마린엔지니어링 학회 해설기사(2011_09)
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608 / 한국마린엔지니어링학회지 제35권 제6호, 2011. 9
극해지역 운항선박의 국제규정 동향 방한·방빙 기술
The Rules and Winterization Technology on Ships Intended for Cold Climate
Operation
강호근
Ho-Keun Kang
김기평
Ki-Pyoung Kim
강재성
Jae-Sung Kang
김 헌
Dae-Heon Kim
하태범
Tae-Bum Ha∙한국선 해사연구 책
임연구원∙본 학회 정회원∙E-mail: [email protected]
∙한국선 해사연구 연구원
∙본 학회 정회원∙E-mail: [email protected]
∙한국선 해사연구 연구원
∙E-mail: [email protected]
∙한국선 해사연구 수석연구원
∙E-mail: [email protected]
∙한국선 연구원 원장
∙E-mail: [email protected]
1. 서 론지구온난화의 향으로 북극해 해빙이 유실됨에
따라 러시아 부근의 북동항로와 캐나다 부근의 북
서항로에 한 심이 증가하고 있다. 북극해지역
은 이미 알려진 와 같이 많은 자원을 가지고 있
으며, 새로 부각되는 지로서도 알려지고 있어, 극지유 의 개발에 따른, 수송, 보 목
으로 극지항로 개발에 한 연구가 활발해지고 있
다. 세계 지하자원의 약 25%가 매장되어 있고, 기존항로에 비해 시간과 거리가 30% 이상 단축되는
북극해 항로 개발을 해 북극해 인 국들인 미국, 캐나다, 러시아, 덴마크 노르웨이 등은 련 연
구들을 주도 으로 수행하고 있다. 미국과 캐나다 연구진이 발표한 자료에 따르면
재 북극해 항로의 통행량은 2030년까지 세계
선박 통행량의 2%에 달하며, 2050년까지 5%에 이
를 것으로 상되나, 최근 지구온난화의 향으로
북극해 항로의 개방시기가 차 앞당겨질 가능성
을 보고하고 있다. 그림 1은 재 이러한 목 으로
개발된 지역들과 선박들의 항로를 보여주고 있다.
극지해역은 일반해역과는 달리 빙상환경이라는
특수성을 갖고 있기에 부품·소재 측면의 연구개발
과는 별도로 환경 험도(Environmental Risk)를 고
려하여 근이 필요한 상황이다. 특히, 북극해를
운항하는 선박은 일반해역 운항 시보다 잠 인
험요소가 산재되어 있어 안 운항이라는 측면에
서 근이 필요하다. 극지의 환경조건은 평균 기
온도가 -50℃에 이르고, 극심한 태양 방사선, 해역
에 떠있는 빙들로 인해 개발에 상당한 어려움이
있다. 그림 2는 극해지역 운항 시 선박의 추가 인
험요소들을 나타내고 있다.극지 항로 항해 의 안 과 긴 상황 사고
발생에 따른 환경오염을 방하기 하여 국제
규제 요구사항에서는 여러 나라의 산재해 있는 다
양한 극지 등 기 (표 1)과 Winterization 기법을
조합하여 통일된 규칙 제정에 힘쓰고 있으며, 그
결과 2002년 국제선 연합회의(International Association Classification Society, 이하 "IACS"라
함)의 통일규칙(Unified Requirement, 이하 “UR"이라 함) IACS UR I1, I2, I3를 통해 가이드라인을
극해지역 운항선박의 국제규정 동향 방한 · 방빙 기술
한국마린엔지니어링학회지 제35권 제6호, 2011. 9 / 609
1) MSC/Cir.1056, MEPC/Cir.399, "Guidelines for ships operating in arctic ice-covered water", 2002. UR I1(Polar Class Description and Application), UR I2(Structural Requirements), UR I3(Machinery Requirements)
2) Artic Transport Today & Tomorrow, Artic Marine Shipping Assessment, Carnegie Moscow Center, October 20083) DNV Seminar, "Cold Climate Shipping"
[그림 2] 빙해역 운항 시 선박의 추가 거인 험 요소3)
제시하고 있고1), 국제해사기구(International Maritime Organization, 이하 ”IMO“라 함)에서는 극지운항선
박에 한 강제화된 Polar code 를 2012년 까지 개
발하는 에 있다. 특히 선박의 구조, 선박 기자재
극지해역에서의 오염과 인명 구조에 해서 논
의가 집 으로 이루어지고 있다.
[그림 1] 북극지역의 자원분포 선박의 항로2)
극지해역을 운항하는 선박의 각종 안 장비나
설비의 운용, 선원들의 안 을 해 고려하는 기술
인 조치는 주로, 착빙 방지 책(Anti-icing), 제빙 책(De-icing), 보온 책(Insulation), 온 합
재질(Material) 선정으로 크게 구분할 수 있다. 극지환경조건에서의 원활한 작동 성능, 내구성 내
한성을 가지는 조선 기자재의 확보는 극지용 조선
산업, 해양구조물 련 기자재 시장의 선 을
한 필수 요소이며 이러한 과제들을 해결하기
해서는 온성능 검증, 기술 인증화와 표 화에
련한 핵심기술의 개발이 시 한 실이라 사료된다. 본 보고에서는 빙해선박의 안 설계 규정 기
자재의 시험 환경조건/범 에 해서 설명한다.
2. 빙해선박의 안 설계/건조 기술국제해사기구(IMO)에서는 2002년 MSC/Circ.1056 MEPC/Circ.399로 “북극해역을 항해하는 선박
을 한 지침”을 채택하 으며, 지구 온난화와 북
극해 빙하의 감소로 인한 선박의 항해 가능성 증
가에 따른 IMO의 기본 인 기 을 제시한바 있다.
강호근․김기평․강재성․김 헌․하태범
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표 1 선 규칙별 등
(This table shows only a rough equivalence of ice-class between the classification societies)
Vessel Type(Purpose)
Ice & Impact Conditions
Baltic(FSICR)
CASPPR1995
KR2009
RS(RMRS)2010
ABS2010
LR2005
DnV2005 IACS
Ice Strengthened Vessel
빙구조 선박(All ship Types)
Baltic sea & Canadian Arctic sea를 운항하는
선박
(쇄빙기능 없음)
Very light ice
conditiont<0.3m II E ID Ice 1 D0 1D C
1st year ice &
broken channel
No Ramming
t=0.4mt=0.6m
1C1B
DC
ICIB
Ice 2Ice 3
C0B0
1C1B
1C1B
t=0.8mt=1.0m
1A1A Super
BA
IAIA Super
Arc 4Arc 5
B0A0
1A1AS
1A1A*
PC7PC6
Ice Breaking Vessel쇄빙선
(Ice breaking is main purpose)
Multi year ice with glacial
inclusions
Repeated Ramming
t=0.5mt=1.0m
--
-CAC4 ICE-05 Icebreaker 6 A1
A2-
AC1ICE-05ICE-10
PC4PC3
t=1.0mt=1.5m - CAC3 ICE-10 Icebreaker 7 A3 AC1.5 ICE-15
PL-10 PC2
t=2.0mt=3.0m
CAC2CAC1 ICE-15 Icebreaker 8
Icebreaker 9A4A5
AC2AC3
PL-20PL-30 PC1
[그림 3] 다양한 극지 등 기 과 Winterization rules의 통합화
북극해역을 항해하는 선박을 한 지침(표 2)은
4개의 부문으로 나 어져 있으며, 체 으로 16개의 장으로 구성되어 있다. 이는 기존의 IMO 강제 는 권고의 각종 규정에 추가하는 권고형식의
문서로서, 북극해역을 항해하는 선박에 하여 안
과 해양환경보호의 측면에서 강제성을 가지고
있지 않다.
최근 극지 항로 항해 의 안 과 긴 상황
사고 발생에 따른 환경오염을 방하기 하여 국
제 규제 요구사항에서는 여러 나라에 산재해 있
는 다양한 극지 등 기 과 Winterization 기법을
조합하여(그림 3) 통일된 규칙 제정에 힘쓰고 있으
며, 그 결과 IACS UR I1, I2, I3을 통하여 가이드
라인을 제시하고 있다.
극해지역 운항선박의 국제규정 동향 방한 · 방빙 기술
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[그림 4] 쇄빙 선수 형상 (Source : POAC 2003 / HSVA)
4) Mitsubishi Heavy Industry, Technical Review, Vol.44, 2007
표 2 IMO의 북극해역 선박운항 지침 구성 내용
(2002)
구분 구성 내용
제1장 GeneralPart A Construction Provisions제2장 Structures제3장 Subdivision and stability제4장 Accommodation and escape measures제5장 Directional control systems제6장 Anchoring and towing arrangements제7장 Main machinery제8장 Auxiliary machinery systems제9장 Electrical installations
Part B Equipment제10장 Fire safety제11장 Life-saving appliances and survival arrangements제12장 Navigational equipmentPart C Operational제13장 Operational guidelines제14장 Crewing제15장 Emergency equipmentPart D Environmental Protection and Damage Control제16장 Environmental protection and damage control
빙해 운항 선박에 용할 수 있는 선 규정에는
여러 가지가 있으나 운항지역이 NSR(Northern Sea Route)이냐 North West냐에 따라 크게 RMRS규정
과 IACS UR 규정으로 양분할 수 있으며, 부분
의 선 규정이 경험식에 근거하 으나 극지운항
형선박의 경우 건조 실 이 거의 없으므로 규정
용상의 불확실성이 존재하고 있다.운항 항로별로 운항조건이 다르지만, 북극에서
운항하는 선박은 최 의 쇄빙성능 뿐만 아니라, Open Sea에서도 속도성능을 만족하여야 하므로
쇄빙상선의 선형은 목 운항 항로에 따라 그
림 4와 같이 여러 선수형상을 고려하여 설계되고
있다.
한 빙해선의 경우 일반 상선과는 달리 속한
진, 후진이 필요하므로 제어성능이 뛰어난 추진
시스템을 선호하며, 주로 기추진시스템이 많이
이용되고 있다. 그리고 쇄빙선박이 형화됨에 따
라 추진기 은 속에서 높은 토크를 유지할 수
있는 추진시스템 가혹한 빙조건에서 운항하기
해 High Redundancy 개념의 추진시스템이 요구
된다.(그림 5) 따라서 아래와 같은 추진 형식
수단이 고려되어야 한다.
[그림 5] 크루즈 여객선에 채용된 High
redundancy 개념
[그림 6] 빙해역 운항 LNG선의 소화수 배치
모식도4)
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5) Winterization( 온 착빙 방지 책): 극 온 지역을 운항하는 선박의 각종 안 장비나 설비의 운용, 선원들의
안 을 해 고려하는 기술 인 조치임. 주로, 착빙 방지 책(Anti-icing), 제빙 책(De-icing), 보온 책(insulation), 온 합 재질(Material) 선정으로 크게 구분할 수 있음
- Thermal efficiency- 빙에서 작용하는 추진기의 신축성(flexibility)- 상업 환경 문제
- 블 이드와 얼음간 상호작용에 기인한 하
- Blade stress and blade failure load of the propeller- Total ice torque and maximum thrust applied to propulsion lines- Machinery fastening and support of essential equipment and main propulsion
한편, 가능한 추진시스템은 다음과 같은 방식을
고려할 수 있다.- Twin screw geared diesel mechanical propulsion and rudders- Electric motor drive and rudders- Azimuth or Pod propellers- Nuclear propulsion
3. 빙해선박의 의장/기자재 기술최근 북극해 항로의 개방 빙해역 유 개발로
인하여 쇄빙상선의 수요가 증가하고 있으며, 이에
Arctic LNG, Tanker & Container 선박 등에 새로
운 형태와 기능이 요구되어진다.온 상태에서 운항되는 선박에 탑재되는 의장
품 기자재들은 자체 결빙, (Snow)의 축 과
해수의 물보라(Spray)로 인한 얼음 축 으로 인해
지속 인 작동에 어려움을 겪을 수 있다. 때문에
빙해선박의 의장기술 기자재 기술은 주로, 얼음
이 축 되지 못하도록 하는 기술, 축 된 얼음을
제거하기 한 다양한 방법 냉각수(소화수 포
함) 순환시스템의 안 설계 기술들을 주로 개발
되어지고 있다.(그림 6)극지용 온 설계 Winterization5) 기술은 조
선기자재 분야와 련한 극 온 상태에서의 성능
검증, 제품 생산을 한 기술, 표 화 극지운항
생존성 향상을 한 핵심기술로써 결빙 방지
해빙 설계 기술, 선박 기자재 온 성능 평가, 극지운항 생존성 향상 인명구조 기술 그리고 극
지항로 운항성능 평가기술들이 언 될 수가 있다.특히, 냉각시스템이나 소화수의 결빙은 선박의
안 에 치명 인 사항이며, Sea water supply system의 안 설계 기 은 MSC/Circ.504에서
“Guidance of design and construction of sea inlets under slush ice condition”에서 일부분 규정되어 있
고, 해외 선 (ABS, DNV, LR)등의 선 의 경우
자체 설계기 안을 마련하여 운용 이지만, 통합
된 안 설계 기 안은 아직까지는 없는 형편이다. 그림 7은 Sea Chest의 결빙방지를 한 설계의 개
략도를 나타내고 있다.본 장에서는 IACS UR I3에 해당하는 시스템의
설계, 재질 그리고 보조 시스템에 한
Winterization 기법의 결빙 방지 해빙 설계기술, 극지용 조선 기자재의 성능평가에 해 의장품
시스템의 요구사항에 해서 설명된다.
3.1 재질
빙해역 운항 선박에서 기자재 시스템에 용
되는 재질은 온의 운 환경을 극복할 수 있어
야 하다. 선박의 외부에 치하거나 수선보다 높은 치
에 있는 기자재의 재질에 해서는 온 설계를
통해 균열 피로 괴 상이 일어나지 않도록
검증되어야 하며, 재질 혹은 그 주 가 결빙하 을
경우 제빙용 망치 혹은 도끼와 같은 제빙도구에
의해 얼음과 함께 깨질 가능성이 낮은 재질이 선
택되어야 한다. 특히, 로펠러 날개, 로펠러 허
날개 볼트 등과 같이 해수에 노출되는 재료
는 길이가 지름의 5배 이상인 시험편에서 15% 이상의 연신율을 가져야 하며, 청동과 오스테나이트
강을 제외한 재료는 Charpy test 실시를 요구한다. 이때, 로펠러 이싱으로부터 채취한 시험편은
날개의 가장 두꺼운 단면을 표하는 것이어야
한다.
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6) Mitsubishi Heavy Industry, Technical Review, Vol.44, 20077) 한국선 , 2011, 한국선 강선규칙 용지침 3편
[그림 7] Ice Sea Chest6)
한 해수의 온도에 노출되는 재료는 강 는
승인된 연성 재질이어야 하며, -10℃에서 세 번의
시험으로부터 취한 평균 흡수에 지 값이 20J 이상이어야 하며, 낮은 기 온도에 노출되는 요
부품의 재료는 강 는 승인된 연성 재질이어야
하며 최 설계온도보다 10℃ 낮은 온도에서 세
번의 Charpy test로부터 취한 평균흡수에 지 값이
20J 이상을 요구하고 있다.재질에 한 구체 인 요구사항은 한국선 의
“선 강선규칙”7)에 상세히 설명되어 있다.
3.2 기 /의장 시스템
냉각 가열 시스템
빙해역을 운항하는 선박은 설계시 자체난방에
한 충분한 고려를 해야한다. Sea bay, strainers, inlet은 얼음의 유입을 방하거나 막을 수는 있지
만, 유입가능성을 제거하지는 못한다. 때문에 그림
8와 같이 Heating과 Cooling이 가능하도록 기능
인 설계가 이루어지도록 해야 한다.열교환기와 같은 체장비는 선 부에 설비하며
냉각수의 공 은 선박 주 의 해수를 이용한다. 이
때 흡입 로의 입구가 얼음에 의해 막히는 것 혹
은 얼음이 기 내로 들어오는 것을 방하는 조
치가 취해져야 한다.Weirs, Strainers 등 물로부터 얼음을 분리하기
한 여타의 방법들이 용될 수 있으며 냉각 시
스템에서 나오는 뜨거운 물을 Inlet 구역으로 재순
환하는 방식을 취하게 되나 부분 선박의 형태나
운항의 특성에 따라 비용 비 효과 인 방법을 선
택할 수 있도록 선 규정은 허용하고 있다.Box coolers는 식 설계에 도입되어 설치되
기 시작하 으며 냉각수는 Inlet과 Outlet을 가지는
U-tube-bundle을 통해서 힘을 받게 되며, 선박 속
[그림 8] Freeze-up prevention and
clean outs for ice clearing
[그림 9] Reduction of ice ingestion-Baffles
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도에 의한 회 이나 Sea chest 내의 외부 해수의
자연 순환에 의해 냉각은 이루어진다. 그러나 얼
음은 주 의 온 환경에 의해 계속 축 될 수밖
에 없으므로 시동을거는 동안 발생가능한 문제
과 결빙의 문제 을 해결하기 하여 지속 인
Heating이 요구된다.
Sea box / bay arrangement해수 흡입구는 선박의 크기와 선체의 형태에 따
라 얼음의 유입을 방하기 한 최상의 보호를
제공할 수 있도록 설비되어야 한다. 를 들어, 탱커 쇄빙선박 혹은 벌커 쇄빙선박의 Bilge에서는 작
은 얼음 덩어리들을 볼 수 있다. 만약 해수 흡입구
가 선체의 이 지역에 배치되면 운항하는 동안 얼
음의 유입으로 선체에 심각한 문제를 일으킬 수
있기 때문에, 제한된 Draft를 가지는 작은 배는 선
체 하부에 있는 얼음 덩어리의 유입을 막기 한
제안으로 해수 흡입구를 선체의 심라인에 가깝
게 설비하도록 요구하고 있다. 그러나 온으로 인
한 얼음의 축 이 지속되는 경우 시동장비의 보호
를 하여 부가 인 Heating/recirculation이 지속될
수 있도록 해야 한다.Sea boxes는 Load waterline 의 얼음과 련된
Tank top을 고려하여 설계하며 흡입구는 가능한
얼음의 유입이 없도록 낮게 설비 되도록 요구하며, 해수 흡입구에서의 얼음의 유입을 막기 해
Weirs 혹은 Baffle plates를 사용하는 방법이 있으
며 Weir type sea box는 흡입 이 가 막힐 가능
성을 낮춰주는 역할을 하기도 한다. Sea box에 들
어간 얼음은 Sea box의 상부에 떠있게 되고
Suction inlet으로 끌어 내려가는 것을 방하게 된
다. Baffle plates의 구멍은 일반 으로 큰 얼음
편의 유입을 막기 하여 20 mm 직경을 권고하고
있다.(그림 9)
배 밸 장치
Sea bay는 최소 두 개 이상의 해수 흡입구로부
터 공 된다. 시스템에 충분한 냉각수를 공 하기
해 Sea box와 Sea bay 사이의 흡입구의 설치
치는 구간을 여러 구간으로 나 어 선박의 등
에 따른 간격으로 설치하며 련 시스템의 치
에 따른 한 냉각수 공 을 해 치가 결정
된다. 얼음의 유입은 선박의 과열과 Shut down을 발
생시킬 수 있으므로 주의를 기울여야 하며, Sea bay는 용량 Strainer boxes로 얼음의 유입을 막
을 수 있으며 선박 시스템의 Shut down없이 얼음
덩어리를 제거하기 한 Strainer boxes의 근을
해 추가 밸 를 설비하도록 요구하고 있다.
[그림 10] Heating coil이 설치된 밸 배
수평으로 배치되는 이 밸 의 경우, anti-icing을 한 장치의 설비를 고려해야만 하며
얼음/ 하 으로 인한 장비의 손상을 미연에 방지
하기 하여 축 된 얼음, 을 제거해야 하며, 이를 하여 Heating coil과 같은 제빙설비를 설치할
수 있다.(그림 10)De-incing 장치는 증기 발생기, 증기호스, 온수,
기름 소 물 등이 이용되며, 스 이 가장 효과
인 것으로 알려져 있다. De-incing anti-icing을 한 가열능력은 일반 으로 아래의 값 이상을
요구하고 있다.
극해지역 운항선박의 국제규정 동향 방한 · 방빙 기술
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• 개방갑 구역, 통로 계단 등 : 300 W/m2
• 상부구조물 : 200 W/m2
• 내부 난방이 되는 난간 : 50 W/m2
3.3 항해 련 장비 시스템
항해장비
빙해상의 항해는 최 항로 설정과 빙산을 회피
하기 한 략이 필수 이다. 이를 해서는 최
항로의 결정이 가능한 특화된 장비를 필수 으로
장착해야 하며 이와 련한 모든 항해 장비는
온의 환경 인 조건에서 정상 인 작동이 이루어
지도록 구성되어야 한다.
(a) Standard marine radar output - no differentiation between first-year and multi-year ice
(b) Cross-polarized processing output – red areas indicate hazardous multi-year ice
[그림 11] Comparison of simulation output
of the cross-polarized radar system
통상의 해상 이더는 고화질의 빙해 정보 확인
이 불가능한 것이 일반 으로 실제 극지에서는 어
두움, 얼음, , 안개 등의 열악한 환경조건에 의해
상당히 제한 인 가시성을 가질 수밖에 없는데 이
를 해결하기 해서는 그림 11에서 보는 와 같이
Cross-polarized 이더 시스템과 같은 특수 항법장
치를 용하게 된다. 이 시스템은 얼음 형태, 치
등을 더욱 우수한 해상도로 공 하여 안 한 운항
을 가능하게 한다.극지 환경에서는 지구 자 축의 향으로 인해
약 6개월을 주기로 낮과 밤이 바 는 상이 일어
나며 주로 24시간 이상의 캄캄한 암흑 혹은 수개
월간의 어두움 속에서 운항해야 할 경우가 발생한
다. 이러한 상에 처하기 해서는 360°회 가
능하며 온의 환경에서도 정상 인 작동이 가능
한 고출력 Xenon arc 서치라이트와 같은 시야 확
보용 특수 장치를 보유해야 하며, 이러한 장치는
원격조종을 통해 작동이 가능하여야 한다. 음향 수신 장치는 인 운항 인 쇄빙선박 혹
은 인되는 빙해선박의 갑 에서 달하고자 하
는 소리 혹은 신호를 인식할 수 있어야 하며 얼음
을 통과하는 동안 발생하는 쇄빙음과 기계음 속에
서도 작업 인 승무원의 신호를 인식할 수 있는
장비의 설치를 요한다.(그림 12)
[그림 12] Distance is measured by
multiplying half the time from the signal's
outgoing pulse to its return by the speed
sound in the water
강호근․김기평․강재성․김 헌․하태범
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8) 김기평 외 3명, 극지운항 선박용 기자재의 국제 약 선 요구사항, 2010년도 한국마린엔지니어링학회 춘계학술
회 논문집
9) 강호근 외 4명, 극지운항 선박의 의장재 방한(Winterization) 기술에 한 국제규정 분석 - IACS UR I3 선 규
정, 2010년 한조선학회 기학술 회 논문집
속도 거리측정 장치
극지방과 같은 고 도에서 자기 자오선과 자침
이 가리키는 방향이 이루는 각도를 나타내는 자기
편차를 자기 나침반을 이용하여 측정하는 것은 부
정확하며, 자이로스코 의 원리를 응용하여 빠른
속도로 회 하는 축이 지구의 자 하는 힘에 의하
여 항상 남북을 가리키도록 하는 자이로 나침반을
극지방에서 단독으로 사용하기에는 불안정하다.이와 같은 지형 특성은 합한 측정 장비의 사
용을 요구하게 되므로 모든 극지 운항 선박은 다른
작동원리에 의해 구동되는 최소한 두 개 이상의 속
도와 거리 측정 장비를 보유하도록 권고하고 있다.
AIS(선박자동식별장치)극지에서의 선박 충돌사고는 자연환경 훼손에
심각한 피해를 가져올 우려가 상당히 크며 지형 , 생태학 측면에서 환경보존의 요도가 높으므로
모든 극지운항 선박은 선박명과 침로 등의 운항정
보를 다른 선박 혹은 육상에 실시간으로 자료를
제공하는 자동식별 시스템을 반드시 갖추도록 요
구하고 있다.
[그림 13] An example of anti-icing for
windlass
기타 장치들
Depth sounding device, Vision enhancement equipment, Searchlights Visual signal 장치 등에
요구되어지는 사항은 참고문헌8)9)을 참조하기 바
란다.
3.4 갑 하역 설비
드라스(그림 13)Anchor windlass와 련한 유압식 장비는 최
상 온도에서도 안정 인 작동이 이루어질 수 있
도록 련된 작동유(Oil)나 작동유체는 온에
합한 것을 사용하여야 한다. Anchor releasing 장치는 제빙에 한 한 처법이 고안되어야
하며, 갑 의 모든 기 구동장치와 유압식 오
일 섬 에는 난방 장치가 설비되도록 요구하고
있다. 한 인장 응력의 향을 받게 되는
Windlass는 재질에 한 온에서의 충격 시험이
필수 으로 수행되어져야 하며, 만일 Windlass와
련 부속 장치가 온에 노출된 갑 에 장착
된다면 조타실로부터 닻과 이블의 원격조종을
고려되어야 한다.Releasing을 한 증기 구동 장치는 이 라
인의 배수 막힘, 결빙, 이 균열 등의 문제 들
이 발생할 확률이 높기 때문에 권고하지 않으며, 모터 혹은 유압식 펌 에 설치되는 베어링은 물과
증기의 유입을 막기 하여 을 요구한다.
크 인 크 인과 같은 기 장비는 극 온 환경에서 정
상 인 작동이 이루어질 수 있도록 검증되어야 하
며 크 인의 크기와 형태는 요구되는 기능에 따라
합하여야 한다. 만약 크 인이 유압식이라면 윤
활유는 오일 섬 내에 기 히터를 보유하여
온 환경에서 기능을 원활히 수행할 수 있도록 요
구하고 있다.
극해지역 운항선박의 국제규정 동향 방한 · 방빙 기술
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표 3 쇄빙선박 소요규모 추정
구분 2005-07 2005-10 2011-15 2016-20 2021-30 계
체수요 18 26 62 65 48 219신규수요 7 9 50 75 200 341
계 25 35 112 140 248 560
[그림 14] 기자재의 환경 시험평가 항목 내한성에 한 평가 차 요구조건
10) 지식경제부 산업원천과제 연차보고서(2010년, 2011년), 극지용 온 설계 Winterization 평가 기술
기타 장치들
Towing winch, towing fittings, hatch cover, door 화물펌 등에 요구되는 사항은 참고문헌[5]를
참조하기 바란다.
4. 장비의 Winterization 평가 범
조건기자재 의장재의 많은 부분은 기 으로 작
동되는 요소들이 많으며, 이를 한 빙해역 운항선
박의 시험 평가를 해서 요구되는 범 조
건을 기계 인 검사와 환경 인 검사로 구분 할
수 있다. 기계 인 검사(Mechanical tests)는 기계
인 충격과 진동에 한 사항에 한 검사가 주를
이루며, 환경 인 검사(Environmental tests)는 기자
재가 견딜 수 있는 열 안정성 부식 등과 같
은 환경 인 요인에 한 검사가 주를 이룬다.빙해선박의 winterization 평가를 한 기계
환경 시험조건은 각각의 작동조건에서 다음의
항목들에 한 요구사항을 만족하여야 한다. 본 보
고에서는 각각의 기자재에 한 평가범 조건
을 설명하기 어려운 계로 일반 인 시험평가 항
목만 언 하며, 구체 인 시험평가 차에 해
서는 문헌10)을 참고하길 바란다.
강호근․김기평․강재성․김 헌․하태범
618 / 한국마린엔지니어링학회지 제35권 제6호, 2011. 9
11) 산업연구소, 2004년도 쇄빙연구선 건조타당성 조사보고서
기계 시험평가 항목
• 공진주 수 검출(Detection of resonance frequencies)
• 진동 항(Vibration resistance)• 진동 강도(Vibration strength)• 충격강도(Shock strength)• 충격 항(Shock resistance)• 장치 운동에 한 항(Resistance to motions)• 경사 항(Resistance to prolonged inclination)
환경 시험평가 항목
• 열안정성(Heat stability)• 내한성(Cold endurance)(그림 14 참조)• 온도변화에 한 노출시험(Exposure to
temperature changes)• 서리와 이슬에 한 내구성(Resistance to
hoarfrost and dew after thawing)• 내식성(Resistance to salt mist)• 태양복사열에 한 항(Resistance to solar
radiation)• 균에 한 항(Fungus resistance)
5. 맺음말북극해 지역 부존자원 개발의 활성화로 인한 물
동량의 증가로 새로운 쇄빙선박 건조 수요는 최소
연간 15척에 달할 것으로 상되며, 이는 연간 30억 달러의 시장으로 이어질 망이다. 한 1970년 이 에 건조된 쇄빙선박의 체수요만 하더
라도 100여척으로 쇄빙선박의 선가가 척당 2억 달
러만 유지되어도 최소 200억 달러의 시장이 형성
될 수 있다고 상하고 있으며, 1980년 건조된
65척의 쇄빙선박의 체까지 고려하면 향후 10년간의 쇄빙선박 련 기자재의 시장의 망은
매우 밝다고 할 수 있다11).재 빙해선박 극한지 해양구조물 련 국내
기자재 업체는 세하여 기술개발 능력이 낙후되
어 있으므로 산학연 력 사업을 통하여 핵심기술
의 개발이 필요하며, 정부 한 북극해 련 산업
활성화를 한 보다 극 인 정책지원이 필요한
시 이라 사료된다.
후 기본 연구는 지식경제부 산업원천기술개발사업
“빙해선박의 극지항로 안 운항기술 극 온 빙
성능 시험평가 기법 개발”의 지원으로 수행된 연
구결과임