3. 계류안전성 평가 모델 설계
3.2 계류상황 모델링
3.2.2 계류상황 모델링
Table 7의 울산항 부두접안능력 초과선박 입출항 현황 분석을 통해 울산항 위험물 취급부두 접안능력 초과선박 입출항 현황을 분석하였다. 그 중, 50,000 DWT급 부두인 정일스톨트헤븐 3부두와 S-Oil 1부두에서 부두 접안능력을 상회 하는 11만 DWT급 선박이 접이한 한 것으로 조사되었다.
정일스톨트헤븐3부두 S-Oil 1부두
Fig. 4 울산 신항 대상부두 위치도
그 중, 울산 신항 외항에 가까이 위치하여 조류 및 파고의 영향이 크고 안벽 접안으로 계류에 불리한 조건을 갖고 있는 정일스톨트헤븐 3부두를 기준으로 하여 접안능력 50,000 DWT 부두를 대상부두로 모델링하였다. 부두의 주요 제 원은 다음 Fig. 5와 같다.
부두의 방향 (
) : 25˚부두길이 : 270m 수심 : 14.0m
Fig. 5 대상부두의 제원
대상부두의 계선주는 우리나라 항만 및 어항설계기준에 따라 곡주(100ton)로 적용하였으며, 계선주의 높이는 0.6m이다. 기타 계선주의 좌표 및 특성은 Fig.
6과 같다.
Fig. 6 대상부두 곡주 좌표
부두에 설치된 방충재9)는 20m 간격으로 배치하였으며 좌표 및 Type은 Table 8과 같고 Fig. 7은 방충재 실제 형상을 나타낸 것이다(SK가스/SK에너지, 2011).
-135 -117 -99 -81 -63 -45 -27 -9 9 27 45 63 81 99 117 135
Fender aa bb cc dd ee
(m) 90.0 70.0 50.0 30.0 10.0
Type CELL 1000H RH
Fender ff gg hh ii jj
(m) -10.0 -30.0 -50.0 -70.0 -90.0
Type CELL 1000H RH
Table 8 대상부두 방충재 좌표 및 특성
Fig. 7 CELL TYPE 방충재 형상
항목 50,000 DWT급 70,000 DWT급 100,000 DWT급 전장 (Loa), m 210.0 225.0 250.0 수선간장 (Lpp), m 199.0 217.0 238.0 선폭 (Breadth), m 34.3 38.1 42.7
깊이 (Depth), m 19.1 19.6 21.0
계류 방향 좌현 좌현 좌현
선수흘수 (Fore draft), m 7.5 8.0 8.5 선미흘수 (Aft draft), m 7.5 8.0 8.5
수면 상부 선체 정면
투영면적 (m2) 1,090 1,625 1,859 수면 상부 선체 측면
투영면적 (m2) 3,000 3,700 4,500 Table 9 각 선박별 주요 제원
3.2.2.2 대상선박 모델링
본 계류안전성은 접안능력이 50,000 DWT인 부두를 50,000 DWT급, 70,000 DWT급, 100,000 DWT급 Tanker선이 각각 계류하고 있을 경우를 가정하여 평 가하였다. 대상선박의 계류삭 각도와 외력의 영향 등을 고려하여 계류에 가장 불리한 경하상태에서 평가하였다. 우리나라 항만 및 어항설계 기준은 각 선박 규모에 따라 풍압면적을 제시하고 있지 않아, 대상선박 풍압면적은 PIANC(Permanent International Association of Navigation Congresses) Rule 선박 표준제원을 참조하여 적용하였다(PIANC, 2014).
50,000 DWT, 70,000 DWT, 100,000 DWT급 Tanker선 각 선박별 주요 제원은 다음과 같다. 대상부두의 경우 부두 입구가 부두의 방향과 거의 일치하여 대부 분 종방향 조류 및 파도가 형성된다. 따라서, 외력에 의한 계류안전성이 선박의 계류방향에 크게 영향을 받지 않음에 따라 일반적인 출항선 방향인 좌현 계류 로 설정하여 평가하였다. 각 선박별 주요 제원은 Table 9와 같다.
대상선박의 Fairlead 위치(좌표)와 각 Fairlead를 통과하는 계류삭의 특성, Winch 특성 및 계류삭의 초기장력은 다음의 표와 같다. 계류삭의 종류, 파단력 등은 실제 선박을 모델로 하였다. 100,000 DWT급 선박(Aframax)의 경우 Wire Rope만 사용하는 선박과 Wire Rope와 Tail Rope를 같이 선박으로 나눠서 평 가를 실시하였다. Winch Brake Limit는 OCIMF 권고에 따라 계류삭 파단력의 60%로 적용하였다(OCIMF, 2008).
50,000 DWT급 Tanker선의 Fairlead 및 계류삭 특성은 Fig. 8과 같다. 계류삭 은 직경 55mm의 나일론(Nylon) Rope이며 파단력은 59 ton이다. Winch Brake Limit는 OCIMF 권고에 따라 계류삭 파단력의 60%를 적용하였다.
Line Type : Nylon Diameter : 55mm Strength : 59 Ton
Fig. 8 50,000 DWT급 Tanker선 Fairlead 좌표 및 계류삭 특성
70,000 DWT급 Tanker선의 Fairlead 및 계류삭 특성은 Fig. 9와 같다. 계류삭 은 11m 나일론(Nylon) Rope를 Tail Rope로 사용하는 직경 30mm의 와이어 (Steel Wire) Rope이며 파단력은 64 ton이다. Winch Brake Limit는 OCIMF 권 고에 따라 50,000 DWT급 Tanker선과 동일하게 계류삭 파단력의 60%를 적용하 였다.
Line Type : Steel wire Diameter : 30mm Strength : 64 Ton Tail Rope : Nylon 72mm Strength : 93 Ton
Fig. 9 70,000 DWT급 Tanker선 Fairlead 좌표 및 계류삭 특성
100,000 DWT급 Tanker선의 Fairlead 및 계류삭 특성은 Fig. 10 및 Fig. 11과 같다. 100,000 DWT급 Tanker선의 경우, 와이어 Rope에 Tail Rope를 연결해서 사용하는 선박과 와이어 Rope만을 사용하는 선박으로 구분하여 평가를 수행하 였다. 와이어 Rope와 Tail Rope를 사용하는 선박의 경우, 계류삭은 11m 유로 플렉스(EUroflex) Rope를 Tail Rope로 사용하는 직경 38mm의 와이어(Steel Wire) Rope이며 파단력은 72 ton이다. 와이어 Rope만을 사용하는 선박의 계류 삭은 직경 38mm 와이어(Steel Wire) Rope이며 파단력은 100 ton이다.
Line Type : Steel wire Diameter : 38mm Strength : 72 Ton
Tail Rope : EUroflex 64mm Strength : 104 Ton
Fig. 10 100,000 DWT급 Tanker선 Fairlead 좌표 및 계류삭 특성(Wire + Tail)
구분 1월 2월 3월 4월 5월 6월 7월 8월 9월 10월 11월 12월 전년 평균풍속 2.4 2.4 2.5 2.4 2.1 1.9 2.0 2.0 2.0 1.8 1.9 2.2 2.1 최대풍속
(풍향) 16.7 (SW) 14.3
(NW) 14.7 (WSW) 15.7
(NNW) 13.0 (WSW) 12.3
(ENE) 14.3 (SE) 18.3
(NNW) 18.3 (ESE) 12.7
(NE) 14.3 (NNW) 13.3
(NW) 18.3 (NNW) 순간최대풍속
(풍향) 26.8 (NE) 23.3
(WNW) 27.0 (SW) 26.5
(N) 22.5 (WSW) 21.5
(NE) 30.5 (SE) 36.7
(NNW) 33.2 (NE) 27.0
(NE) 24.6 (N) 24.1
(WNW) 36.7 (NNW) Table 10 울산지역 평균풍속, 최대풍속 및 순간최대풍속
(단위 : m/s)
Line Type : Steel wire Diameter : 38mm Strength : 100 Ton
Fig. 11 100,000 DWT급 Tanker선 Fairlead 좌표 및 계류삭 특성(Wire Only)