초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종목표
금속 적층제조(Metal Additive Manufacturing)기술을 활용하여 가스터빈용 DLN 연소분사노즐의 상용화 기술을 개발함에 있어 세부적으로
• 금속적층기술로 연소분사노즐 고정밀, 고기능 부품의 상용화 제조 타당성을 확인하고
• 금속적층제조기술로 제작된 부품의 재질특성을 평가하며
• 제조된 부품의 접합, 조립공정의 개발과 시제품을 제작하여
• 가스터빈용 연료분사노즐로서 내구성 및 성능평가를 개발목표로 함

전체내용
주관기관(한울항공기계)은

연구개발 목표 및 내용
최종목표
금속 적층제조(Metal Additive Manufacturing)기술을 활용하여 가스터빈용 DLN 연소분사노즐의 상용화 기술을 개발함에 있어 세부적으로
• 금속적층기술로 연소분사노즐 고정밀, 고기능 부품의 상용화 제조 타당성을 확인하고
• 금속적층제조기술로 제작된 부품의 재질특성을 평가하며
• 제조된 부품의 접합, 조립공정의 개발과 시제품을 제작하여
• 가스터빈용 연료분사노즐로서 내구성 및 성능평가를 개발목표로 함

전체내용
주관기관(한울항공기계)은 연소분사노즐의 전반적인 제품설계와 제작을 담당하여 금속적층제조기술로는 연소분사노즐의 고온부 핵심부품을 제작하고 여러 구성품과 함께 후공정 및 확산접합기술로 조립하여 최종시제품을 개발함에 세부적으로는
① 연소분사노즐의 기초, 최종설계
② 금속적층제조용 재질 특성을 평가하고 적절한 재질을 선정
③ 금속적층제조로 고온부품을 제작
④ 열처리, 확산접합, 후가공 공정 개발
⑤ 제조공정과 시험평가를 위한 Test Rig & Fixture를 설계, 제작
⑥ 연소분사노즐 Assembly 최종시제를 제작
⑦ 성능평가를 실시
위탁기관(동아대학교 고기능성밸브 기술지원센터)은 제품의 설계와 시험평가방안에 대한 협의 및 지원과 각종 성능시험 및 연소시험을 실시하고 데이터를 분석함에 세부적으로는
① 연소분사노즐의 유동해석을 통한 설계를 지원
② 제품의 성능평가방안을 검토하고 Test Rig와 데이터획득시스템을 설계
③ 부품의 유량특성 및 내열특성 시험을 수행
④ 시험데이터를 분석, 정리

연구개발성과
◦ 금속적층제조기술을 고려한 가스터빈용 연소관련부품 및 고온부품 설계능력 확보
◦ 금속적층기술로 제조 가능한 재질파악 및 물성평가방법 확보
◦ 기존재질과 금속적층제조용 재질과의 비교분석 데이터와 이종재질 접합공정 (Brazing, Welding)에 대한 특화된 데이터 확보
◦ 금속적층기술로 제조한 부품과 가스터빈 연소분사노즐 전반의 시험평가기술 확보
◦ 기술인지도 상승으로 향후 추가적인 기술개발 협업과 매출을 기대할 수 있음
◦ 개발사업기간 및 사업종료 후 관련분야 시제품(가스터빈 연소노즐) 공급 및 매출 달성
- 시제품 공급 5회 약 0.8억원
- 향후 양산용 매출 가능
◦ 관련분야 사업화를 위한 직간접 사업인력 충원
- 연구개발인력 : 2명
- 전담 품질관리인력 : 1명
- 생산관리인력 : 1명
- 생산인력 : 1명

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
[활용계획]
◦ 상업 제품 확대
- 본 기술개발을 통해 확보한 고온부품 금속적층제조기술로 당사에서 국산화개발한 W501D5 가스터빈 연소기 Main Nozzle의 주요 구성품을 금속적층으로 제작하여 Upgrade 적용
- 상업운전 중인 F급(W501F, M501F, 7FA 등) 가스터빈의 연소기 Main Nozzle의 국산화를 추진함에 있어 본 기술개발을 통한 개발공정과 금속적층기술을 활용하여 확대 적용 추진
◦ 양산
- 개발 완료 후 사업화를 위한 핵심인력 확보 계획 수립
- 양산을 위한 생산설비뿐만 아니라 품질관리, 시험평가를 개발설비에 대한 투자계획 수립
◦ 판로개척
- 국내 상업운전 복합화력발전소 요구도 반영하여 신규 국산화 제품 및 재생정비 개발품에 금속적층제조한 고온부품 적용
- 가스터빈 제작업체의 제작 및 개발참여 기회확보
- 국내 수요처 마케팅 및 전시회 참여
[기대효과]
◦ 고용유지 및 신규고용창출
- 현재 주관기관(한울항공기계)에서는 부설연구소 인원 3명을 발전설비부품 전담 설계 및 개발 인력으로 활용 중 품보, 검사인력 4명 중 1명을 발전설비부품 전담 품보인력으로 배정
- 전담 개발인력, 품보인력, 영업인력을 충원할 예정이며 기존 개발, 품질, 생산인력에 포함되지 않았던 금속적층제조기술과 관련한 전문인력을 자체양성하거나 신규 채용하는 방안을 검토

※ 단기적으로는 고가의 금속적층제조설비를 보유한 전문업체와 협력을 통한 생산 체계를 구축하고 향후 직접 설비를 보유하여 생산과 품질관리를 수행하도록 계획
◦ 기술인지도 향상
- 본 개발기술사업으로로 획득한 기술을 바탕으로 가스터빈 연소분사노즐 제작, 평가기술을 인정받아 국내에서는 추가적인 기술개발 및 매출기회가 확대되고 있으며 금속적층제조기술로 고온부품을 제작하여 적용한 기술은 해외 선진사와도 견줄수 있는 기술경쟁력을 확보할 수 있음
- 국내 OEM사 국산화 가스터빈 F급, H급 양산시제 및 개발시제 제작공급 확대
◦ 매출증대
- 금속적층제조기술을 적용한 고온부품의 제작은 해외에서도 기술도입기로 그동안 해외 선진사에 뒤쳐졌던 가스터빈 연소관련부품의 Upgrade로 경쟁력확보가 가능
- 국내 상업운전 가스터빈의 대부분이 해외도입 기자재이므로 수입대체를 통한 매출증대 및 무역수지개선 기대
- Upgrade 모델 및 타 OEM사 모델 공급기회 확대

(출처 : 요약 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요약 ... 4
• 목차 ... 7
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 8
• (1) 개발기술의 중요성 및 타당성 ... 8
• (2) 국내 · 외 관련 기술의 현황 ... 12
• (3) 기술개발 시 예상되는 기술적 · 경제적 파급 효과 ... 14
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 15
• 1) 목표 ... 15
• (1) 종합목표 ... 15
• (2) 기술개발 목표 ... 16
• (3) 경제적 성과목표(사업기간내) ... 18
• 2) 기술개발 수행 과정 및 수행 내용 ... 19
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 50
• 1) 연구수행 결과 ... 50
• (1) 정성적 연구개발성과 ... 50
• (2) 정량적 연구개발성과 ... 50
• (3) 세부 정량적 연구개발성과 ... 51
• 2) 목표 달성 수준 ... 54
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 55
• 1) 목표 미달 원인(사유) 자체분석 내용 ... 55
• 2) 자체 보완활동 ... 55
• 3) 연구개발 과정의 성실성 ... 55
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 56
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 56
• 별첨1. 성실이행 서약서 ... 58
• 별첨2. 자체보안관리진단표 ... 59
• 붙임. 연구개발계획서 수정 전·후 비교표(주관연구개발기관용) ... 60
• 끝페이지 ... 134