[르포]“조선소야, 연구소야?”…한화오션 거제조선소는 지금 연구 열풍

국내 첫 슬로싱 연구센터, 출렁이는 액화가스 압력 실험
에너지시스템 실험센터, 국내 조선소 첫 극저온가스 취급
‘공장 자동화’ 생산혁신센터, ICT의 스마트야드 실증센터도

한화오션 거제사업장의 슬로싱연구센터에 설치된 국내 최초의 ‘슬로싱 모션 플랫폼’. 모형탱크 속의 액체가 흔들리면서 벽면에 가하는 압력을 측정해 액화가스 운반선 화물창 구조를 강화하는 데이터를 확보한다. 한화오션 제공

“우리가 주력으로 하는 액화가스 운반선의 화물창 설계에는 반드시 슬로싱(sloshing) 연구 결과가 반영된다. 슬로싱은 일반인들에겐 낯선 단어겠지만 액체가 출렁거리는 현상을 말한다. 액화가스 운반선에서는 슬로싱에 의한 압력 보강이 첨단 핵심 기술이다. 그런데 슬로싱은 아직까지는 이론적으로 파악할 수가 없고, 실험을 통해서만 결과를 얻을 수 있다.”

지난 27일 경남 거제시 옥포만에 자리한 한화오션 슬로싱 연구센터의 이상범 연구팀장의 설명이다. 한화오션의 슬로싱 연구센터는 2004년 설립된 국내 최초의 연구소로, 슬로싱 모션 플랫폼 2기가 설치돼 있다. 일행 가운데 한 명이 스마타폰을 꺼내자 이 팀장은 “외부에 논문을 발표할 때도 여기 사진을 보여주지 않는다”며 보안을 당부했다.

모션 플랫폼의 높이 3m가량의 지지대가 네방향에서 들쭉날쭉 움직이자 그 위에 있던 모형탱크 속의 파란 액체가 출렁거렸다. 탱크 곳곳에 부착된 센서 500여개가 흔들리는 액체가 가하는 압력과 시간 등을 컴퓨터에 전송했다. 이 팀장은 “액화가스 운반선은 운항하는 동안 파도와 폭풍우로 슬로싱이 발생할 수밖에 없다”며 “예컨대 온도가 영하 163도에 이르는 액화천연가스(LNG)가 웬만한 체육관을 채울 정도의 부피로 출렁거리면 어마어마한 압력으로 내부 벽면을 때린다. 이 충격으로 벽면이 훼손돼 자칫 대형 사고로 이어질 수 있다”고 설명했다. 이어 “우리 연구팀은 압력을 많이 받는 부분에 대한 자료를 구조설계팀에 넘겨주면서 압력 보강 방안을 제시한다”며 “선주들은 선박 안전 문제로 슬로싱을 점점 더 중요하게 여긴다”고 말했다.

한화오션 거제사업장 전경. 한화오션 제공

슬로싱을 막기 위해 액화 가스를 가득 채우면 어떻냐고 묻는 그는 “액화 가스는 아무리 보냉을 잘 해도 조금씩 기화한다”며 “기체가 담길 공간이 없으면 폭발 위험이 있기 때문에 가득 채우지 않는다. 그래서 슬로싱이 발생한다”고 했다.

한화오션은 액화에틸렌 운반선과 액화이산화탄소(LCO2) 화물창의 슬로싱 하중 평가를 진행하고 있다. 이 팀장은 “친환경 연료로 주목받는 액화암모니아(LNH3)와 액화수소(LH2)에 대한 슬로싱도 진행할 계획”이라고 말했다.

서울 여의도 1.7배 넓이의 조선소 한쪽에는 화학공장처럼 거대한 탱크와 파이프들이 연결돼 있다. 야외에 설치된 에너지시스템 실험센터로, 국내 조선소로는 처음으로 극저온가스 취급 인증을 받았다. 조두현 팀장은 “항해 도중 액화가스에서 증발한 가스를 포집해 다시 액화하거나 엔진 연료로 사용하는 장치를 개발해 선박 120여척에 적용했다”고 했다. 최근엔 탄소 포집·저장(CCS) 시대가 열리면서 대용량의 액화탄소 운반선 개발을 위한 연구가 한창이다. 조 팀장은 “액화탄소는 드라이아이스로 변하는 것을 방지하기 위해 영하 57도와 6바 상태 기압 유지가 핵심이어서 난이도가 높은 기술”이라며 “올해 화물창 검증을 거쳐 내년에 연구개발을 마칠 계획”이라고 말했다.

이외에도 공장 자동화와 용접·도장 실험을 하는 생산혁신센터, 정보통신기술(ICT)로 생산 최적화를 하는 스마트야드 실증센터가 모여 있었다. 30일 인도하는 이중연료 추진 초대형 원유운반선(VLCC)에 올라가보지 않았다면 조선소라기보는 거대한 연구소로 느껴졌을 것이다.

정인섭 거제사업장장(사장)은 “(거제사업장은) 세계 최고의 설비와 기술력을 기반으로 고부가가치의 친환경 선박을 연구·개발·건조하는 요람”이라며 “친환경 선박 기술 수요에 대응함으로써 미래 조선 시장 주도권을 확보해 나가는 전진기지로의 역할을 하고 있다”고 말했다.

한화오션 거제사업장 이모저모. 한화오션 제굥

이기철 선임기자