ボイラーの構造（A1～A10）

熱及び蒸気に関し、次のうち正しいものはどれか。

１：圧力1MPa、温度180℃の乾き飽和蒸気を加熱して、圧力1MPa、温度210℃の過熱蒸気にしたとき、この蒸気の過熱度は16.7％である。

２：圧力が0.1MPaのときより、0.2MPaのときのほうが水の単位質量あたりの蒸発熱は大きい。

３：換算蒸発量とは、常用圧力におけるボイラーの実際の蒸発量を最高使用圧力のときの蒸発量に換算したものである。

４：熱と仕事はともにエネルギーの形態で、熱量3.6MJは電気的仕事量1kWhに相当する。

５：熱を仕事に変えることは何らの制限なく容易に行えるが、その逆の仕事を熱に変えることには制限があって容易ではない。

解答と解説

炉筒煙管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：他の丸ボイラーに比べ、構造が複雑で内部は狭く、掃除や検査が困難なため、十分に処理した水を供給しなければならない。

２：ドライバック式は、後部煙室が胴の内部に設けられ、その周囲が水で囲まれている構造である。

３：戻り燃焼方式では、燃焼火炎が、炉筒前部から後部へ流れ、そして炉筒後部で反転して前方に戻る一連の流れを2パスと数える。

４：煙管には、伝熱効果の大きいスパイラル管を用いているものが多い。

５：煙道にエコノマイザや空気予熱器を設け、ボイラー効率が90％を超えるものがある。

解答と解説

水管ボイラーに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：自然循環式の中低圧ボイラーには、蒸気ドラムと水ドラム各1個の2胴形のものや、蒸気ドラム1個と水ドラム2個の3胴形のものがある。

２：炉壁に水管を配置した水冷壁管は、火炎からの強い放射熱を有効に吸収し、高い蒸発率を示す放射伝熱面になる。

３：高温高圧ボイラーでは、本体伝熱面が水冷壁管だけからなり、接触伝熱面が全くないか、又はわずかしかない放射ボイラーの形式をとる。

４：高温高圧ボイラーでは、エコノマイザが小型ですむため、全吸収熱量のうち蒸発部水管群で吸収される熱量の割合が大きくなる。

５：給水及びボイラー水処理に注意が必要で、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理が求められる。

解答と解説

鋳鉄製ボイラーに関し、次のうち正しいものはどれか。

１：鋼製ボイラーに比べ、強度は低いが、腐食に強く、熱による不同膨張にも強い。

２：側二重柱構造のセクションでは、ボイラー水の循環において燃焼室側が下降管、外側が上昇管の役割を果たしている。

３：セクション壁面に多数のスタッドを取り付け、燃焼ガスが壁面間を直上して熱接触することにより高い伝熱面負荷を得る構造になっている。

４：蒸気ボイラーでは復水を循環使用するのを原則とし、給水管はボイラー本体後部セクションの安全低水面の少し下に直接取り付けられる。

５：暖房に蒸気ボイラーを使用する場合は、温水ボイラーを使用する場合に比べ、気温の変動により必要な各部屋ごとの温度調節が容易である。

解答と解説

炉筒の構造、強度に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：炉筒は、燃焼ガスによって加熱され長手方向に膨張しようとするが、鏡板によって拘束されているため圧縮応力が生じる。

２：平形炉筒では、熱応力を軽減するための伸縮継手の多くは各節の接合部に設けられ、溶接によって取り付けられる。

３：炉筒は、外圧を受けるので、真円度が保たれていないと、圧力により変形し、圧かいを起こすおそれがある。

４：波形炉筒では、圧かいを防止するため、外周に補強リングが溶接によって取り付けられる。

５：炉筒の鏡板への取付けは、一般に鏡板の炉筒取付け部分を内方に折り込んで突合せ溶接によって行う。

解答と解説

空気予熱器又はエコノマイザに関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：空気予熱器を設置することにより、過剰空気量が少なくてすみ、燃焼効率が増大する。

２：空気予熱器の設置による通風抵抗の増加は、エコノマイザの設置による通風抵抗の増加より小さい。

３：高効率化や燃焼改善のためエコノマイザと空気予熱器を併用する場合は、ボイラー、エコノマイザ、空気予熱器の順に配置する。

４：ヒートパイプ式空気予熱器は、金属製の管の中に、アンモニア、水などの熱媒体を減圧して封入し、高温側で熱媒体を蒸発させ、低温側で熱媒体蒸気を凝縮させて、熱を移動させる。

５：エコノマイザ管には炭素鋼が広く用いられるが、潜熱を回収する場合にはステンレス鋼管が用いられる。

解答と解説

圧力計又は流量計に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：ブルドン管式圧力計は、断面がへん平な管を円弧状に曲げ、その一端を固定し他端を閉じ、その先に歯付扇形片を取り付け、小歯車とかみ合わせたものである。

２：ブルドン管式圧力計は、ブルドン管に圧力が加わり管の円弧が広がると、歯付扇形片が動き、小歯車を介して指針が大気圧との差圧を示す。

３：ブルドン管式圧力計は、通常、サイホン管を胴と圧力計との間に取り付け、その中に水を入れてブルドン管に蒸気や高温の水が直接入らないようにする。

４：容積式流量計は、ケーシング内でだ円形歯車を2個組み合わせ、これを流体の流れによって回転させると、歯車とケーシング壁との間の空間部分の量だけ流体が流れ、流量が歯車の回転数に比例することを利用している。

５：差圧式流量計は、流体の流れている管の中にベンチュリ管又はオリフィスなどの絞り機構を挿入すると、その入口と出口の間に圧力差が生じ、流量が差圧の2乗に比例することを利用している。

解答と解説

温度検出器に関し、次のうち誤っているものはどれか。

１：溶液密封式温度検出器の感温体は、直接ボイラー本体に取り付ける場合と、保護管を用いて取り付ける場合がある。

２：バイメタル式温度検出器は、熱膨張率の異なる2種類の薄い金属板を張り合わせたバイメタルにより接点をオンオフするもので、振動により誤差が出ることがあるが、直動式のため応答速度が速い。

３：溶液密封式温度検出器は、感温筒内の液体又は気体の温度による体積膨張を利用して温度を検出するもので、液体又は気体の漏れによる誤差を生じることがある。

４：測温抵抗体は、金属の電気抵抗が温度によって変化する性質を利用して温度を測定するもので、使用する金属は温度に対する抵抗変化が一定であること、温度係数が大きいことなどが必要である。

５：熱電対は、2種類の材質の異なる金属線の両端を接合し、ループをつくったもので、両端で温度差が生じると、回路中にその金属固有の熱起電力が発生する原理を利用して温度を測定する。

解答と解説

次の図は比例式蒸気圧力調節器の比例帯設定目盛板を示す。蒸気圧力が0.60MPaに設定され、比例帯設定指針が図の位置に設定されたとき、比例制御が行われる範囲は１～５のうちどれか。

１：0.10MPaから0.18MPa

２：0.10MPaから0.34MPa

３：0.60MPaから0.78MPa

４：0.60MPaから0.94MPa

５：0.70MPaから0.94MPa

解答と解説

次のような仕様のボイラーに使用される燃料の低発熱量の近似値は、１～５のうちどれか。

蒸発量-----6t/h
発生蒸気の比エンタルピ-----2760kJ/kg
給水温度-----35℃
ボイラー効率-----90％
燃料消費量-----430kg/h

１：20.9MJ/kg

２：30.2MJ/kg

３：35.7MJ/kg

４：40.5MJ/kg

５：42.0MJ/kg

解答と解説