보고서 정보
주관연구기관 |
한국에너지기술연구원 Korea Institute of Energy Research |
연구책임자 |
동상근
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참여연구자 |
양제복
,
Iman Rahimipetroudi
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
|
발행년월 | 2020-12 |
과제시작연도 |
2020 |
주관부처 |
과학기술정보통신부 Ministry of Science and ICT |
등록번호 |
TRKO202100005677 |
과제고유번호 |
1711124751 |
사업명 |
한국에너지기술연구원연구운영비지원(R&D)(주요사업비) |
DB 구축일자 |
2021-06-19
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초록
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IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
- 플라즈마/수산소 결합형 수중 절단 시스템의 상용화를 완성하였다.
사 양: 80kW, 절단두께 40mm, 수심 깊이 300mm, 피재료: 원전용 NI계 20%이상 고온 합금. 해양 구조물 적용처 다양. 플라즈마 전원 60kW급. 수산소 발생기 40kW급, 99% 이상 역화 방지
- 직립 원형 Cell 방식, 가스 발생량은 전력 3.4Kw 사용 시 가스 발생량을 0.3 Nm3/h에서 1 Nm3/h을 일정하게 유지. 기존
IV. 연구개발 결과 및 활용에 대한 건의
- 플라즈마/수산소 결합형 수중 절단 시스템의 상용화를 완성하였다.
사 양: 80kW, 절단두께 40mm, 수심 깊이 300mm, 피재료: 원전용 NI계 20%이상 고온 합금. 해양 구조물 적용처 다양. 플라즈마 전원 60kW급. 수산소 발생기 40kW급, 99% 이상 역화 방지
- 직립 원형 Cell 방식, 가스 발생량은 전력 3.4Kw 사용 시 가스 발생량을 0.3 Nm3/h에서 1 Nm3/h을 일정하게 유지. 기존의 분리 격막을 제거하여 수소와 산소를 공유 결합 상태에서 안정적으로 수중에서 사용 할 수 있는 성능 보여주었다.
- 정격운전시(플라즈마 56kW, 수산소 20kW)절단 성능은 중 수심 깊이 300mm, 니켈,크롬 20%이상 함유된 합금강 뚜께 40mm 이상 절단. 절단 속도 600mm/min 으로 목표를 초과 달성하였다.
- 절단 시험 평가에 의하면 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 절단 속도(400-600mm/min) 에서 수산소 가스 혼합량은 (Ar 70%, HOH 30%)으로 최적화 하였다. 절단 속도는 소재에 따라 가스량을 적당히 조절하면 최적화됨을 알 수 있다. 종합적으로 수산소 가스가 증가해도 절단면이 매우 양호하게 됨을 알 수 있다. 즉 플라즈마로만 POWER를 증가하는 것에 비해 수산소를 적당히 혼합해도 원전 설비인 합금강 SUS304 및 SUS316 절단시 매우 우수한 절단 성능을 보여주고 있음을 확인 할 수 있었다.
- 전자식 광센서 및 기계적 장치를 혼용하여 99% 이상의 역화 방지 기능이 확보되었다.
- 로봇을 이용하여 3D 절단이 이루어졌다. 직선, 곡선, 틸팅, 삼각선 등의 실제 현장에서 적용 가능한 절단 기능이 완성되었다.
(출처 : 요약문 7p)
Abstract
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IV. Result and Recommendations
- Successful commercialization of new technology for plasma / hydrogen combined underwater cutting system.
(Specification: 80kW, Cutting thickness 40mm, Cutting depth 300mm, Materials: High-temperature alloy of more than 20% of NI series for nuclear power pla
IV. Result and Recommendations
- Successful commercialization of new technology for plasma / hydrogen combined underwater cutting system.
(Specification: 80kW, Cutting thickness 40mm, Cutting depth 300mm, Materials: High-temperature alloy of more than 20% of NI series for nuclear power plant and applications for offshore structures. Plasma 60kW. HOH generator 40kW, 99% blocking of backfire)
- Upright circular cell method, gas generation is at 0.3 Nm3/h when using 3.4Kw of power. 1 Nm3/h is kept constant. Hydrogen and oxygen are covalently bonded by removing the exiting separation membrane showed the performance that can be used stably underwater.
- At normal operation (plasma 56kW, oxygen 20kW), the cutting performance is 300mm deep in the middle, and cuts over 40mm thick of alloy steel containing 20% or more of nickel and chromium. Achieved the performance of cutting speed 600m/min.
- According to the cutting test evaluation, when cutting alloy steel SUS304 and SUS316, the amount of oxygen gas mixture was optimized to (70% Ar, 30% HOH) at the cutting speed (400-600mm/min). It can be seen that the cutting speed is optimized by appropriately adjusting the amount of gas depending on the material. Overall, it can be seen that even if the oxygen gas increases, the cut surface becomes very good. In other words, compared to increasing the power only with plasma, it was confirmed that even if oxygen was properly mixed, it showed very excellent acting performance when cutting alloy steel SUS304 and SUS316, which are nuclear power plants.
- Over 99% of the backfire prevention function was secured by using an electronic optical sensor and a mechanical device.
- 3D cutting was done using a robot. Cutting functions applicable to the actual field such as straight lines, curves, tilting, and triangular lines have been completed.
(출처 : SUMMARY 9p)
목차 Contents
- 표지 ... 1제 출 문 ... 3요 약 문 ... 7SUMMARY ... 9CONTENTS ... 11목차 ... 12그림목차 ... 13표목차 ... 15제 1 장 서 론 ... 16 제 1 절 기술 개요 ... 16 1. 기술 개요 ... 16 2. 수산소 가스 발생기 기술 ... 17 3. 플라즈마 수산소 융합 수중 절단 기술 ... 18 제 2 절 기술개발 필요성 ... 23제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 25 제 1 절 역화 방지형 플라즈마/수산소 수중 토치 개발 ... 25 1. 역화 방지형 플라즈마/수산소 수중 토치 설계 해석 ... 25 2. 역화 방지형 플라즈마/수산소 수중 토치 설계/제작 ... 32 제 2 절 수산소 발생기 장치 최적화 ... 37 1. 수산소 발생기 자동화 제작 ... 37 2. 역화 역류 방지스템 제작 ... 42 제 3 절 플라즈마/수산소 수중 절단장치 최종 시작품 ... 44 1. 전체 시스템 제작 ... 44 2. 로봇 이용 수중 절단 시험장치 제작 ... 45 제 4 절 최종 시작품 시험평가 ... 47 1. 플라즈마/수산소 토치 절단 시스템 성능 평가 ... 47 2. 플라즈마/수산소 수중 절단 시험 ... 49제 3 장 결 론 ... 57끝페이지 ... 58
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