에너지설비 설계(실)

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A 보일러 일반

01보일러의 개요

1.보일러의 구성의 3대요소

• 본체
• 부속장치
• 연소장치

2.보일러의 용량을 산출하거나 표시하는 양을 5가지만 쓰시오

• 상당증발량(Ge)
• 연소율
• 전열면적
• 정격출력
• 보일러 마력

3.과열증기의 생성과정 4단계를 쓰시오

포화수 -> 습포화증기 -> 건포화증기 -> 과열증기

4.보일러에서 과열증기 사용 시의 장점 및 단점을 각각 3가지씩만 시오

B5 과열기

1)과열증기 사용 시의 장점

• 가열 표면의 일정 온도를 유지하기 곤란하다
• 가열장치에 큰 열응력이 발생한다
• 직접 가열 시 열손실이 증가한다
• 높은 온도로 인하여 제품의 손상 우려가 있다
• 과열기 표면에 고온부식이 발생할 우려가 있다

2)과열증기 사용 시의 단점

• 열효율이 증가한다
• 수격작용을 방지한다
• 관내 마찰저항이 감소한다
• 적은 증기로 많은 열을 얻을 수 있다
• 장치 내 부식을 방지한다

5.대기압 하에서 수증기를 더욱 가열하여 포화온도(대략100도)이상의 상태로 만든 고온의 수증기인 과열증기의 온도를 조절할 수 있는 방법을 3가지만 쓰시오

B6 과열증기

• 연소가스량을 가감하는 방법
• 습증기의 일부를 과열기로 보내는방법
• 과열기 전용 화로를 설치하는방법

6.증기 보일러 동체에 물이 담겨 있는 부분인 수부가 클 때 발생 가능한 현상을 5가지만 쓰시오

• 부하변동에 대한 압력 변화가 작다
• 습증기 발생이 쉬워 건조공기를 얻기가 용이하지 않다
• 증기 발생시간이 길다
• 동체 파열 시 피해가 크다
• 캐리오버 발생 가능성이 증가한다

7.비등점 상승은 비휘발성 용질을 녹인 휘발성 용매의 끓는점이 순수한 용매의 끓는점보다 높아지는 현상을 말한다. 이러한 현상이 일어나는 이유를 간단히 설명하시오.

비휘발성 용질이 휘발성 용매에 녹아 있을 때 비휘발성 물질의 비등점이 휘발성 용매보다 더 높아 용매가 증발하는 것을 방해하기 때문에 끓는점이 올라간다.

02원통 보일러

1.원통 보일러의 특징을 4가지만 쓰시오

• 구조가 간단하고 취급이 용이하다
• 부하변동에 의한 압력 변화가 작다
• 보유 수량이 많아 파열 시 피해가 크다
• 고압 및 대용량에는 적당하지 않다

2.원통보일러의 종류를 쓰시오

• 입형 보일러
• 노통 보일러
• 노통 연관 보일러
• 연관 보일러

3.다음 노통 보일러의 노통개수를 각각 쓰시오

A1 노통보일러

❶ 코르니쉬(Cornish)
❷ 랭커셔(Lancashire)

4.노통 보일러에 갤러웨이관을 직각으로 설치하는 이유를 3가지만 쓰시오

• 노통을 보강하기 위하여
• 보일러수의 순환을 돕기 위하여
• 전열면적을 증가시키기 위하여

5.노통 연관 보일러의 특징을 4가지만 쓰시오

• 보일러의 크기에 비해 전열면적이 크고 효율이 좋다
• 내분식이므로 방산손실열량이 적다
• 내부 청소가 간단하지 않고 급수처리가 필요하다
• 고압이나 대용량 보일러에는 적합하지 않다.

03 수관 보일러

1.다음은 수관 보일러에 대한 설명이다 ( )안에 들어갈 알맞은 용어를 쓰시오

수관보일러는 (응축수탱크)에서 급수된 물이 (펌프)에 의해 기수드럼에 공급되고 다시 (수관)을 통하여 증발한후 습증기가 되고 (기수분리기)을 통하여 물과 증기로 구분된 후 물은 다시 증기트랩을 통해 (응축수탱크)으로되돌아간

2.수관보일러에 대한 다음 질문에 답하시오

1)수관 보일러의 장점을 3가지만 쓰시오

2)수관보일러의 순환방식을 3가지만 쓰시오

3)수관 보일러의 종류를 고유 명칭으로 3가지만 쓰시오

3.수관 보일러를 보일러수의 유동방식에 따라서 3가지로 분류하고 각각의 유동에 대한 작동원리를 간단히 설명하시오

A2 수관보일러의 유동방식

❶ 자연순환식 : 보일러수의 비중량차에 의하여 자연순환하는 형식

❷ 강제순환식 : 순환펌프를 설치하여 보일러수를 강제로 순환시키는 형식 (라몽트(lamont) 보일러, 벨록스(velox))

❸ 관류식 : 증기드럼 폐지하고 긴관을 제작, 구성하여 관의 한 끝에서 펌프로 압송된 물을 가열, 증발, 과열의 과정을 거쳐 증기가 발생되는 형식

4.자연순환식 수관보일러에서 물의 순환을 원활하게 하는 방법을 2가지만 쓰시오

A2 수관보일러(관수순환)

• 강수관이 가열되지 않도록 한다.
• 큰 지름의 수관을 사용한댜
• 수관의 배열을 수직으로 설치한다.
• 방해판을 적당한 위치에 설치하여 열가스와 수관군의 접촉을 알맞게한다.

5.강제순환식 수관 보일러의 종류를 2가지만 쓰시오

라몬트 보일러, 베록스 보일러

6.보일러 수관에 라몽트 노즐을 설치하는 이유를 쓰시오

보일러 수관에 라몽트 노즐을 설치하는 이유는 송수량을 조절하기 위하

7.수관보일러의 상부에 설치하는 기수드럼을 하부에 설치하는 물드럼보타 크게 만드는 이유는 무었인지 설명하시오

기수드럼의 아랫부분에는 포화온도에 도달한 포화수와 발생된 증기가 체류할 수 있는 공간이 필요하기 때문에 물드럼보다 더 크게 만든다.

8.노통연관 보일러와 수관보일러의 특징을 비교하여 ( )안에 알맞은 용어를 보기에서 골라 써 넣으시오

• 노통연관 보일러의 연관 내부에는 (연소가스)가 흐르고 수관 보일러 내부는 (물)이 흐른다
• 노통연관 보일러는 압력이 일반적으로 (낮다) 그러나 수관보일러는 사용압력이 (높다)
• 노통연관식보일러는 일반적으로 수관보일러에 비해 효율이 (나쁘다) 그러나 수관보일러는 요율이 (좋다)
• 수관보일러는 열부하대응이(나쁘다) 노통연관식 보일러는(좋다)

9.자연순환식 보일러에 해당하는 2동D형 수관 보일러의 장점을 4가지만 쓰시오

• 구조상 고압 대용량으로 제작이 가능하다
• 전열면적이 크고, 열효율이 높다
• 증기발생이 빠르고, 사고시 원통형 보일러에 비해 피하가 작다
• 수관의 배열이 용이하고 패키지형 제작이 가능하다

10.수관 보일러의 연소실 벽멱에 수랭노벽 설치시 장점을 4가지만 쓰시오

11.원통형 보일러와 비교한 수관 보일러의 단점을 5가지만 쓰시오

A4 자연 순환식 수관 보일러

• 증기 발생시간이 빠르며, 고압 대용량에 적합하다.
• 수관의 배열이 용이하고, 패키지형으로 제작이 가능하다.
• 외분식이므로 연료 선택범위가 넓고, 연소상태가 양호하다.
• 전열면적이 크고, 열효율이 높다.
• 원통형 보일러에 비해 보유수량이 적어 파열 사고 시 피해가 적다.

• 관수처리에 주의를 요한다.
• 구조가 복잡하여 청소, 검사, 수리가 어렵고 스케일 부착이 쉽다.
• 부하변동에 따른 압력 및 수위 변동이 심하다.

12. 다음에 설명하는 보일러의 명칭을 쓰시오

• 급수가 수관으로 공급되어 수관을 통과하면서 그 관내에서 예열된 후에 증발되는 드럼이 없는 보일러이다.
• 하나로 된 관에 급수를 압입하여 가열 증발 과열의 과정을 거쳐서 과열증기를 발생한다
• 절탄기, 증발관, 과열기가 하나의 긴관으로 구성되어 있다.
• 강제순환식 보일러에 해당하며, 주로 대형 고압 보일러로 이용된다.

13.관류 보일러는 관으로 이루어진 시스템으로 구성된 보일러이다. 관류 보일러의 장점을 5가지만 쓰시오

A5관류보일러(장단점)

• 전열면적에 비하여 보유수량이 적으므로 가동시간이 짧다.
• 고압 보일러에 적합하다.
• 관을 자유로이 배치할 수 있어 구조가 콤팩트하다.
• 순환비가 1이므로 드럼이 필요 없다.

• 완벽한 급수처리를 요한다.
• 정확한 자동제어 장치를 설치하여야 한다.
• 발생증기 중에 포함된 수분을 분리하기 위하여 기수분리기를 설치

14.관류 보일러는 긴 관의 일단에서 급수를 펌프로 압입하여 도중에서 가열 증발 과열을 한꺼번에 시켜 과열증기로 내보내는 보일러로서 드럼이 없고 관으로만 구성된 보일러이다. 관류보일러의 종류를 3가지만 쓰시오

A5관류보일러(종류)

• 슐저 보일러,
• 벤슨 보일러,
• 소형 관류 보일러 ,
• 강제 순환식 소형 관류보일러

04 기타 보일러

1.열매체 보일러의 특징을 4가지만 쓰시어

• 안전밸브는 밀폐식을 사용한다
• 열매체는 동파의 위험이 없다
• 비점이 낮은 물맂린 수은, 다우섬, 카네크롤 등을 사용한다
• 저압에서 고온의 증기를 얻을 수 있다.

2.다음은 열매체 보일러의 효율 계산식이다

B 급수장치

01 급수장치

1.펌프 등 배관계통에서 유체의 흐름속에 이물질 등으로 인하여 설비의 파손 또는 오동작 그리고 흐름상 저항이 발생하는 것을 예방하기위하여 주요 설비 전단에 설치하는 장치로 Y형과 U형 등의 형태로 배치되는 부속품의 명칭을 쓰시오

스트레이너

2.보일러의 급수펌프가 갖추어야 할 구비조건을 3가지만 쓰시오

• 고온 고압에 잘견딜것
• 저부하에서도 효율이 좋을 것
• 부하변동에 대한 대응성이 좋을 것

3.비교회전도 또는 비속도는 무엇인지 간단히 설명하고, 이를 구하는 공식을 쓰시오

상사조건을 유지하면서 임펠러의 크기를 바꾸어 단위유량에서 단위양정을 내게 할 때의 임펠러에 주어져야 할 회전수

4.인젝터 작동원리를 에너지 관점에서 설명하시오 12C

증기의 열에너지를 속도에너지로 전환시키고 다시 압력에너지로 바꾸어 급수하는 설비이다. 즉, 증기에 의해 급수가 예열되어 동 내로 급수되므로 급수엔탈피가 증가하여 연료소비량이 감소한다

5.보일러 급수장치의 일종인 인젝터의 특징을 4가지만 쓰시오

• 설치에 넓은 장소를 요하지 않는다
• 급수 예열효과가 있다
• 가격이 저렴하다
• 자체로서의 양수효율은 낮다

6.급수장치인 인젝터의 급수 작동 순서를 다음 보기에서 선택하여 순서대로 나열하시오 10C

정지밸브개방->급수개방->증기개방->핸들개방

7.인젝터 작동 불능의 원인 5가지만 쓰시오

• 급수온도가 너무 높을 때
• 급수 속에 기포 또는 불순물 혼입 시
• 노즐이 폐색되었을 때
• 인젝터 자체 과열로 온도가 너무 높을 때
• 증기압력이 0.2MPa이하이거나 1MPa이상일 때

8.급수조절기를 사용할 경우 수압시험 또는 보일러를 시동할 때 조절기가 작동하지 않게 하거나 수리, 교체하는 경우를위하여 모든 자동 또는 수동제어밸브 주위에 설치하는 것은 무엇인지 쓰시오

9.바이패스관의 설치목적을 쓰시오

02 송기장치

배관 내의 증기 또는 압축공기 내에 포함되어 있는 수분 및 관 내벽에 존재하는 수막 등을 제거하여 건포화증기 및 건조한 압축공기를 2차 측 기기에 공급하여 설비의 고장 및 오작동을 방지하여 시스템의 효율을 좋게 하는 장치인

1.기수분리기의 종류를 4가지만 나열하시오

O6 기수분리기종류

• 사이클론형 : 원심 분리기를 사용,
• 스크러버형 : 파형의 다수 강판을 조합한것,
• 건조스크린형 : 금속망판을 이용한 것,
• 배플형 : 급격한 방향 전환을 이용한 것,
• 다공판형

2.기수분리기 중 방향 전환 또는 관성력을 이용한 기수분리기의 명칭을 쓰시오

3.발생된 증기 중에서 수분을 제거하고 건포화증기에 가까운 증기를 사용하기 위한 보일러 장치인 기수분리기에 대한 다음의 설명 중 ( )안에 들어갈 내용을 쓰시오

• 증기부의 체적이나 높이가 작고 수면의 면적이 증발량에 비해 작을 때는 (기수공발)이 일어날수 있다
• 압력이 비교적 높은 보일러의 경우는 압력이 낮은 보일러보다 증기와 물의 (비중량)의 차이가 극히작아 기수분리가 어렵게 된다
• 사용원리는 (원심력)을 이용한것 (스크러버)를 지나게 하는것 (스크린)을 사용하는것 또는 이들을 조항을 이루는 것 등이 있다

4.기수분리기의 성능이 저하되어서 수분이 충분히 제거되지 않았을 때 생기는 문제점을 3가지만 쓰시오

O6 기수분리기

공급되는 증기 중에 포함되어 있는 수분을 제거하여 증기의 건도를 높여 건조 증기만 설비에 공급되도록 하는 기기

● 증기 속에 혼입된 수분을 분리하여 수격작용을 방지한다 ● 습증기 발생을 방지하여 증기의 건도를 높인다. ● 증기관 내의 마찰손실을 감소시킨다 ● 증기관의 부식을 방지한다.

5.송기장치 중의 하나로, 보일러 운전 중 잉여증기를 급수탱크로 보내 온수를 저장하였다가 사용부하가 다시 증가할 때 증기의 과부족을 해소하기 위해 증기의 부하를 조절하는 장치의 명칭을 쓰시오

증기축열기

6.증기축열기의 기능을 3가지만 쓰시오

• 보일러의 연소량 및 증발량을 일정하게 조절한다
• 저부하 시, 부하변동 시 증기를 저장한다
• 과부하 시 저장된 증기 공급으로 증기부족을 보충한다

7. 5kg의 응축수열을 회수하여 재사용하기 위하여 다음의 조건으로 설치한 플래시 탱크의 재증발 증기량을 구하시오🔢

03 증기트랩

증기관의 도중에 설치하여 증기를 사용하는 설비의 배관내에 고여있는 응축수를 자동배출시키는 장치인

1.증기트랩의 설치목적을 4가지만 쓰시오

• 보일러 설비 배관 내의 응축수제거
• 응축수 배출로 수격작용방지
• 설비의 부식방지
• 관내 유체의 흐름에 대한 마찰저항감소

2.다음의 원리에 따른 증기트랩의 분류별 기본 조작원리, 해당 증기트랩의 예를 쓰시오

B1 증기트랩

✲증기관의 도중에 설치하여 증기를 사용하는 설비의 배관 내에 고여있는 응축수 (증기의 일부가 드레인된 상태)를 자동배출시키는 장치

❶기계식트랩 : 증기와 응축수의 밀도차 또는 부력원리

볼플로트식, 버킷식

❷열역학식 : 증기와 응축수의 열역학적 유체역학적 특성차

오리피스식, 디스크식 

❸온도조절식 : 증기와 응축수의 온도차

바이메탈식, 벨로즈식

3.증기트랩은 증기와 응축수를 공학적원리 및 내부구조에의해구별하여 응축수만 자동적으로 배출하는 일종의 자동밸브이다. 보일러에 증기트랩을 설치할때의 효과를 3가지만 쓰시오

B1 증기트랩(장점-워부저항)

• 워터해머방지
• 장치내 부식 방지
• 열효율 저하방지
• 관내 마찰저항 감소

04 열교환기

1.다수의 파형이나 구형의 돌기를 프레스 성형하여 판을 조합하여 제작하는 판형 열교환기의 특징을 3가지만 쓰시오

• 판의 매수 조절이 가능하여 전열면적 증감이 용이하다
• 전열면의 청소나 조립이 간단하고 고점도에도 적용할 수 있다
• 구조상 압력손실이 크고 내압성이 작다

판형 열교환기의 종류는 플레이트식 플레이트판식, 스파이럴형의 3가지가 있다.

2.이중에서 스파이럴형의 특징을 4가지만 쓰시오

• 열전달률이 크다
• 큰 열팽창을 감쇠시킬 수 있다
• 고형물이 함유된 유체나 고점도 유체에 사용하기 적합하다
• 오엽저항 및 저유량에서 심한 난류 등이 유발되는 곳에 사용된다.

3.나선평 튜브 열교환기에 대해 간단히 설명하시오

4.공랭식 열교환기의 송퓽기 중 흡입형의 장점을 3가지만 쓰시오

• 열풍이 재순환할 염려가 업사
• 공기의 흐름이 비교적 균일하다
• 구동축이 짧고 진동이 작다

5.열교환기의 효율을 향상시키기 위한 방법을 4가지만 쓰시오

• 온도차를 크게 한다
• 유체의 유속을 빠르게 한다
• 유체의 흐름 방향을 향류로 한다
• 열전도율이 높은 재질을 사용한다

05 집진장치 (F9)

1.집진장치의 효율을 높이기 위한 조건을 4가지만 쓰시오

• 처리가스의 온도는 250도를 넘지않도록 한다
• 고온가스를 냉각할 때는 산노점 이상을 유지해야한다
• 미세입자 포집을 위해서 겉보기 여과속도가 작아야 한다
• 높은 집진율을 얻기 위해서는 간헐식 털어내기 방식을 선택한다

2.보일러에서 연료 연소 후에 발생되는 배출가스에 함유된 분진, 공해물질 등이 대기중에 방출되지 않도록 모아 제거하는 장치인 집진장치를 3가지로 분류하고 각각 종류를 하나이상 쓰시오

3.연소후 발생되는 배출가스에 함유된 분진, 공해물질, 매연을 제거하는 장치인 집진장치를 6가지만 쓰시오

F9 집진장치

• 습식집진장치 : 벤투리 스크러버, 제트 스크러버, 사이클론 스크러버, 충전탑, 유수식,
• 건식집진장치 : 중력식, 관성력식, 원심식, 여과식,
• 전기식집진장치(코드렐 집진장치)

4.집진장치와 관련된 다음 사항들 중 습식, 건식, 전기식 등 에 해당되는 기호를 각각에 대해 적으시오

• 코드렐식과 관계가 있다(전)
• 종류로는 사이클론, 멀티클론, 백필터 등이 있다(건)
• 압력손실 및 동력이 높고 장치의 부식및 침식이 발생 할 수 있다.(습)
• 분진의 폭발 위험성을 지닌다(건)
• 고온 고압가스의 취급이 가능하다(습)
• 폐수처리시설이 유용할 때 유리하다(습)
• 다량의 수분이 함유된 가스에는 장애가 있을 수 있다(건)
• 코로나 방전을 일으키는 것과 관련이 있다(전)
• 단일장치에서 가스흡수와 분진 포집이 동시에 가능하다(습)
• 집진효율이 90~99.9%로서 높은 편이다.(전)

5.배기가스 집진장치에서 왕복선회운동을 함으로써 분진을 걸러내는 방식의 집진장치는

원심식 집진장치

6.분진을 함유한 배기가스의 유속을 감속시켜 사이즈 20[μm]정도까지의 매연입자를 중력으로 자연침강 분리시켜 집진하는 건식집진장치의 명칭을 쓰시오

중력식 집진장치 또는 중력침강식 집진장치

7.다음은 백필터에 대한 설명이다 ( )안에 알맞은 말을 고르시오

• 여과면의 가스유속은 미세한 더스트일수록 (느리게)한다.
• 더스트 부하가 클수록 집진율이(좋아)진다.
• 여포재의 더스트1차 부착층이 형성되면 집진효율이 (높아)진다.
• 백의(밑)에서 가스백 내부로 송입하여 집진한다.

8.습식 집진장치의 입자 포집원리를 4가지만 쓰시오

• 액적이나 액압과 같은 작은 미립자와 관성에 의한 충돌 부착
• 배기의 습도 증가로 입자의 응집성 증가에 의한 부착
• 미립자 확산에 의한 액적과의 접촉을 좋게 하여 부착
• 입자를 핵으로 한 증기의 응결에 의한 응집성 증가

9.집진장치의 종류 중에 세정식 집진장치의 장점과 단점을 각각 3가지만 쓰시오

F9 세정식 집진장치(장단점)

분진이 포함된 배기가스를 세정액이나 액막 등에 충돌시키거나 접촉시켜 액체에 의해 포집하는 방식이다.

• 구조가 간단하고 처리가스량에 비해 장치의 고정면적이 적다
• 가동부분이 적고 조작이 간단하다
• 포집된 분진의 취출이 용이하고 작동 시 큰 동력이 필요하지 않다 
• 연속 운전이 가능하고
• 분진의 입도, 습도 및 가스의 종류 등에 의한 영향을 받지 않는다. 
• 가연성 함진가스의 세정도에도 편리하게 이용할 수 있다.

• 설비비가 비싸다
• 다량의 물 또는 세정액이 필요하다
• 집진물을 회수할 때 탈수, 여과, 건조 등의 하기 위한 별도의 장치가 필요하다
• 한랭시 세정액의 동파 방지 대책이 필요하다

10.다음의 설명하는 집진장치의 명칭을 쓰시오

11.다음은 전기식 집진장치에 대한 설명이다 ( )안에 알맞은 용어를 채워 넣으시오

F9 집진장치(전기집진장치)

판상(板狀) 또는 관상(管狀)으로 이루어진 집진전극을 (양극+)으로 하고, 집진전극 중앙에 매달린 금속선으로 이루어진 (음극-)간에 직류 고전압을 가해서 (코로나방전)을 발생하게 하고, 이곳에 분진이 포함된 가스를 통과시키면 전극 주위의 함진가스는 (이온화)되면서 대전입자가 되어 정전기력에 의해 양극(+극)에 포집(捕集)되어 처리되는 집진장치이다.

전기식 집진장치

12.집진장치의 입구로 함진가스가 [Nm³]당 50[g]들어가고 출구로 5[g]이 나갔다면 이때의 집진효율은 몇 %가 되는가🔢

13.열병합발전소에서 배기가스를 사이클론에서 전처리하고 전기집진장치에서 먼지를 제거하고있다. 사이클론 입구 전기집진장치 입구와 출구에서의 먼지농도가 각각 95, 10, 0.5 [g/Nm³]일때 종합집진율을 구하시오🔢

14. 95%효율을 가진 집진장치계통을 요구하는 어느 공장에서 35%효율을 가진 전처리장치를 이미설치하였다. 이때 주처리장치의 효율%을 구하시오🔢

06 분출장치와 폐열회수장치

1.보일러 내의 불순물을 배출시키는 장치인 분출장치의 설치목적을 4가지만 쓰시오

• 보일러수의 농축 방지
• 포밍이나 프라이밍 현상 방지
• 스케일 및 슬러지 고착 방지
• 보일러수의 pH조절

수관보일러의 수질을 측정한 결과, 급수 중 불순물의 농도가 60[mg/L] 관수 중불순물의 농도가 2500[mg/L]로 나타났다. 시간당 급수량이 2400[L]이고 응축수 회수량이 1200[L]일때

2.분출량[L/day]을 구하시오(단, 하루 8시간 가동하는 것을 가정한다)🔢

3.연도에 설치하는 다음의 폐열회수장치를 보일러 본체로부터 각각의 번호를 나열하시오.

과열기->재열기->절탄기->공기예열기

4.연돌로 배기되는 온도 255도인 배기가스의 온도를 배기가스의 형열을 사용하여 175도로 내려서 열효율을 올릴수 있는 배열회수장치의 종류를 2가지만 쓰시오

절탄기, 공기예열기

5.배열회수장치 중 배기가스의 현열과 잠열을 이용할 수있는 것 2가지만 쓰시오

과열기, 절탄기

6.보일러의 여열을 이용하여 증기 보일러의 효율을 높이기 위한 부속장치를 3가지만 쓰시오

과열기, 절탄기, 공기예열기

7.보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치인 과열기의 역할을 5가지만 쓰시오

• 이론열효율 증가
• 마찰저항 감소
• 관 내 부식 방지
• 엔탈피 증가로 증기소비량 감소효과
• 수격작용 방지

8.보일러에서 발생한 포화증기를 가열하여 증기의 온도를 높이는 장치인 과열기의 장점 및 단점을 각각 3가지씩만 쓰시오

장점

• 증가소비량 감소
• 마찰저항 감소
• 관 내 부식 방지

단점

• 고온부식 발생
• 연소가스의 저항으로 압력손실 증가
• 온도 분포의 불균일

9.보일러 폐열회수장치의 일종이며, 배기가스 현열을 이용하여 보일러 급수를 예열하고 열효율을 높이는 장치의 명칭을 쓰시오

절탄기

10.절탄기의 장점 4가지만 쓰시오

11.절탄기에 관한 다음의 질문에 답하시오

1)절탄기의 설치는 장점도 있지만 단점도 존재한다 절탄기설치시의 단점을 4가지만 쓰시오

2)열정산시 절탄기 입구출구에 각각 설치된 온도계중 어느 쪽 온도를 사용하는지 쓰시오

B2 절탄기(열불응연)

✲온도계는 절탄기 입구

• 보일러 열효율이 향상된다.
• 급수 중 불순물을 일부 제거한다.
• 열응력 발생을 방지한다.
• 연료 소비량이 감소한다.

• 통풍저항 증가된다.
• 연돌의 통풍력이 저하된다.
• 연소가스 온도 저하로 인한 저온부식의 우려가 있다.
• 연도의 청소가 어렵다.
• 연도의 점검 및 검사가 곤란하다.

12.폐열회수장치 중 공기예열기 설치 시 그 장점을 4가지만 쓰시오

B2 공기예열기장점(효불효연)

• 전열효율 연소효율이 향상된다
• 예열공기의 공급으로 불완전 연소가 감소된다
• 보일러의 열효율이 향상된다.
• 품질이 낮은 연료도 사용할 수 있다

13.다음의 ( )안에 들어갈 알맞은 명칭을 쓰시오

14.폐열회수장치에 대한 다음의 설명중 ( ) 안에 들어갈 알맞은명칭을 쓰시오

• 과열기 : 포화증기를 가열하여 과열증기를 생산하는 장치
• 절탄기 : 보일러 배기가스 현열을 이용하여 급수를 예열하는 장치
• 공기예열 : 볼리러 배기가스 현열을 이용하여 공기를 예열하는 장치

15.보일러 연도에 설치된 절탄기를 이용하여 물의 온도를 58도에서 88도로 높여서 보일러에 급수한다 절탄기 입구 배기가스 온도 340도일때 다음의 자료를 근거로 하여 출구온도를 구하시오🔢

16.보일러에 설치된 절탄기를 이용하여 다음의 조건하에서 물의 온도를 58도에서 88도로 올릴때의 절탄기의 열효율을 얼마인지 구하시오🔢

07 연료공급장치, 보염장치, 수트블로어

F 액체연료의 분무방식

● 가압 분사식 : 유압펌프를 이용하여 연료에 압력을 가한 후 연료 자체의 압력에 의해 노출에서 고속으로 분출시켜 미립화 시키는 버너

● 회전식 : 고속으로 회전하는 분무컵에 연료 공급관을 통해 연료가 공급되면, 이 연료는 분무컵의 원심력에 의해 분무컵 내면에 액막이 형성되고, 여기에 1차공기가 고속으로 분출되면서 미립화시키는 버너

● 기류 분무식 : 저압의 공기 또는 고압의 공기나 증기 분무매체를 이용하여 연료를 미립화시키는 버너로 2유체 버너라고도 한다

1.액체연료용 보일러에 오일서비스탱크를 설치하는 목적을 4가지만 쓰시오

• 원활한 연료공급을 위하여
• 신속한 보일러 운전 및 가열 열원 절감을 위하여
• 자연압에 의한 급유펌프까지 연료가 공급되도록 하기 위해
• 환류되는 연료를 재저장하기 위해

2.보일러 버너와 연결된 보염장치인 윈드박스이 설치효과를 쓰시오

• 공기와 연료를 혼합을 촉진시킨다
• 안정된 착화를 도모한다
• 화염의 형상을 조절한다
• 전열효율을 향상시킨다

3.화염이 공급 공기에 의해 꺼지지 않게 보호하며 선회기방식과 보염판방식으로 대별되는 장치의 명칭을 쓰시오

스테빌라이져

4.다음에서 설명하고 있는 장치의 명칭을 쓰시오

보일러의 노 안이나 연도에 배치된 전열면에 그을음이나 재가 부착되면 열의 전도가 나빠지므로 그을음이나 재를 제거하여 연소열 흡수를 양호하게 유지시키기 위한 장치이다. 작동시 공기의 분류를 내뿜어 부착물을 청소하며, 주로 수관보일러에사용한다

슈트블로어

5.슈트블로어 사용시 주의사항 4가지만 쓰시오

• 한곳에 집중하여 사용하지 말것
• 분출기 내의 응축수를 배출시킨후 사용할것
• 사용중 보일러를 저연소 상태로 유지할것
• 연도내 배풍기를 사용하여 유인통풍을 증가시킬것

08 지시장치 및 기타 부속장치

1.보일러 본체 내 수면의 위치를 지시해 주는 장치인 수면계에 대한 다음 질문에 답하시오

1)수면계의 최소 설치 개수는 몇 개인지 쓰시오.
2)수면계의 종류를 4가지만 쓰시오
3)상용 수위는 수면계의 어느 지점이어야 하는가
4)다음의 보일러 종류별 부착 위치의 ( )를 채우시오

원형유리수면계, 평형반사식수면계, 평형투과식수면계, 2색 수면계

상용 수위는 수면계의 중심선으로 한다

2.보일러용 수면계 유리관의 파손원인을 5가지만 쓰시오

• 유리관 재질이 불량할때
• 수면계 상하 조임너트를 무리하게 조였을때
• 외부에서 충격을 가한 경우
• 장기간 사용으로 노후되었을 때
• 보일러의 사용압력과 온도가 수면계 형식과 맞지 않았을

3.보일러의 부속장치에 관련된 다음 질문에 답하시오

1)보일러 상용 수위는 수면계의 어느 지점에 위치하는지를 쓰시오.

2)수주관과 보일러를 연결하는 연락관의 호칭지름의 기준을 쓰시오.

3)보일러에 사용하는 저수위차단장치의 종류를 2가지만 쓰시오.

4.수면계의 안전관리 사항에 대한 다음의 설명 중 옳은 것은 0 틀린것은X 로 표시하고, 틀린 것은 옳은 내용으로 고쳐 쓰시오

1)수면계의 최상부와 안전저수위가 일치되도록 장착한다(X)
2)수면계의 점검은 2일에 1회 정도 실시한다.(X)
3)수면계가 파손되면 물밸브를 먼저 신속히 닫는다.(O)
4)보일러 가동 완료 후 이상 유무를 점검한다(X)

5.연도나 덕트 속을 유동하는 공기나 연소가스 등의 기체유량을 조절하기 위한 가동판의 명칭을 쓰시오

댐퍼

6.연소기의 배기가스 연도에 댐퍼를 부착하는 이유를 3가지만 쓰시오

• 통풍력을 조절하기 위해
• 가스의 흐름을 차단하기 위해
• 주연도, 부연도가 있는 경우에는 가스의 흐름을 바꾸기 위해

7.노통 연관 보일러 화실 천장이 과열되어 압궤되는 현상을 방지하는 버팀의 명칭을쓰시오

거더스테이

8.반구형 경판이 평경판보다 유리한 점을 쓰시오

내압강도가 우수하다

9.과부하계전기 또는 서머릴레이라고 불리는 열동계전기(THR)의 기능과 이 기능이 어떻게 실행되는지에 대해서 간단하게 설명하시오

10.전동기의 조건이 220V, 4P, 0.8[kW], 8[A], 역률0.6일때 다음의 질문에 답하시오

1)극수를 쓰시오
2)효율[%]을 계산하시오

C 연소장치 및 통풍과 환기

01 연소장치

1.고체연료의 연소방식 중 미분탄연소의 특징을 4가지만 쓰시오

F 미분탄연소기

석탄을 200메쉬(mesh)이하로 분쇄해서 1차 공기와 혼합하여 연소실에 분사하는 보일러의 연소장치

장점

• 적은공기비로 완전 연소가 가능하다
• 점화, 소화가 쉽고 부하변동에 대응하기 쉽다
• 대용량에 적당하고, 사용연료 범위가 넓다

단점

• 설비비 유지비가 많이소요된다
• 회, 분진 등이 많이 발생하여 집진장치가 필요하다
• 연소실이 크고, 폭발의 위험성이 크다

2.직경 1㎜정도의 미분탄 중 수분이나 회분이 많이 함유한 저품위탄을 사용할 수 있으며 구조가 간단하고 소요동력이 작게 드는 연소장치의 명칭을 쓰시오

클레이머식 연소장

3.유류보일러에서 오일프리히터가 사용되는목적으로 쓰시오

유예열기는 기름의 점도를 낮추어 무화를 좋게 하고 유동성을 증가시킨다

4.유류버너의 선정기준을 4가지만 쓰시오

• 가열조건과 연소실 구조에 적합해야 한다
• 버너 용량이 보일러 용량에 적합해야 한다
• 부하변동에 따른 유량 조절범위를 고려해야 한다
• 자동제어방식에 적합한 버너형식을 고려해야 한다

5.액체연료 연소에서 무화의 목적을 4가지만 쓰시오

• 단위중량당 표면적을 크게 한다
• 연소효율을 향상시킨다
• 주위의 공기와 혼합을 좋게 한다
• 연소실의 열부하를 높인다

6.유류 연소버너의 노즐압력이 증가하였을 때 발생하는 현상을 4가지만 쓰시오

• 분사각이 명백해진다
• 유입자가 약간 안쪽으로 가는 현상이 나타난다
• 유량이 증가한다
• 유입자가 작아진다

7.유압분무식 버너의 특징을 4가지만 쓰시오

• 대용량의 버너 제작이 용이하다
• 유지 및 보수가 간단하다
• 분무 유량 조절의 범위가 1:2 정도로 좁다
• 기름의 점도가 너무 높으면 무화가 나빠진다

8.연소방법에 각각 적합한 연료를 다음에서 골라서 쓰시오

• 화격자연소 – 고체
• 스토커연소 – 고체
• 버너연소 – 액체, 기체
• 확산연소 – 기체

9.가스필터는 어디에 설치되며, 그 역할은 무었인지 답하시오

기체연료의 배관

기체연료 내에 포함된 불순물, 이물질 등을 제거하여 압력조정기 및 버너의 고장을 방지한다.

02 통풍과 환기

1.연소실에서 연소된 연소가스의 자연통풍력을 증가시키는 방법 4가지만 쓰시오

F4 통풍 및 통풍장치

❶ 연돌의 높이를 높게한다
❷ 연돌의 단면적을 크게 한다
❸ 연돌의 굴곡부가 적게 한다
❹ 배기가스의 온도를 높게 유지한다

● 외기온도가 낮을수록
● 습도가 낮을수록
● 연도의 길이가 짧을 수록
● 배기가스의 비중량이 작을수록
● 외기의 비중량이 클수록

2.연소로에서의 흡인통풍의 특징을 3가지만 쓰시오

• 노 안은 항상 부압을 유지한다
• 흡출기로 배기가스를 방출하므로 연돌의 높이에 관계없이 연소할 수 있다
• 송풍기의 재질은 고온가스에 견딜 수 있어야 한다

3.연돌의 높이 100[m] 배기가스의 평균온도 210도 외기온도 20도 대기의 비중량 1.29 배기가스의 비중량 1.35 일때 연돌의 이론적 통풍력을 구하시오

4.배기가스와 외기의 평균온도가 220도 와 25도 이고 0도 1기압에서 배기가스와 대기의 밀도는 각각 0.770와1.186일때 연돌의 높이를 구하시오

5.보일러에 사용되는 다음의 송풍기를 형식별로 구분하여 쓰시오

F5 보일러 통풍방법

• 평형통풍법 : 연소실 내의 압력이 정압이나 부압으로 조절이가능하고 강한 통풍력을 얻을수 있지만 초기 설비비와 유지비용이 많이 소요된다
• 압입통풍법 : 송풍기를 연소실 앞에 설치하여 연소용 공기를 대기압이상의 압력으로 연소실에 밀어 넣는 방식으로 연소실 압력이 정압으로 유지된다
• 흡입통풍법 : 송풍기를 연도 중에 설치하여 연소 배기가스를 배출시키는 방식으로 연소실 압력이 부압으로 유지된다

터보형 플레이트형 다익형 디스크형 비행기 프로펠러형

• 압입통풍기 : 터보형, 다익형
• 흡인통풍기: 플레이트형
• 축류형 송풍기 : 비행기 프로펠러, 디스크형

6.차량이 드나드는 터널 내부의 환기를 위해 터널 처장부에 수백 단위의 일정간격으로 측류송풍기를 매달아 설치한 팬방식의 명칭을 쓰시오

제트팬방식

7.원심식 송풍기의 상사법칙(비례법칙)을 풍량 풍압 축동력으로 구분하여 간단히 설명하시오

• 풍량은 회전수 변화에 비례한다.
• 터보형(원심식) 송풍기 상사의 법칙
• 풍량은 회전수 변화에 비례하고. 임펠러 지름 변화의 3제곱에 비례한다

• 풍압 : 풍압은 회전수의변화에 2제곱에 비례하고. 임펠러 지름 변화의 제곱에 비례한다:.

• 축동력 : 축동력은 회전수 변화의 3제곱에 비례하고. 임펠러 지름 변화의 5계곱에비례한다.

F7 송풍기의 상사

\[Q_2=Q_1\times \frac{N_2}{N_1}\times (\frac{D_2}{D_1})^3(풍량)\]

\[P_2=P_1\times (\frac{N_2}{N_1})^2\times (\frac{D_2}{D_1})^2(풍압)\]

\[L_2=L_1\times (\frac{N_2}{N_1})^3\times (\frac{D_2}{D_1})^5(축동력)\]

8.연소로 공기를 공급하는 송풍기가 970[rpm]으로 회전하며 축동력 50[kW] 이고 유량 600[m³/min]이다. 연소로의 공기유량을 1000[m³/min]으로 증가시킬 때 다음 물음에 답하시오🔢

(단 송풍기 임펠러 직경 크기는 변경하지 않는다.)

1)필요한송풍기의 회전수[rpm]를 구하시오
2)(1)의 회전수를 적용할 경우 송풍기의 축동력[kW]을 구하시오

9.보일러의 연소용 공기압입터보형 송풍기의 풍압이 부족하여 송풍기의 회전수를 1800[rpm] 에서 2100[rpm]으로 올렸다 이때 회전수 증가에 의한 풍압은 약 몇 % 상승하는지 계산하시오🔢

D 요로

01 요로의 개요

1.다음은 요로의 정의에 대한 설명이다 ( )안에 들어갈 용어를 쓰시오

요로란 물체를 가열하여 (용융)시키거나 (소성)을 통하여 가공 생산하는 공업장치로서 (열원)에 따라 연료의 발열반응을 이용하는 장치. 전열을 이용하는 장치및 연료의(환원)반응을 이용하는 장치 등의 3종류로 크게 구분할 수 있다

2.구조에 따른 요의 분류 중 소성작업이 연속적으로 이루어지는 요인 연속식 요의 종류를 3가지만 쓰시오

터널가마, 회전가마, 윤요

3.요로의 에너지 절감을 위한 열손실 방지 또는 열효율 증가 방법을 5가지만 쓰시오

• 전열량을 증가시킨다
• 연속조업으로 손실열을 최소화한다
• 환열기 축열기를 설치한다
• 단열조치로 방사열량을 감소시킨다
• 배열을 이용하여 연소용 공기를 예열 공급한다.

4.연소실의 연도를 축조하려 할 때의 유의사항을 4가지만 쓰시오

• 넓거나 좁은 부분의 차이를 줄인다
• 가스 정체공극을 만들지 않는다
• 통풍력증가를 위하여 가능한 굴곡부를 없앤다
• 댐퍼로부터 연도까지의 길이을 짧게 한다

02 요의 종류

1.도염식 가마에서 불꽃의 진행방향은 어떻게 되는지 간단히 설명하시오

2.셔틀요의 특징을 3가지만 쓰시오

3.터널요의 구조부 구성장치에 대해 각각 3가지만 쓰시오

4.연속식 요 중의 하나인 터널요에 대한 다음 질문에 답하시오

5.피열물을 정지시켜높고 소성대의 위치를 바구어 가며 주로 벽돌, 기오 보도타일 등의 건축재료를 소성하는 연속식 가마의 명칭을 쓰시오.

고리가마

03 노

1.가스로 중 주로 내열강재의 용기를 내부에서 가열하고 그 용기 속에 열처리품을 장입하여 간접가열하는 노의 명칭을 쓰시오

머플

2.제강로 중 전로의 종류를 3가지만 쓰시오

• 산성 저취전로
• 염기성 저취전로
• 순산소 상취전로

E 내화물, 단열재, 보온재

01 내화물

1.내화물의 구비조건 4가지만 쓰시오

• 상온에서 압축강도가 클 것
• 내마모성 및 내침식성을 가질 것
• 재가열 시 수축이 작을것
• 사용온도에서 연화 변형하지 않을 것

2.다음의 SK번호에 따른 내화벽돌의 최고사용가능온도를 각각 쓰시오

• SK32번 : 1710도
• SK34번 : 1750도
• SK40번 : 1920도

3.내화재, 단열재, 보온재, 보랭재 등을 구분하는 기준은 무엇인지 쓰시오

안전사용온도

4.보랭재, 보온재, 단열재, 내화단열재, 내화물을 구분하는 안전사용온도를 각각 쓰시오

제게르콘 또는 제게르추

5.Al₂O₃, SiO₂, K₂O, CaO 등을 일정 비율로 혼합하여 제조하며 놀이 30[㎜] 위족 머리부분 3[㎜] 삼각형 밑변 길이 7[㎜] 로 되어 있으며 시험 내화재의 추와 오열로 받침대 위 80도 의 각을 세워내화도를 측정하는 것으로 명칭을 쓰시오

제게르콘

6.내화물의 겉보기비중 , 부피비중의 계산공식을 다음 보기의 W₁, W₂, W₃ 를 적절하게 사용하여 나타내시오

• W₁ 시료의 건조 중량
• W₂ 함수시료의 수중 중량
• W₃ 함수시료의 중량

1)겉보기비중

2)부피비중

7.온도의 급격한 변동 혹은 불균일한 가열 등으로 내화물에 열응력이 생겨 표면이 갈라지는 균열이 생기거나 표면이 박리되는 현상의 명칭을 쓰시오.

슬폴링

8.내화물이 사용중 내부에 생성되는 응력으로 인하여 균열이 생기거나 표면이 떨어지는 현상을 스폴링 이라고 한다. 스폴링의 종류 3가지만 쓰시오

• 열적스폴링
• 기계적스폴링
• 구조적스폴링

9.다음의 소성 내화물의 제조공정에서 ( )안에 들어갈 공정의 명칭을 쓰시오

분쇄->혼련->성형->건조->소성->제품

10.두께 230[㎜]의 내화벅돌이 있다. 내화면의 온도가🔢

11.내화도가 높고 용융점 부근까지 하중에 견디기 때문에 가마의 천장에 주로사용되는내화물의 명칭을 쓰시오

규석 내화물

12.부정형 내화물의 종류와 사용시 탈락방지기구를 각각 3가지씩만 쓰시오

부정형 내화물의 종류 : 캐스터블 내화물, 플라스틱 내화물, 내화 모르타르

부정형 내화물 사용시 탈락방지기구 : 메탈라스, 앵커, 서포터

13.캐스터블 내화물의 특징을 4가지 쓰시오

• 소성할 필요가 없고 가마의 열손실이 작다
• 접합부 없이 노체를 구축할 수 있다
• 사용 현장에서 필요한 형상으로 성형할 수 있다
• 내스폴링성이 우수하고 열전도율이 작다

14.염기성 내화벽돌에서 공통적으로 일어날수 있는 현상으로, 마그네시아 또는 돌로마이트를 원료로 하는 내화물이 수증기의 작용을 받아 Ca(OH)₂나 Mg(OH)₂를 생성하는데 이 때 큰 비중변화에 의하여 체적변화를 일으키기 때문에 노벽에 균열이 발생하거나 붕괴하는 현상을 무엇이라고 하는가?

슬래킹

15.크롬이나 크롬마그네시아 벽돌이 1600[°C] 이상에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상을 무엇이라 하는지 쓰시오.

버스팅

D1 스폴링, 슬래킹, 버스팅

● 스폴링(spalling)현상 : 박락현상이라 하며 급격한온도변화로인해 내화물이 사용하는 도중에 갈라지든지, 떨어져 나가는 현상을 말한다.

● 슬래킹(slacking)현상 : 수증기를 흡수하여 체적변화를 일으켜 균열이 발생하 거나 떨어져 나가는 현상으로 염기성 내화물에서 공통적으로 일어난다.

● 버스팅(bursting)현상 : 크롬 철광을 원료로 하는 내화물이 1600[°C]이상에서 산화철을 흡수하여 표면이 부풀어 오르고 떨어져 나가는 현상으로 크롬질 내회물에서 발생한다.

02 단열재

1.공업용 요로에 단열재 사용 시의 단열효과를 4가지만 쓰시오

• 축열용량의 감소
• 열전도도 감소
• 노 내 온도 균일
• 노벽의 내화재 보호

2.점토질 단열재의 특징을 4가지만 쓰시오

• 내스폴링성이 우수하다
• 노벽이 얇아져서 노의 중량이 작다
• 내화재와 단열대의 역할을 동시에 한다
• 안전사용온도는 1300~1500도 정도이다.

03 보온재

1.보온재가 지녀야할 구비조건을 5가지 쓰시오

D4 보온재 구비조건(전내흡비온,두)

• 열전도율이 작을것
• 적당한 내구성을 가질것
• 흡습성 흡수성이 작을것
• 부피, 비중이 작을것
• 안전 사용온도 범위에 적합할것
• 시공성이 좋을것
• 내열성 내약성이 있을것

2.보온재의 열전도율이 작을수록 보온효과가 크다. 보온재의 열전도율이 작아지는 경우를 4가지만 쓰시오

• 보온재 두게가 두꺼울수록
• 보온재 재료의 밀도가 작을수록
• 보온재 내 수분이 적을수록
• 보온재 내부가 다공질이고 기공의 크기가 균일할수록

3.보온재는 열전도율이 작을수록 보온이 잘된다. 보온재의 열전도율을 작아 하는 방법을 4가지만 쓰시오

• 보온재의재료의 두께를 두껍게 한다
• 보온재 재료의 밀도가 작은 것을 선정한다
• 보온재 재료의 온도를 낮게 한다
• 흡수성 흡습성이 작은 보온재 재료를 선정한다.

4.보온재의 열전도에 영향을 미치는 요인에 대한 다음 기술중 ( )안에 들어갈 단어가 증가인 것을 기허 감소인것의 기호를 각각 구분하여 쓰시오

• 밀도가 클수록 (높다)
• 보온능력이 클수록 (작다)
• 흡습성이이나 흡수성이 클수록 (높다)
• 기공의 크기가 균일할수록 (적다)
• 습도가 높을수록 (높다)

5.온수탱크 나면과 보온면으로부터 방산열량을 측정한 결과 각각 1000[kcal/m³h], 3000[kcal/m³h]이였을때 이 보온재의 보온효율[%]을 구하시오.

6.다음 보온재의 최고사용안전온도가 높은것부터 낮은순서대로 번호를 나열하시오

세라믹파이버>펄라이트>석면>펠트>폴리스틸렌폼

7.보온재는 무기질 보온재와 유기질 보온재가 있다. 그중에서 무기질 보온재의 특징을 5가지만 쓰시오.

16A01

• 경도가 높다
• 최고안전사용온도가 높다
• 불연성이며 열전도율이 낮다
• 내수성, 내소성, 변형성이 우수하다
• 가격이 비싼편이지만 수명이 길다

F 배관기술

01 배관기술의 개요

1.배관의 호칭법으로 사용되는 스캐줄 번호를 산출하는 데 영향을 미치는 요인을 4가지만 쓰고, 이중에서 스케줄 번호 산출에 직접적인 영향을 미치는 요인을 2가지만 쓰시오

• 스케줄 번호 산출에 영향을 미치는 요인:
  관의 외경, 관의 사용온도, 관의 허용응력, 사용압력
• 스케줄번호 산출에 직접적인 영향을 미치는 요인 :
  관의 허용응력, 사용압력

2.마찰손실 중 국부저항 손실수두의 예를 3가지만 스시오

• 배관 중의 밸브, 이음쇠류 등에 의한 것
• 관의 굴곡 부분에 의한 것
• 관의 축소, 확대에 의한 것

3.배관의 경제적 보온두께 산정 시 고려대상을 3가지만 쓰시오

• 열량 가격
• 감가상각연수
• 연간사용시간

4.보일러의 부속품의 하나인 리스트레인트에 대한 다음 질문에 답하시오

1)리스트레인트의 역할을 쓰시오

리스트레인트의 역할 : 열팽창에 의한 배관의 이동을 구속 또는 제한한다

2)리스트레인트의 종류를 3가지만 쓰시오

리스트레인트의 종류 : 앵커, 스토퍼, 가이드

5.배관설비의 지지에 필요한 조건을 4가지만 쓰시오

• 온도 변화에 따른 배관 신축을 충분히 고려해야 한다
• 배관시공시 필요한 배관 기울기를 용이하게 조정할 수 있어야 한다
• 배관설비의 진동과 소음을 외부로 쉽게 전달하지 않고 조정이 가능해야한다
• 수격작용 및 외부로부터 진동과 힘에 대하여 견고해야 한다

02 관이음

1.보일러의 배관에 신축조인트를 설치하는 목적 및 종류를 각각 3가지씩만 쓰시오

신축조인트의 설치목적

• 펌프에서 발생된 진동 흡수
• 배관에 발생된 열응력 제거
• 배관의 신축 흡수로 배관파손이나 밸브파손 방지

신축조인트의 종류

• 루프형
• 벨로스형
• 상온스프링형

2.관의 신축량에 대한 요인을 3가지 쓰시오

관의 열팽창계수, 관의 길이, 온도

3.신축이음에 대한 다음 설명에 맞는 신축이음의 명칭을 쓰시오

1)단식과 복식의 두 종류가 있다

슬리브형

2)고온 고압에 잘 견디며 주로 고압증기의 옥외배관에 사용한다

루프형

3)신축으로 인한 응력을 받지 않는다

벨로스형

4)온수 또는 저압증기의 배관에 사용하며 큰 신축에 대하여는 누설의 염려가 없다

스위블형

03 재질에 따른 관의 분류

1.다음의 고압배관용 탄소강관에 대한 설명의()안에 알맞은것을 선택하시오

1)관의소재로는 (킬드강)을 사용하여 이음매 없이 제조된다

2)KS규격 기호로 (SPPH)라고 표시한다

3)(350)도이하 100[kg/cm²] 이상의 압력에 사용 가능하다

4)(NH₃)합성용 배관, 화학공업의 고압유체 수송용에 사용한다

04 밸브

1.스프링식 안전밸브의 고장원인을 4가지만 쓰시오

2.스프링 힘에 의해 디스크시트가 밀봉되는 밸브인 스프링식 안전밸브가 제대로 작동되지 앟는 원인을 4가지만 쓰시오

3.스팀헤더에 설치된 스프링식 안전벨브에서 증기가 누설되는 원인을 3가지만 쓰시오

K6 스프링식 안전밸브

증기 누설 원인

❶ 작동압력이 낮게 조정되었을 때
❷ 스프링의 장력이 약할때
❸ 밸브디스크와 밸브 시트에 이물질이 있을때
❹ 밸브 시트가 불량일 때
● 밸브 축이 이완되었을 때

안전밸브의 미작동원인

❶ 스프링의 탄력이 강하게 조정된 경우
❷ 밸브 시트의 구경. 밸브 각의 사이틈이 적은 경우
❸ 밸브 시트의 구경 밸브 각의 사이틈이 많은 경우
❹ 열 팽창 등에 의하여 밸브각이 밀착된 경우
❺ 밸브각이 뒤틀리고 고착된 경우

4.증기 보일러에 안전벨브를 2개 설치할 때 각 안전밸브의 설정압력을 쓰시오

1개는 최고압력이하
나머지 1개는 최고사용압력의 1.03배 이하

5.증기보일러에 설치되는 주증기밸브에 대한 다음 질문에 답하시오

1)주증기밸브의 사용목적을 쓰시오

보일러에서 발생딘 증기를 송기 및 정지한다

2)주증기밸브 개폐 시 천천히 조작해야 하는 이유를 쓰시오

주증기관에서 수격작용이나 본체내부에서의 프라이밍등을 방지하기 위하여 주증기밸브를 개폐할 때 천천히 조작해야 한다.

6.감압밸브 설치시 주의사항을 5가지만 쓰시오

• 감압밸브는 부하설비에 가깝게 설치한다
• 감압밸브는 반드시 스트레이너를 설치한다
• 감압밸브 1차측에는 편심 리듀서가 설치되어야 한다
• 감압밸브앞에는 기수분리기 또는 스팀트랩에 의해 응축수가 제거되어야 한다
• 해체나 분해 시를 대비하기 위하여 바이패스라인을 설치한다

7.게이트밸브의 특징을 4가지만 쓰시오

D5 게이트벨브(슬루스벨브)

✲유체의 흐름을 단속하는 가장 일반적인 밸브로서 냉수,온수,난방 배관 등 에 광범위하게 사용되고, 완전히 열거나 닫도록 설계되어 있다. 벨브 개방시 유체 흐름의 단면적 변화가 없어 압력손실이 적은 특징

• 게이트벨브 또는 사절변이라 한다
• 리프트가커서 개폐시간이 걸린다
• 밸브를 완전히 열면 밸브본체속에 관로의 단면적과 거의 같게된다
• 쐐기형의 밸브 본페가 밸브 시트안을 눌러 기밀을 유지한다
• 유로의 개폐용으로 사용한다
• 밸브를 절반 정도 열고 사용하면 와류가 생겨 유체의 저항이 커지기 때문에 유량조절에는 적합하지 않다.

8.다음에서 설명하는 밸브에 대해 각 물음에 답하시오

게이트벨브

반개방상태로 사용하면 와류현상이 발생하여 유체저항 증가,밸브 진동발생, 밸브 내면 침식작용 위험성 증가 등의 문제가 발생하므로 반만 열고 사용하는것은 매우부적절하다.

9.격막밸브라고도 하는 다이어프램밸브의 특징을 3가지만 쓰시오

• 유체의 흐름이 주는 영향이 작다
• 기밀을 유지하기 위한 패킹이 필요없다
• 산 등의 화학약품을 차단하는 데 사용하는 밸브이다.

10.급수설비에서 유체의 역류를 방지하기 위한 것으로 밸브의 무게와 밸브의 양면 간 압력차를 이용하여 밸브를 자동으로 작동시켜 유체를 한쪽 바얗으로만 흐르도록 한 밸브의 명칭을 스고, 이 벨브의 종류를 3가지만 나열하시오

체크밸브

• 리프트식
• 스윙식
• 해머리스식

G 에너지설비의 기계설계

01 에너지설비 기계설계의 개요

1.보일러 드럼의 내압을 받는 동체에 발생하는 2가지 응력인 원주 방향의 인장응력과 길이 방향의 인장응력의 비는 얼마인지 답하시오

2.동체의 안지름 2000 최고사용합력이 12 인 원통 보일러 동판의 두께를 계산하시오

3.육용강재보일러의 안지름이 다음과 같을 때 각각의 동체의 최소 두께를 쓰시오

4.다음 열설비에 사용되는 관을 관 내 유속이 빠른 순서대로 나열하시오

과열증기관>포화증기관>펌프토출관>응축수관

02 관의 설계

1.노통 중 파형 노통의 장점 및 단점을 각각 2가지식 쓰시오

A6 파형 노통

• 전열면적을 증가시킨다
• 노통의 신축을 흡수할 수 있다
• 외압에 대한 강도가 증가한다

• 내부 청소 및 검사가 어렵다
• 통풍 저항이 크다
• 스케일이 부착하기 쉽다
• 제작이 어렵고, 가격이 비싸다

2.수주관과 보일러를 연결하는 관의 최소 호칭지름은 얼마인지 쓰시오

3.외경76 내경 68 직관의길이5 의 연관 10개로 된 언관식 보일러가 있다. 이 보일러의 전열면적을 구하시오

4.지름 2인 원통에 가로 세로 33의 일정한 간격으로 내경 120 직관길이 3의 연관 16개를 배치할깨의 전열면적을 구하시오

외경 76

핀붙이 수관에서 길이방향으로 핀이 부착되어 있고 양쪽면이 연소가스에 접촉하는 형식의 수관보일러가 한쪽면은 방사열을 다른면은 접촉열을 받고잇다. 이대의 전열면적을 다음 자료를 기준으로 하여 구하시오

03 이음설계

1.피복아크용접에서 루트 간격이 크게 되었을 때 보수하는방법을 다음에 대하여 각각 쓰시오

2.용접봉 건조기의 사용목적을 쓰시오

3.다음의 조건으로 강판에 1줄 겹치기 리벳이음을 했다

E9 리벳이음

인장응력계산

\[ \sigma_t=\frac{W}{t\times(P-d)} \]

이음효율[%]계산

\[ \eta=(1-\frac{d}{P})\times 100 \]

P : 리벳의피치, d : 리벳의지름

두께가 10 인 강판에 리벳구멍의 지름 ~~이음효율을구하시오

H 에너지설비의 열공학설계🔢

01 유체의 흐름

유속을 일정하게 하고 관의 직경을 2배로 증가시켰을 경우 일반적으로 유량은 어떨게 변하는가

내경이 150이고 강판 두께가 10인 파이프의 허용인장응력이 6일 때 이 파이프의 유량이 40이다. 이때 평균유속을 구하시오

지름200인 배관내를 흐르는 밀도 789인 유체의 평균유속이 5 일때 질량유량을 구하시오

길이 25이고 안지름이50인 원형관에서 마찰손실수두는 운동에너지의 3.2%일때 마찰손실계수를 구하시오

원형관 내의 유체가 펌프 토출압력 150 속도3 높이7 로 숭출되고 있을때 다음의 자료를 이용하여 축동력을 구하시오

보일러 급수펌프용 전동기의 진동과 소음이 심해지면서 고장이 발생되어 전동기를 교체하려고 한다 다음의 급수펌프 및 전동기의 조건을 근거로 하여 전동기의 용량을 계산하시오

보일러 급수펌프용 모터가 노후되어 교체작업을 하고자 하는데 다음의 자료를 활용하여 질문에 답하시오

내경이 50인 원관에 20도 물이 흐르고 있다 층류로 흐를 수 있는 최대유량을 구하시오

온도60도 길이 2 너비2 인 평판을 통하여 유체가 흐를 때 다음의 자료를 이용하여 만큼 떨어진 위치에서의 유체릐 평균열전달계수 와 열전달량을 구하시오

02 열전달 이론

서로다른 평행한 무한히 큰 평판2개가 다음고전으로 존재한다고 가정할 때 단위면적당 복사전열량은 얼마나 되는지를 계산하시오

주위 온도가 20 방사율 0.3인 금속표면의 온도가 150인 경우에 금속표면으로부터 주위로 대류 및 복사가 발생될 대의 열유속을 구하시오

다음의 자료를 이용하여 관표면에서 방사에 의한 전열량은 자연대류에 의한 전열양의 몇 배가 되는지를 계산하시오

03 열존도율, 열저항률, 열관류율

두께~~~다층벽의 열관류율을 구하시오

강관의 열전도저항과 비를 열전도저항비로 놓고 구하시오

04 제반 열 관계식

열전달량과 관련된 다음의 내용 중 ()속에서 알맞은 내용을 찾아 답하시오

열손실량과 관련된 다음의 내용 중 ()속에서 알맞은 내용을 찾아 답하시오

노벽의 ~~열손실을 구하시오

열전도율~~~단위면적당 이동열량을 구하시오

벽체로 차단된 곳의 ~~~이때 벽체의 열전도율을 구하시오

내벽, 중간벽, 외벽~~~외벽 표면의 온도를 구하시오

열전도도를 구하시오

열손실을 구하시오

온도를 계산하시오

온도를 구하시오

단위면적당 손실열량을 구하시오

벽돌의 두께를 구하시오

단열벽돌의 두께를 구하시오

보통벽돌의 두께를 구하시오

다음을 계산하시오

다음의 값을 각각 구하시오

열손실을 구하시오

열손실을 계산하시오

열전달계수를 구하시오

열전달량을 구하시오

단열재의 최소두께를 구하시오

다음의 질문에 답하시오

대수평균온도차는 얼마인가

열교환기의 전열면적을 구하시오

전열면적을 구하시오

열교환기의 총괄 열전달계수를 구하시오

배관의 길이를 구하시오

대수평균온도차를 구하시오

응축수량을 구하시오