Development of IE Class EHO Control Valve Localization
NTIS 과제고유번호
2410000847
IRIS 과제번호
RS-2024-00431187
주관연구개발기관
(주)삼신
공동연구개발기관
충남대학교산학협력단,하이에스지,한국생산기술연구원
총 연구개발기간
2024-04-01 ~ 2028-03-31
당해연도 연구개발기간
2024-04-01 ~ 2024-12-31
정부지원금(천원)
700,000
민간현금(천원)
27,000
민간현물(천원)
259,200
상세정보
세부사업명
현장수요대응원전첨단제조기술및부품.장비기술개발(R&D)
내역사업명
현장수요대응 원전 첨단제조기술 및 부품,장비 개발
과제명(국문)
원전 안전등급 유압구동 제어밸브 국산화 개발
과제명(영문)
Development of IE Class EHO Control Valve Localization
NTIS 과제고유번호
2410009478
IRIS 과제번호
RS-2024-00431187
주관연구개발기관
(주)삼신
공동연구개발기관
충남대학교산학협력단,하이에스지,한국생산기술연구원
총 연구개발기간
2024-04-01 ~ 2028-03-31
당해연도 연구개발기간
2025-01-01 ~ 2025-12-31
정부지원금(천원)
1,380,000
민간현금(천원)
60,000
민간현물(천원)
561,600
상세정보
세부사업명
현장수요대응 원전 첨단제조기술 및 부품,장비 개발(R&D)
내역사업명
현장수요대응 원전 첨단제조기술 및 부품,장비 개발
과제명(국문)
원전 안전등급 유압구동 제어밸브 국산화 개발
과제명(영문)
Development of IE Class EHO Control Valve Localization
NTIS 과제고유번호
2480001107
IRIS 과제번호
RS-2024-00431187
주관연구개발기관
(주)삼신
공동연구개발기관
충남대학교산학협력단,하이에스지,한국생산기술연구원
총 연구개발기간
2024-04-01 ~ 2028-03-31
당해연도 연구개발기간
2026-01-01 ~ 2026-12-31
정부지원금(천원)
1,807,000
민간현금(천원)
82,000
민간현물(천원)
759,600
연구목표
ㅇ 원전 안전등급 유압구동 앵글밸브 개발
: 밸브(검증시편) 사양 : Class900, 20inch
: IEEE382 구동기 기기검증, ASME QME-1 2002 성능검증(20inch)
ㅇ 본 과제의 목표는 ① 고온 환경에서 내진 및 작동성을 확보하는 컴팩트형 유압구동기와 ② 고압 유동제어 앵글밸브를 개발한 후 원전 안전기준의 ③ 유압구동기 및 조립체의 성능 검증을 수행하여 최종적으로 『원전 안전등급 유압구동 제어밸브 국산화 개발』을 하는 것임. 추가적으로 개발된 밸브가 ④ 신규 ASME QME-1 2017 기반 설계/제작 기준 적합도를 평가 계획
연구범위
[1차년도 개발내용]
ㅇ 유압구동 제어밸브의 사양 결정 및 앵글 밸브 Body/Trim 설계
- 검증시편 사양 결정
- 앵글밸브 몸체 설계
- 앵글밸브 트림 설계
ㅇ 유압구동기 설계 및 개발
- 유압 공급 시스템의 설계 기술 개발
- 고온 Sealing 설계 기술 개발
- 전기제어장치 개발
ㅇ 유압구동부 모니터링 기법 및 상시진단 시스템 설계, 기초 내진해석
- 모니터링 인자 신호처리기법 개발
- 상시진단 시스템 설계
- 기초 유압구동부 내진특성 평가
ㅇ 유압구동 제어밸브 유동해석
- 밸브2종 형상모델링
- 예비해석을 통한 유동해석 검증
- 상세 운용 조건에서의 유동해석
[2차년도 개발내용]
ㅇ 앵글 밸브/트림 제작 및 성능시험, 평가
- 앵글 밸브 제작 완료
- 트림 제작 완료
- 제작 후 기능 및 성능 시험 수행
ㅇ 유압 구동기 제작
- 유압 실린더의 제조
- 유압 공급 시스템 제작
- 유압 시스템 시험평가기술 개발
ㅇ 유압구동부 모니터링 시스템 제작 및 내진특성 최적화 설계
- 센서 신호처리 모듈 제작
- 임베디드 기반 모니터링 시스템 제작
- 유압 시스템 시험평가기술 개발
ㅇ 유압구동 상사 밸브 유동해석
- 상사대상밸브 형상모델링
- 상사대상밸브 유동해석
- 최적 유동해석기법 도출
[3차년도 개발내용]
ㅇ 유압구동기 성능/검증시험 및 결과분석/보완 설계
- 유압구동기 성능시험
- 유압구동기 검증 시험(IEEE382)
- 성능 및 검증시험 분석/보완 설계
ㅇ 1차 시제품을 통한 유압 구동기 최적화 설계 및 개발
- 유압 구동기에 대한 검증 및 점검
- 최적 보완된 유압 구동기 설계 개발
- 핵심 요소 부품 표준화 작업 구축
ㅇ 유압구동부 임베디드 기반 상시진단 모니터링 시스템 성능평가 및 동적내진 설계
- 상시잔단 모니터링 시스템 성능평가
- 내진시험과 해석 결과 비교/평가
- 동적내진특성 평가
ㅇ 유압구동 제어밸브 수명예측을 위한 FDD기법 개발
- 수명예측을 위한 유동해석 데이터 구축
- 해석 및 시험데이터 활용 회귀분석
- Health Index 도출
[4차년도 개발내용]
ㅇ 유압구동 제어밸브 검증시험 및 결과 분석/보완 설계
- 구동기 검증시험(IEEE382) 수행
- 밸브 조립체 검증 시험(QME-1) 수행
- QME-1 2017 여유도 평가
ㅇ 최적화 모델의 유압 구동기 제작 및 성능평가
- 최종 적용 모델 유압 구동기 제작
- 최종 적용 모델 유압 구동기 성능시험 및 신뢰성 확보
ㅇ 유압구동부의 상시진단 모니터링 시스템 신뢰성 평가 및 동적내진특성 최적화
- 고장진단 판별/실시간 데이터 품질 검증
- 시스템 실증 및 신뢰성 평가
- 동적내진특성 최적화 설계
ㅇ 머신러닝 기반 밸브제어 신호예측 알고리즘 개발
- 시험기반 제어신호 예측 알고리즘 도출
- 도출 알고리즘 검증 및 개발
기대효과
예상되는 연구개발 주요 성과
- 유압 구동 앵글 밸브 시제품 국산화 개발
: 외국산에 의존하던 제품의 국산화 성공으로 대체품 개발 및 신규호기 원전 및 수출 원전에 적용 가능하게 함
- 컴팩트한 유압 구동기 국산화 기술 개발
: 고온 및 좁은 공간에서 활용할 수 있는 산업용 유압 구동기 개발
- 원전용 제어밸브용 고신뢰성 유압구동부 내진설계 기술 및 상시진단 모니터링/위험감지(예측) 기술
: 유압구동부 설계안에 따른 고유진동수 예측 표준화 제안 및 원전용 적정 유압구동부 형상설계기술
: 유압구동부 작동 및 고장 예측을 위한 모니터링 및 사전 위험 감지 기술
o 연구개발 성과의 활용분야 및 활용방안
- 원전 안전등급 유압 구동 앵글 밸브 국산화 시제품
: 현재 발주 진행중인 신한울 3,4호기를 비롯한 신규 건설 호기 및 유럽 수출형 원전 (2개 호기)을 대상으로 적용할 수 있음
: 외국 기술에 의존하고 있는 기존 한국표준형 원전(KSNP), 개량형 경수로 원전(OPR) 및 신형경수로 원전(APR) 등 18개 호기의 원전에서 필요한 예비품의 국산화 공급이 가능함
- 컴팩트한 유압 구동기 국산화 기술 개발
: 고온,고압 환경과 대용량 유량 속도 조절 기능이 필요한 분야에서 많이 요구됨. 특히 유류 저장소(터미널) 및 제철소, 선박 등 대유량 배관에 적용 가능
- 다양한 원전용 안전제어밸브의 유압구동부 설계 및 상시진단 모니터링/위험 감지시스템 개발 활용
: 제어밸브 사이즈별 다양한 유압구동부 형상에 따른 내진특성 평가 활용
: 다양한 제어밸브의 유압구동부 형상 및 특성에 따른 상시진단 모니터링/위험감지 시스템 최적설계 활용
o 연구개발성과의 기대효과
- 과학？기술적 측면
: 열악한 밸브 및 유압구동부 제조 중소기업의 신기술융합을 통한 사업재편 및 기술 고도화 추진으로 기업 기술경쟁력을 제고하고 새로운 먹거리 창출을 통해 밸브 및 유압구동부 산업 생태계 활성화 기대
- 경제적？ 사회적 측면
: 개발 완료후 10년 동안 예상되는 신규 건설 호기 및 향후 수주할 수 있는 유럽의 수출형 원전 대상으로 총 12개 호기 매출 발생
: 외국 기술에 의존하고 있는 기존 한국표준형 원전(KSNP), 개량형 경수로 원전(OPR) 및 신형경수로 원전(APR) 등 18개 호기의 원전에서 필요한 예비품 구입 비용의 절감 기여
- 인프라 측면
: 원전용 제어밸브의 유압구동부 상시진단/위험감지 표준모델 개발, 실증？보급, 업종별 시스템 전환 등 부품 지능화 추진 가속화에 기여
: 실증 기반으로 제어밸브 유압구동부의 새로운 사업 모델을 구축·브랜드화하여 국내 및 해외 원전용 제어밸브 수출로 확산 기대
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