연구목표

SMR에 적용 가능한 소재 2종 이상(오스테나이트강 및 페라이트강 포함) 유도가열벤딩 제작 공정 개발 및 표준화 “2종 이상의 재질, 1.5DR 미만(1.0~1.4DR), 두께 감소율 9.0%이하, 시제품 제작 8종, 직경/두께비 2종이상(D/t=10~40) 굽힘각 2종이상 (45도~145도)” ○ SMR용 주요 배관의 유도가열 벤딩 제작 공정 개발 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 건전성 검증절차 개발 ○ SMR용 주요 배관계 설계 기술 개발 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 신뢰도 위한 품질보증체계 수립 및 표준화(KEPIC 적용사례(Code Case) 개발) ○ SMR용 주요 배관 두께 자동 측정 및 기록 장비 개발

연구범위

[1차년도 개발내용] ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤딩 공정 분석 - SMR용 주요 배관 특성에 적합한 유도가열 벤딩 공정 선정 및 분석 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 제작 공정인자 설계 - SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 제작 공정인자 분석 ○ 최신 기술기준 및 적용 계통 분석 ○ 벤딩배관 재질 분석 시험장비 구축 - 벤딩배관 미세조직걱 재질 분석 시험 메트릭스 작성 ○ 유도가열 벤딩공정 전산해석 방법론 분석 ○ KEPIC 적용사례(Code Case) 개발 기본계획 수립 - 초안개발 실무위원회 구성 및 운영(기술기준 현황 조사 및 KEPIC 적용사례 개발 기본방향 수립) [2차년도 개발내용] ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 제작 공정인자 분석 및 도출 - SMR용 유도가열 벤드 공정인자 적용성 분석 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 시제품 제작 - SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 Mock-Up 제작 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 개발 - SMR용 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 선정 및 개발 ○ 운전환경 및 경년열화영향 분석과 설계요건 및 인허가 현안 분석 - 운전환경 및 경년열화영향 분석 ○ 배관 직관부 미세조직적 물성시험 및 재질 특성 분석 - 벤딩배관 소재 직관부 미세조직적 물성시험 ○ 벤딩배관 부식률 및 파괴인성 평가 방법론 수립 - 페라이트강 벤딩배관 부식률 평가 방법론 수립 ○ 전산해석 기반 유도가열벤딩 공정변수 영향성 분석 - 유도가열벤딩 공정 예비해석 및 전산해석 방법론 최적화 ○ KEPIC 적용사례(Code Case) 개발계획 정립 - 초안개발 실무위원회 운영(적용사례 구성(안) 개발) [3차년도 개발내용] ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤딩 제작 공정인자 평가 - SMR용 설계 특성 반영한 공정인자 적용 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤딩 공정 평가 ○ SMR용 주요 배관 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 개발 및 평가 - SMR용 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 개발 ○ 설계 및 시공 적용성 분석과 운전 및 유지보수 분석 ○ 벤딩배관 미세조직적 물성시험 및 물성변화 분석 - 제작공정 및 벤딩배관 위치 별 미세조직적 물성시험 ○ 벤딩배관 직관부 파괴인성 평가 - 오스테나이트계 스테인리스강 직관부 파괴인성 시험 ○ 전산해석 기반 유도가열벤딩 공정 최적화 - 전산해석 기반 공정변수에 따른 변형 예측 및 공정 최적화 ○ KEPIC 적용사례(Code Case) 1차 초안 개발 - 적용사례(안) 산업계 의견수렴 및 국제표준화 기반조성 [4차년도 개발내용] ○ SMR용 배관 유도가열 벤딩 제작 공정 수립 및 최적화 - SMR용 주요 배관 소재에 따른 최적의 벤드 제작 공정 수립 및 절차서 작성 ○ SMR용 배관 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 수립 및 최적화 - SMR용 유도가열 벤드 두께 자동 측정시스템 최적화 ○ SMR 적용을 위한 품질보증 분석 및 기술기준 개발 지원 - 설계 품질보증 분석 ○ 벤딩배관 위치 별 부식률 및 파괴인성 평가 - 페라이트계강 벤딩배관 위치 별 부식률 시험 ○ 벤딩배관 잔류응력 평가 및 검증 - 벤딩배관 전산해석 기반 잔류응력 평가 및 검증 ○ KEPIC 적용사례(Code Case) 최종 초안 개발 - 적용사례(안) 산업계 의견수렴 및 국제표준화 기반 조성

기대효과

○ 예상되는 연구개발 주요 성과 - SMR에 적용 가능한 유도가열벤드 공정 확보 - 해외 경쟁사 기술과 초격차 확보를 위한 D/t에 따른 최저 두께 감소율 확보 - SMR용 유도가열 벤드 건전성 검증절차 시스템 구축 - SMR 배치설계 집적화를 위한 최적 벤드사양 확보 및 구현 - SMR 공간설계 최적화 - SMR 적용 벤드의 품질 신뢰도 검증 - SMR용 유도가열 벤드 품질보증체계 수립 - SMR용 유도가열 벤드 두께 자동 측정 및 기록시스템 - 유도가열 벤딩의 품질 검증을 위한 KEPIC 적용사례 제안 ○ 연구개발성과의 활용방안 - SMR에 적용 가능한 유도가열벤드 공정 - SMR 설계시 크기 최소화를 위해 유도가열 벤드를 적용하여 협소한 공간에서 배관의 배치가 가능한 설계에 활용될 수 있음. - SMR 및 대형원전, 비원전분야(화력, 폐열회수보일러, 조선 해양 등)에 연구개발기술을 적용 및 활용될 수 있음. - SMR용 유도가열 벤드 건전성 검증절차 시스템 - SMR 및 대형원전, 비원전분야(화력, 폐열회수보일러, 조선 해양 등)에 적용될 시 정밀측정 및 검증에 활용될 수 있음. - SMR용 유도가열 벤드 품질보증체계 수립 및 표준화 - SMR용 유도가열 벤드 품질보증체계를 표준화함으로써 벤드의 신뢰도 확보에 활용될 수 있음. - SMR용 유도가열 벤드 두께 자동 측정 및 기록시스템 - SMR용 유도가열 벤드 제작 시 두께 자동 측정 및 기록을 통해 신뢰도 확보에 활용될 수 있음. - SMR용 유도가열 벤드 뿐만 아니라 곡관을 사용하는 산업시설에서 두께 자동 측정에 활용될 수 있음. ○ 연구개발성과의 기대효과 ？ 과학ㆍ기술적 측면 - 최소화된 공간에 배관이 복잡한 구조로 배치되는 SMR의 특성을 고려하여 설계시 배관 배치의 유연성 확보 가능 - 품질 불안요소인 용접부를 유도가열 벤드 적용을 통해 비파괴검사 감소 및 가동중 검사 시행 시 검사자의 피폭시간 감소를 통해 작업자의 안전성을 향상 - SMR용 배관 유도가열 벤드 품질검증기술 활용하여 안전하고 효율적인 SMR 설계 전략 수립 가능 - 연구개발기술에 적용된 다양한 요소기술의 비원전분야(화력, 폐열회수보일러, 조선 해양 등) 확대 적용 및 응용으로 관련분야의 기술개발 향상 기대 ？ 경제적ㆍ산업적 측면 - 유도가열 벤드 적용에 따른 배관 제작 및 시공 기간 단축, 비파괴검사 부위 감소로 SMR의 시공 기간과 비용, 운영비용 절감 효과 기대 - SMR 개발 기술 고도화를 통한 경쟁력을 확보하고, 연구개발기술을 활용한 국내 SMR 개발 경험을 바탕으로 해외 시장진출을 위한 기반 마련 - 연구개발기술 활용 해외 SMR 시장 진출을 통한 수입대체 및 수익증대 효과 기대 - SMR 및 대형원전, 비원전분야에 연구개발기술 확대 적용 및 응용으로 국가적 비용 절감 효과 기대 - 국내 원전 및 비원전분야 사업 진출에 따른 안정적인 고용유지와 신규인력 채용을 통한 일자리 창출효과 기대 ？ 사회적 측면 - 유도가열 벤드 적용에 따른 SMR의 시공 기간 단축 및 불안요소인 용접부를 감소시키므로 SMR 건설비용 저감과 함께 안전성 확보를 통한 국민의 신뢰도 향상 및 SMR 건설에 대한 국민 수용성 확보 - 국내 SMR 개발을 위한 고급기술 확보로 원전에 대한 국민의 부정적 인식개선과 SMR산업의 신뢰도 및 안전성 확보

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