초록 ▼

□ 연구내용
○ 펌프터빈 주요 구성품 국산화 설계기법
- 국내 양수발전 설비의 노후화에 따른 성능개선 및 현대화 사업 주기가 도래함에 따라 펌프터빈 주요 구성품의 국산화 설계 및 제작기술 확보 시급
- 한국생산기술연구원이 주도적으로 관련 국가 R&D 사업을 선도 기관으로써 리드하기 위해 여러 부문 간 펌프터빈 주요 구성품 원천설계기법 융합연구 수행
○ 펌프터빈 수력-구조 및 축계 시스템 원천설계기법
- 주요 구성품(러너, 스테이/가이드 베인, 스파이럴 케이싱, 드래프트 튜브 등) 설계기법 정립
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□ 연구내용
○ 펌프터빈 주요 구성품 국산화 설계기법
- 국내 양수발전 설비의 노후화에 따른 성능개선 및 현대화 사업 주기가 도래함에 따라 펌프터빈 주요 구성품의 국산화 설계 및 제작기술 확보 시급
- 한국생산기술연구원이 주도적으로 관련 국가 R&D 사업을 선도 기관으로써 리드하기 위해 여러 부문 간 펌프터빈 주요 구성품 원천설계기법 융합연구 수행
○ 펌프터빈 수력-구조 및 축계 시스템 원천설계기법
- 주요 구성품(러너, 스테이/가이드 베인, 스파이럴 케이싱, 드래프트 튜브 등) 설계기법 정립
- 펌프 및 터빈 모드 수력학적 성능 동시 향상을 위한 최적설계기법 정립
- 펌프터빈 축계 시스템 해석 및 설계 기법 정립
- 유체-구조 연성해석을 활용한 구조 안정성 검증 기술
○ 장주기 활용을 위한 러너 블레이드 제작/가공 기술
- 3D 프린팅을 활용한 러너 블레이드 부품 제작 및 가공 기술 개발
- 캐비테이션에 의한 러너 블레이드 표면 부식 방지 기술 개발

□ 연구개발 성과
○ 정성적 성과
- 과제 수주를 위한 기술기획보고서 1건, 품목요약서 1건
- 펌프터빈 수력-구조 원천설계기법을 적용한 러너 시제품
○ 정량적 성과
○ 기술스펙 달성 성과
1): 펌프터빈 실물 형상 CFD 상 수력학적 성능(효율 및 출력)
2): 국내 입지 조사 후보지 기준 상부 저수지 약 110만 톤 및 낙차 약 150m 조건 반영
3): 공인인증기관의 평가항목 부재로 인해 성적서 발급이 불가하여 자체평가 수행

□ 기술적 우수성
○ 펌프터빈 러너 블레이드 최적설계를 통한 수력성능 향상 기술개발
- 국내 펌프터빈 작동 환경을 고려한 러너 블레이드 설계기법
- 펌프 및 터빈 모드 수력학적 성능 동시 향상이 가능한 설계기법
- 유동-구조 연성해석을 활용한 구조 안정성 및 축계 안정성 평가기술
○ 러너 블레이드 장주기 활용을 위한 제작 및 가공 기술개발
- 수중 작동 환경을 고려한 러너 블레이드 내부식성 향상 기술
- 3D 프린팅을 활용한 캐비테이션에 의한 구조 손상부위 복원 기술

□ 성과활용 계획
○ 재생에너지 출력 변동 대응을 위한 소규모 양수발전플랜트 신규 구축 대형 과제 수주
- 펌프터빈 핵심원천설계기술개발을 통해 현재 진행 중인 가역식 및 가변속 펌프터빈 설계 국가 대형 과제 수주에 활용
○ 국내 양수발전 설비 노후화에 따른 현대화 사업 참여
- 본 사업을 통해 개발될 소형 펌프터빈 핵심원천설계기술을 활용하여 국내에서 운용중인 다수의 대형 양수발전 설비 현대화 사업에 주도적으로 참여
○ 다학제 융복합 신기술 확보를 통한 국산 펌프터빈 제품 경쟁력 확보 및 신시장 창출
- 장주기 활용 가능한 펌프터빈 설계 및 제작기술 확보를 통해 유지보수 비용 획기적 절감 및 이를 통한 국고 유출 방지
○ 국내 양수발전 관련 중소‧중견기업 인프라 활성화
- 펌프터빈 핵심원천설계기술 이전을 통한 중소‧중견기업 설계/제작 기술력 향상 및 관련 생태계 조성

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 기본사업 연구보고서 ... 3
• 기본사업 연구 요약서 ... 4
• 목차 ... 7
• 제 1 장 개 요 ... 8
• 제 1 절 연구개발 목표 ... 8
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 11
• 제 3 절 당해연도 연구개발 범위 ... 13
• 제 2 장 연구수행 내용 및 결과 ... 14
• 제 1 절 연구개발 추진 체계 ... 14
• 제 2 절 당해연도 연구개발 결과 ... 17
• 제 3 절 당해연도 연구개발 결과 ... 34
• 제 3 장 연구성과 활용 방안 ... 36
• 제 1 절 연구성과 활용·확산계획 ... 36
• 제 2 절 기대효과 ... 36
• 제 4 장 참고문헌 ... 37
• 끝페이지 ... 38