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과업지시서
“수소배관망용 국산 정압기 시작품 및 성능 평가 시스템 제작”
2026. 07.
漠杳
氠瑢
과 업 지 시 서
1. 과 업 명
수소배관망용 국산 정압기 시작품 및 성능 평가 시스템 제작
2. 과업 배경 및 목적
수소배관망을 통한 안정적 공급체계 구축을 위해서는 배관망의 운전조건과 수요처별 요구압력에 대응하여 공급압력을 적정하게 조정할 수 있는 수소배관망용 정압기 설비의 확보가 필수적임.
그러나 국내에는 수소배관망에 적용 가능한 정압기의 설계·제작·성능평가 경험과 기술 기반이 충분히 축적되어 있지 않아, 수소의 물성, 누설 특성, 재료 적합성 및 안전 요구조건을 반영한 국산 정압기 개발이 필요한 상황임.
본 과업은 수소배관망용 정압기의 국산화를 최종 목표로, 국내 기술 기반의 수소배관용 정압기 및 성능평가 시작품을 제작하고, 향후 공인인증 및 현장 실증에 필요한 설계·제작·평가 기초자료를 확보하는 것을 목적으로 함. 특히 지역정압기 수준의 압력 조건을 모사할 수 있는 성능 평가 시스템의 시작품을 구축을 포함함.
제작된 정압기 및 성능 평가 시스템의 시작품을 활용하여 압력제어 성능, 운전 안정성, 누설 안전성 등 주요 성능을 검토하고, 관련 국내·외 기준과의 적합성을 확인함으로써 수소배관용 국산 정압기 설비의 실증·사업화 및 안전기준 마련을 위한 기반자료를 확보하고자 함.
3. 과업범위 및 내용
3.1 과업범위
본 과업에서는 실제 수소배관에 적용가능한 정압기와 이의 성능을 시험평가 할 수 있는 시작품을 제작하고, 수소배관용 정압기 성능에 대한 시험 평가를 수행하는 것을 과업범위로 설정함.
하위 주요 과업은 다음과 같이 구성됨.
- 수소배관용 정압기 설계‧제조 기준 조사 및 시작품 적용성 검토
- 수소배관용 정압기 및 성능평가 시스템 시작품 제작
- 수소배관용 정압기 시작품 성능 평가 및 기술지원‧유지보수
- 수소배관용 정압기 시작품 성능 계측 및 소음 모니터링
- 수소배관용 정압기 시작품 및 평가 시스템의 엔지니어링 도서 작성
3.2 과업내용
수소배관용 정압기의 설계‧제조 기준 조사 및 시작품 적용성 검토
- 수소배관용 정압기의 설계 및 제조와 관련된 국내·외 기준 및 요구사항 조사
* 정압기의 주요 구성품에 대한 설계/사용압력, 재질, 체결 및 안전요건 검토
* KSG, ISO 등의 기준에서 인증·검사 대상 여부 및 사용 제한사항 검토
- 수소배관용 정압기의 주요 구성품 재질 및 사양 적정성 검토
* 수소취성, 균열, 미세누출, 밸브 작동 민감도, 압력제어 안정성 등을 고려
* 정압기의 전·후단 압력조건, 유량조건, 반복가압 조건, 계측·제어 방식 및
안전 장치 구성이 적합한지 검토
- 현장 적용성 검토
* 폐순환 반복가압설비 연계 성능평가 및 공인 인증시험이 가능한 구조
* 배관 접속부의 호환성, 설치공간, 유지관리성 및 운전 안전성 등
- 수소배관용 정압기 및 평가시스템 제작에 필요한 주요 자재 및 사양과 시험
시나리오 도출
* 압력 변환 조건, 유량 변화 및 압력제어 성능평가 시나리오 등
수소배관용 정압기 및 성능평가 시스템 시작품 제작
- 폐순환 반복가압설비 적용을 고려한 수소배관용 정압기 시작품 상세설계
* 폐순환 반복가압설비와의 배관 접속 방식 설치공간, 유지관리성 등을 고려
* 압력조정기, 필터, 비상차단밸브, 안전밸브, 압력계측기, 제어밸브 등 주요
구성품의 배치 및 계통 구성 설계
* 체결부, 연결부, 밸브부 등 수소 누출 가능부위에 대한 기밀성 확보
- 압력 변화 조건을 모사하는 정압기 시작품 및 성능평가 시스템 제작
* 정압기의 입구 압력 조건의 제어와 운전 상태를 실시간으로 계측 가능
- 제작 후 외관, 치수, 체결상태, 계측기 설치상태, 밸브 작동 등 제작 정밀성 확인
수소배관용 정압기의 성능 평가 및 기술지원‧유지보수
- 제작된 정압기 시작품에 대한 성능 평가 수행
* 질소, 헬륨 등 대체 가스를 활용하여 기초 작동성 및 안전성 확인
* 압력조정기, 밸브류, 유량/압력계측기 및 기록장치의 정상 작동 여부 확인
* 전·후단 압력 변화, 설정압 유지 여부, 유량 변화 조건에서의 압력 안정성 및
안전장치 작동 여부 확인
* 체결부, 연결부, 밸브부, 계측기 등 주요 누출 가능 부위의 기밀성 확인
* 소음, 표면온도, 계측 모니터링 및 이상진단 기반 데이터 확보
- 평가 결과를 바탕으로 시작품의 구조적 완결성 및 작동 안전성 검토 결과 정리
* 운전 조건, 측정 결과, 이상 여부, 보완 조치사항 등
- 납품 후 정압기 및 평가 시스템 시작품의 유지보수 수행
* 추후 발생가능한 고장, 누출, 계측 이상, 밸브 작동 불량 등의 문제에 대해
보완 및 수리조치 수행 ࢘ Ā
수소배관용 정압기 및 성능평가 시스템 시작품의 엔지니어링 도서 작성
- 수소배관용 정압기 및 성능평가 시스템 시작품의 설계·제작 기준 검토서
- 수소배관용 정압기 및 성능평가 시스템 설계도서
* 전체 계통도, P&ID, 배관도, 상세 설계도, 주요 구성품 사양서 및 배치도
- 수소배관용 정압기의 성능평가 결과보고서
* 평가 조건, 절차, 확인 항목, 측정 결과, 이상여부 및 보완 조치사항 작성
* 압력제어 성능, 설정압 유지 여부, 유량 변화 대응성, 제어 작동성,
안전장치 작동성 및 주요 누출 가능 부위의 기밀성 등의 결과 포함
* 운전 중 발생 가능한 문제에 대한 점검·보완·수리 절차 포함
※ 별첨
별첨 1. 수소배관용 국산 정압기 시작품 및 평가 시스템 구성(안)
漠杳
<정압기 및 평가 시스템 P&ID(에시)>
별첨 2. 수소배관용 정압기 및 평가시스템
漠杳
<수소배관용 정압기 예시>
漠杳
<대체가스 주입 및 시험평가 시스템 예시>
별첨 3. 수소배관용 정압기 성능평가 항목 및 시험방법(안)
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평가구분
주요 평가항목
시험 방법
예상 결과
정압성능
출구압 안정성, 설정압 유지, 입구압·유량 변화 대응
질소 기반 단계 가압·감압, 유량 변화 시험
설정압 편차, 출구압 변동폭, 압력응답 추세
Lock-up
무유량 전환 후 2 차측 압력 상승 및 내부 누설
질소 기반 무유량 조건 전환 후 압력 안정값 측정
비정상 압력상승 유무, 내부 누설 징후
기밀성
본체, 플랜지, 피팅, 밸브, 계측기 연결부 누설
질소 기초 기밀 확인 & 헬륨 미세누설 확인
누설 위치, 누설 여부, 보완조치 사항
안전장치 작동성
SSV, 차단밸브, 안전밸브, relief 기능 작동
이상압력 모사, 반복 개폐, 복귀 확인
작동압력, 응답성, 복귀 가능 여부
반복작동성
반복 운전 후 정압성능 및 기밀성 유지
반복 개폐 및 반복 감압 운전
반복 후 설정압 편차, 누설, 작동 불량 여부
배관·연결부 건전성
용접부, 플랜지, 체별부, 튜브피팅, 배관지지 상태
운전 전후
외관·체결·기밀 확인
이완, 변형, 균열, 누설 여부
재료·부품 손상
균열, 마모, 씰·가스켓 손상, 다이어프램 열화
평가 후 육안 검사,
필요시 비파괴검사 또는 분해 점검
손상 유무, 교체·보완 필요 부분 확인
소음‧진동 특성
정압기 body, 배관, 밸브, 플랜지 주변 소음‧진동 및 hunting/chatter 여부
가속도계, 주파수 분석, 압력변동 데이터 연계
소음‧진동 RMS/peak, 주파수 성분, 체결부 이상 가능성
계측 모니터링
압력, 유량, 온도, 가스농도, 밸브상태, 경보상태, 소음·진동 데이터 취득
DAQ/제어반/기록장치 실시간 수집 및 저장
데이터 누락 여부, 동기화 상태, 이력 관리 가능성
이상진단
압력맥동, hunting, chatter, 누설 가능성, 밸브 오작동, 필터 차압 증가 등 이상징후
정상/이상 시나리오별 계측신호 패턴 비교
이상징후 판별 지표, 운영관리·유지보수 반영항목
4. 과업수행기간 및 예산 규모
◦ 수행기간 : 계약일로부터 2026년 12월 15일 이내
※ 착수보고 : 계약일로부터 15일 이내
※ 중간보고 : 계약일로부터 45일 이내
※ 최종보고 : 과업 종료일로부터 10일 이내
※ 다음의 경우 그 기간을 조정할 수 있음
- 천재지변 등 불가피한 상황이 발생하여 정상적인 과업수행이 어려울 경우
- 한국건설기술연구원의 방침 또는 계획변경으로 과업내용이 변경 또는 중단될 경우
◦ 예산규모 : 239,965,000원 (부가세 포함)
5. 보고서 작성
◦ 세부추진계획서는 착수 후 15일 이내 제출하며, 준공 15일 전까지 최종보고서(안)을 작성하여 감독관의 검토 후 준공 일까지 제출한다. 세부추진계획서는 과업수행 방법, 절차, 분야별 과업책임자, 참여자별 과업수행담당 업무 등을 포함시켜야 한다.
◦ 연구기간 중, 한국건설기술연구원에 월간 진도보고를 수행하며, 그 시기 및 방법은 발주처와 협의 하에 결정한다.
◦ 용어는 국어사용을 원칙으로 하되 전문용어 또는 뜻이 혼동되어 불명확한 경우에는 영문, 한문 등으로 표기하며, 교육부 제정 한글 맞춤법 및 외래어 표기법에 따른다. 숫자는 아라비아 숫자를 사용하고 기호는 로마자로 한다.
◦ 최종보고서의 규격 및 작성방법은, 한국건설기술연구원 위탁용역보고서 작성요령을 기준으로 한다.
◦ 최종보고서(안) 및 최종보고서 제출 시, 그 내용을 워드프로세스 (한글 2010 이상)으로 제출한다.
6. 과업수행 예정공정표
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추정일정
과업내용
수행 기간(월)
계
(%)
M
M+1
M+2
M+3
착수 보고
5
설계‧제조 기준 조사 및 시작품 적용성 검토
15
정압기 및 성능평가 시스템 시작품 제작
30
중간보고
5
정압기 성능평가, 기술지원‧유지보수
20
정압기 및 성능평가 시스템의 엔지니어링 도서 작성
20
최종 보고/제출
5
과업진도율 (%)
월별 (%)
10
30
30
30
100
누적 (%)
10
40
70
100
100
7. 성과품 제출
본 과업은 아래 표에서 제시된 최종산출물을 과제종료 7일 이전에 제출하여야 하며, 성과품과 관련하여 중요 결정사항은 감독원과 협의 후 결정한다.
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구분
제출기일
수량
비고
제작 시작품
협의하에 제출
1식
시스템 개발 관련 모든 조사·분석자료
(설계 파일, 획득 데이터 원본 등)
협의하에 제출
1부
USB 또는 CD 제출
최종보고서
준공일 전 7일
2부
8. 기타
이 사업과 관련하여 발생하는 분쟁 조정은 국가계약법 제28조 2에 따라 동법 제29조에 따른 국가계약분쟁조정위원회 조정결정에 따라 해결하는 것으로 정함(동법 제28조에서 정한 이의신청 대상에 해당하는 경우로 한정한다)
본 과업의 시험(또는 실험)에 대한 제작 및 수행은 과업수행기관의 공간 또는 부지에서 이루어지며, 추후 한국건설기술연구원의 요청에 따라 시작품(또는 시제품) 확보 요청에 응해야 함.
평가항목별 필요 장비
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평가항목
기본 필요 장비
필요 장비
비고
정압성능
질소 가압원, 압력조정밸브, 입구·출구 압력계, 압력센서, 유량계, 데이터로거
고속 압력센서, DAQ 시스템
출구압 안정성, 설정압 편차, 압력응답 추세 확인
Lock-up 성능
질소 가압원, 출구측 차단밸브, 출구압 압력계 또는 압력센서, 데이터로거
고정밀 압력센서
무유량 전환 후 2차측 압력상승 여부 확인
기밀성
질소 가압장치, 압력계, 차단밸브, 누설검지액 또는 비눗물
헬륨 누설검지기, 가스검지기, 질량분석식 리크 디텍터
기초 기밀은 질소로, 미세누설은 헬륨으로 확인
안전장치 작동성
가압장치, 압력계, 압력센서, SSV/차단밸브 작동 확인장치, 스톱워치 또는 데이터로거
응답시간 측정용 고속 DAQ
작동압력, 응답성, 차단 및 복귀 가능 여부 확인
반복작동성
반복 개폐 가능한 밸브, 압력계, 압력센서, 운전기록표 또는 카운터
자동 반복작동 장치, PLC 기록장치
반복 가압·감압 및 밸브 개폐 후 성능 변화 확인
배관·연결부 건전성
육안점검 도구, 토크렌치, 압력계, 누설검지액, 사진기록 장비
내시경 카메라, 누설 검지기
플랜지·체결부 이완, 변형, 누설 여부 확인
재료·부품 손상
육안검사 도구, 확대경, 사진기록 장비, 분해공구
PT/MT/UT 등 비파괴검사 장비, 현미경
균열·마모·씰 손상은 점검 가능하나 수소취성은 별도 수소 노출시험 필요
표면온도
접촉식 온도계, 열전대, 표면온도계
열화상카메라
감압운전 중 국부 저온, 결로·결빙 가능성 확인
소음 특성
일반 소음계, 운전조건 기록표
FFT 기능 소음계, 주파수 분석장비, 공인 소음측정
정밀 주파수 분석은 선택사항으로 두고 운전 안정성 확인용 보조 평가로 수행
진동 특성
휴대용 진동계 또는 간단한 가속도센서, 데이터로거
FFT 분석기, DAQ, 구조진동 해석 프로그램
정밀 구조진동 해석은 선택사항으로 두고 이상진동 확인 중심으로 수행
계측 모니터링
압력센서, 유량계, 온도센서, 가스농도센서, 밸브상태 신호, 데이터로거 또는 DAQ
HMI/제어반, 알람 로직, 원격감시 시스템
압력·유량·온도·밸브상태·소음·진동 데이터 동시 수집
이상진단
계측 모니터링 데이터, 소음·진동 데이터, 운전조건 기록, 비교분석용 소프트웨어
AI/머신러닝 분석도구, 전문 신호처리 소프트웨어
자동진단 개발이 아닌 정상/이상 패턴 비교 및 이상징후 후보 도출 수준으로 설정
수소 적용성 검토
시험결과표, 재질성적서, 부품 사양서, 기준검토 자료
수소 노출시험 장비, 내수소취성 시험장비, 수소 투과시험 장비
본 과업에서는 대체가스 시험 한계와 후속 수소시험 필요 항목 도출 중심
안전기준(안) 작성 역할분담(안)
- 수행기관 수행 평가항목(안)
氠瑢
구분
수행기관 작성 가능 범위
결과
시스템 구성
P&ID, 구성요소, 설치위치, 배관·플랜지·밸브·계측기 구성자료 작성
설계도서, 구성품 사양서, 설치·배치 자료
시운전·성능평가
시험절차, 시험가스, 시험조건, 측정값, 이상 여부, 보완사항 작성
시운전 및 성능평가 결과보고서, 원시데이터
소음 평가
운전조건별 소음계 설치·측정, 필요 시 주파수 분석 기초자료 작성
소음 측정결과, 운전조건별 소음 특성표
진동 평가
정압기, 배관, 밸브, 플랜지, 지지부에 진동센서 설치 및 진동 데이터 취득
진동 측정결과, 주파수 분석 기초자료, 보강 필요 부위
계측 모니터링
압력·유량·온도·가스농도·밸브상태·소음·진동 데이터 취득시스템 구축
DAQ 구성도, 계측항목 목록, 데이터 저장 파일
이상진단
정상/비정상 운전 시나리오별 데이터 취득 및 이상징후 1차 패턴 분석
hunting, chatter, 압력맥동, 밸브 오작동 등 이상징후 분석자료
유지관리
점검주기 초안, 이상상태 대응, 재가동 절차, 부품 교체 기준 작성
유지보수 절차서 및 점검표 초안
수소 고유 위험
대체가스 시험 한계, 실제 수소 또는 수소 노출 검증 필요 부품·재료 목록 정리
수소 적용성 검토자료, 후속시험 필요 항목 목록
- 발주기관 검토·관리 평가항목(안)
氠瑢
구분
발주기관 검토·관리 범위
활용 방향
시스템 구성
KGS형 기준 목차와 조항 체계에 맞춰 구성요소와 적용범위 검토
안전기준(안) 조항화 방향 설정
시운전·성능평가
시험조건, 필수 평가항목, 합격판정 방향, 후속 공인시험 연계성 검토
평가항목의 기준화 가능성 판단
소음 평가
측정위치, 운전 시나리오, 결과 활용 방향 승인
환경성·운전 안정성·이상진단 지표 반영 여부 검토
진동 평가
측정위치, 진동 허용수준 설정 방향, 배관 지지·보강 필요성 검토
설계 개선 및 운영관리 기준 반영
계측 모니터링
필수 계측항목, 데이터 제출 형식, 알람 조건, 저장주기 지정
운영관리 지표 및 데이터 표준화 방향 확정
이상진단
이상진단 로직, 판정기준, 운영관리 기준 반영 여부 검토
발주기관-수행기관 공동 분석 및 기준화 방향 설정
유지관리
점검주기, 이상상태 대응절차, 재가동 절차의 기준화 가능성 검토
운영관리 기준안 반영
수소 고유 위험
수소취성, 수소투과, 실제 수소시험 필요성에 대한 최종 판단
후속 실증·공인시험 항목 도출