마린엔지니어링 학회 해설기사(2011_09)

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


∙한국선 연구원 원장


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


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.



[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)



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.



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



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.



• 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



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.



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.



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

마린엔지니어링 학회 해설기사(2011_09)

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