해외공인 인증
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
가) 기술적 측면
- 기존의 튜브형 소재에 스피닝을 통한 대형 경량 스틸라이너 제조 기술 개발
- 250bar 대형 CNG 저장용기의 개발로 이동식충전차량, 충전소, 대형수송차량의 적용 가능하여 천연가스산업 인프라 구축에 기여
- 초고순도 가스저장용기, 수소저장용기 분야에도 활용 가능
- 해상수송 선박용, 산업용/가정용 CNG 충전소, 우주항공용의 저장시스템의 발전에도 파급효과가 클 것으로 예상됨
나) 경제적 측면
- 수입대체 및 수출증대 효과
4. 적용분야
○ 본 개발대상 기술제품의 용도는 CNG 연료의 운송 및 저장이 주용도이며 본 개발대상 기술제품의 개발로 CNG 수송선박, 이동식충전차량,충전소 대형수송차량의 적용이 가능하며 CNG 인프라 구축과 수소저장용기분야에도 활용이 가능할 것으로 예상됨
- 수송용 : CNG 운송선박, CNG버스, 승용차, 트럭 등 천연가스차량의 수송 분야, 특히 CNG 버스용 300L 200bar 급 압력용기 제조기술 우위
- 충전소 : 이동식 충전차량 분야, CNG 및 수소스테이션
- 우주항공용 : 우주선, 로켓 등의 연료저장탱크 분야
- 기타 고압가스저장용기용 : 공기호흡기, 스쿠버용, 초순도 저장용기 분야
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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