개념 한 쪽
보일러는 관(튜브) 구성과 수용량, 순환 방식에 따라 성능과 운전 특성이 달라진다. 연관 보일러·관류(단관) 보일러·입형 보일러 등 형식별 장단점을 이해하면 문제의 핵심을 빠르게 판단할 수 있다.
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출제기준 단원 「보일러의 구조」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 입형 보일러 특징 판별 | 1 | 입형 보일러의 장단점을 구별하여 틀린 설명을 가리기 |
| 관류(단관) 보일러 특성 확인 | 1 | 관류 보일러의 순환 방식과 수질 요구사항을 확인하기 |
| 연관·강제순환 비교 | 1 | 연관 보일러와 강제순환의 성능·비용·스케일 경향을 비교하기 |
연관 보일러는 다수의 관을 연결하여 전열면적을 크게 확보한 형식으로 설명한다. 전열면적이 크므로 증발량이 많고 열효율이 좋으며 물의 양이 적어 급증기가 빠르다는 특징을 가진다. 반면 관로가 복잡하고 제작·설비비가 높은 단점이 있으므로 연관 보일러는 고효율·대용량·구조복잡의 조합으로 기억한다.
관류 보일러(단관식, 관류식)는 드럼이 없고 관만으로 구성된 보일러로 설명한다. 관류식은 보유수량이 매우 적어 기동 시간이 짧고 부하 변동에 대한 응답이 빠르다는 장점이 있다. 그러나 자연순환력이 거의 없어 순환펌프가 필수적이며 관 내부가 좁아 수질관리와 스케일 방지가 중요하다는 점을 주의한다.
입형 보일러는 세로형 수통 구조로 체적이 작고 설치 면적이 좁아 설치가 용이하다는 점을 설명한다. 입형은 구조가 비교적 단순하여 설비비가 적게 들지만 전열면적이 크지 않아 부하 능력이 제한되고 수부가 협소하여 습증기 발생 우려가 있다는 점을 함께 서술한다.
순환 방식은 자연순환과 강제순환으로 구분하여 설명한다. 자연순환은 밀도차에 의한 자연 유동을 이용하는 방식이고 강제순환은 펌프를 이용해 물을 강제로 순환시키는 방식이다. 강제순환은 순환 속도가 빨라 열전달률과 응답성이 높지만 순환 속도 증가로 관내 농축과 스케일 생성이 촉진될 수 있다는 점을 포함하여 설명한다.
보일러 성능 지표 중 환산증발량은 실제 증발량을 대기압 기준 포화수로 환산한 값으로 정의한다는 점을 명확히 설명한다. 환산증발량은 표준 조건에서 보일러 성능을 비교하기 위한 지표로 사용된다는 점을 덧붙인다.
연관 보일러를 선택할 때 전열면적이 크고 증발량이 많다는 사실과 구조가 복잡해 설비비가 높다는 점을 혼동하지 않도록 한다. 관류 보일러의 문제에서는 드럼이 없어 보유수량이 적고 기동이 빠르며 순환펌프가 필수라는 핵심을 기준으로 선지를 검토한다. 입형 보일러 관련 선지에서는 체적이 작아 설치가 용이하고 설비비가 적다는 점과 전열면적 부족으로 부하능력이 작다는 점을 함께 고려하여 정답을 찾는다. 강제순환 관련 문항은 '펌프에 의한 빠른 순환 → 응답성·열전달률 증가'와 '빠른 순환 → 농축·스케일 촉진'을 동시에 떠올려 정답을 판별한다.
입형 보일러의 특징 설명으로 잘못된 것은?
정답 ① · 입형 보일러는 세로로 긴 원통형 구조를 가져 설치 면적이 좁아 협소한 장소에 설치하기 용이하고, 구조가 비교적 간단하여 설비비가 적게 드는 장점이 있습니다. 하지만 전열면적이 작아 부하능력이 적고, 수부(물이 담긴 공간)가 좁아 압력 변화가 커 습증기가 발생하기 쉬운 단점이 있습니다.
입형 보일러는 구조가 간단하고 설치 면적이 좁아 설비비가 적게 들며, 효율이 높은 것은 용형 보일러의 특징이다.
관류 보일러의 특징을 설명한 것으로 잘못된 것은?
정답 ① · 관류 보일러의 특징 중 잘못 설명된 것을 고르는 문제이다. 관류 보일러는 드럼이 없고 긴 관으로 전열부가 형성되며, 관 내 수속이 빨라 열전달이 좋아 효율이 높고 기동 시간이 짧다.
관류 보일러는 물의 순환력이 자연적으로 발생하지 않아 순환펌프가 필수이므로, 순환펌프가 필요 없다는 설명은 잘못된 것입니다.
수관 보일러에서 강제순환식이 자연순환식보다 유리한 점을 설명한 것으로 틀린 것은?
정답 ② · 강제순환식 수관보일러의 장점 중 틀린 것을 고르는 문제이다. 강제순환식은 순환펌프로 관수를 강제로 흘려보내므로 순환속도가 빠르고, 그 결과 관내에서의 농축 속도도 빨라져 오히려 스케일 생성이 빠르다.
강제순환식은 순환 속도가 빨라 관내 농축 속도가 빠르고 스케일 생성이 빠르다.
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