건설연, 영하 40도 견디는 자원이송망 설계기술 개발

100억 달러 시장 규모 경쟁력 확보

극한지 자원이송망-기반구조물 설계 핵심기술 개념도./제공 = 건설연

한국건설기술연구원은 영하 40도이하의 극한지 온도조건을 반영한 2000㎞급 장거리 자원이송망-기반구조물 설계 및 평가기술을 개발했다고 13일 밝혔다.

미육군공병단(U.S. Army Corps of Engineers)에 따르면 영하 30도이하의 극한지에는 전 세계 미발견 석유·가스의 약 22%가 매장됐다.

극한지에서 개발된 자원은 파이프라인을 통해서 이송되며 일반적인 환경과 동일하게 구조물을 건설하게 되면 파이프라인은 뒤틀리고 깨지게 된다. 극한지 동토지반은 얼어붙고 녹는 동결과 융해, 침하를 반복하는 특성을 갖기 때문이다.

극한지 건설은 우리나라 건설업계가 접근하지 못했지만 건설연의 설계기술를 확보로 미국·러시아·캐나다 등과 경쟁할 수 있는 능력을 갖출 전망이다.

백용 박사 연구팀은 극한지 영구동토에서 특정지역의 동토특성을 조사하는 장비 및 시험방법, 불연속적인 동토특성을 고려해 최적의 가스배관 경로를 결정하는 소프트웨어(S/W), 장거리 가스배관에 필수적인 부품인 볼밸브를 자체 개발했다.

우선 극한지 동토지반 조사를 위한 지반조사 장비의 휴대성과 정확성을 개선해 실제 현장에서 활용성을 높였다. 이번에 개발된 소프트웨어는 인공위성영상을 이용한 지형의 형태 및 특성과 안정성, 경제성, 환경성, 시공성 등을 고려한 최적 경로 설계를 가능하게 해준다. 사업착수 전 공사비 예측은 물론 가스배관의 경제적인 유지보수도 가능하게 해준다.

몸통안에 볼(Ball)을 통해 유체를 차단하거나 방향을 전환하는 볼밸브는 장거리 가스 배관에 필수적으로 사용된다. 연구팀은 국제기준에 부합하는 극한지용 볼밸브 시제품을 설계하고 제작했다. 추가적으로 러시아 가스배관 설계 및 운영 대부분을 담당하고 있는 국영기업 가스프롬(Gazprom) 인증을 통해 국내 기업의 현지 진출지원 역시 가능할 예정이다.

연구팀은 연구개발 성과에 대한 성능 및 실용화를 검증하기 위해 건설연 SOC실증연구센터에 실규모(20m(L)×13m(W)×4m(H))의 대형 냉동 챔버를 구축했다. 극한지 환경조건을 고려한 실대형 챔버를 구축함으로써 향후 다양한 조건에서 실험과 기자재의 성능평가가 가능할 것으로 보인다.

백용 건설연 박사는 “극한지 자원이송망 기반구조물 기술 개발로 우리나라 기업들의 미래 자원개발 및 건설 신시장 개척에 기여할 수 있게 됐다”며 “5년 내 예정된 프로젝트 규모만 100억 달러 이상인 극한지 지역 대형프로젝트에서 우리 기업의 경쟁력을 강화할 수 있을 것”이라고 말했다.