개념 한 쪽
도시가스시설에서는 전기 부식 방지 성능을 유지하기 위해 절연이음매를 사용하고, 배관 공사에서는 유동 저항과 개폐 특성을 고려해 밸브를 고른다. 배관의 방향과 재료, 열팽창과 부속품의 역할도 설계의 기본이 된다.
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출제기준 단원 「가스시설 설계」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 관경 변화와 유량 관계 판단 | 1 | 내경 변화에 따른 유량 변화의 원리 판단 |
| 배관 재료와 시공 기준 구분 | 1 | 지하매설 재료와 매설 깊이 및 도장 기준 구분 |
| 게이트 밸브 특성 구분 | 1 | 유동 저항과 개폐 충격 및 불순물 영향 판단 |
도시가스시설에서 전기 부식 방지 성능을 지키려면 빗물이나 이물질의 접촉으로 절연 효과가 상쇄되지 않도록 절연이음매 등을 사용한다. 절연조치는 금속 구조물과의 접촉 여부가 기준이 되며, 다른 시설물과 30cm 이상 떨어져 접촉하지 않는 구간은 절연 조치가 필요하지 않다.
게이트 밸브는 유로가 직선형에 가까워 유동 저항이 적고 서서히 개폐되어 충격이 적다. 다만 유체 중 불순물이 밸브에 고이면 차단능력이 저하될 수 있다. 집단공급시설에서 입상관은 가스 흐름 방향과 무관하게 건축물에 수직으로 부착된 배관을 뜻한다.
도시가스 지하매설 배관의 재료는 강관이나 PE관을 사용하며 주철관은 사용하지 않는다. 도로 폭이 8m 이상일 때는 배관을 1.2m 이상 깊이에 묻고, 배관 연결은 원칙적으로 용접하며, 지상 배관은 황색으로 도장한다. 대용량 액화가스저장탱크 주위의 방류둑은 누출된 가스의 확산을 차단해 2차 사고를 예방한다.
저압 가스 배관의 유량은 관의 내경과 밀접한 관계를 가지며, 내경이 작아지면 유량은 크게 줄어든다. 열팽창은 배관 길이와 열팽창계수, 온도 변화로 계산하고, 상온 스프링의 간격은 최대 열팽창량을 모두 흡수하는 값이 아니라 설계 기준에 따른 값을 사용한다.
풀림은 금속을 가열한 뒤 서서히 냉각해 내부 응력을 제거하고 연화하는 열처리이다. 뜨겁고 압력이 높은 조건에서 수소를 다루는 설비는 수소 취성에 강한 크롬강을 사용한다. 리듀서는 지름이 다른 관을 연결할 때 사용하고, 부싱은 배관 끝부분의 마감 등에 사용하며, 엘보는 배관 방향을 전환할 때 사용한다.
도시가스 배관에서 내경이 절반으로 줄면 유량이 늘어난다고 판단하지 않고, 내경 변화에 따라 유량이 크게 감소하는 원리를 적용한다. 지하매설 배관의 재료를 주철관으로 고르거나, 도로 폭 8m 이상에서 매설 깊이를 1.2m보다 얕게 잡는 설명은 설계 기준과 어긋난다.
대기 중 10m인 배관의 열팽창량은 길이 10,000mm, 열팽창계수 7.2×10⁻⁵/℃, 온도 변화 50℃를 곱해 구한다. 계산하면 10,000×7.2×10⁻⁵×50=36mm가 된다. 상온 스프링의 간격은 이 최대 열팽창량 36mm를 그대로 쓰지 않고 설계 기준에 따라 18mm로 잡는다.
저압 가스 배관에서 관의 내경이 1/2 배로 되면 유량은 몇 배로 되는가? (단, 다른 모든 조건은 동일한 것으로 본다.)
정답 ① · 문제는 관내경이 절반으로 줄어들 때 저압 가스 배관의 유량이 어떻게 변하는지를 묻는다. 관내 유량은 관경의 단면적에 비례하므로 관경 D가 1/2가 되면 단면적은 (1/2)² = 1/4이 되어 유량도 이론적으로 0.25배가 된다.
저압 가스 배관 유량은 관경의 제곱에 비례하므로, 내경이 절반이 되면 유량은 1/4인 0.25배가 된다.
도시가스 배관에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?
정답 ③ · 문항은 도시가스 배관에 관한 설명 중 옳지 않은 것을 찾는 문제이다. 지하 매설 배관 재료로 주철관은 사용하지 않으며 보통 강관이나 PE관을 사용하므로 '지하매설 배관 재료는 주철관'이라는 진술이 틀리다.
도시가스 지하매설 배관 재료는 강관이나 PE관을 사용하며 주철관은 사용하지 않는다.
도시가스 배관 공사시 사용되는 밸브 중 전개시 유동 저항이 적고 서서히 개폐가 가능하므로 충격을 일으키는 것이 적으나, 유체 중 불순물이 있는 경우 밸브에 고이기 쉬우므로 차단능력이 저하될 수 있는 밸브는?
정답 ③ · 문제는 도시가스 배관에서 유동저항이 적고 서서히 개폐되어 충격이 적으나 불순물이 있을 때 밸브 내부에 쌓여 차단능력이 떨어질 수 있는 밸브를 묻고 있다. 게이트 밸브는 유로가 직선형이라 유동저항이 적고 게이트를 상하로 움직여 서서히 개폐할 수 있어 수격을 줄이는 특성이 있다.
게이트 밸브는 유로가 직선형으로 직결되어 유동 저항이 적고, 게이트를 서서히 들어 올려 개폐하므로 수격 현상을 줄일 수 있습니다.
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