개념 한 쪽
안전밸브는 장치 내부 압력이 설정압력을 초과할 때 자동으로 개방하여 압력을 외부로 배출함으로써 파손을 방지하는 장치이다. 설치 위치와 방향, 호칭지름 등은 보일러의 종류와 규정에 따라 결정한다. 과열기 보호를 위해서는 본체보다 먼저 취출되도록 조정하는 것이 원칙이다.
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출제기준 단원 「안전밸브 및 방출밸브」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과열기 보호 설정 판단 | 1 | 과열기 안전밸브의 취출압력 설정 순서를 묻기 |
| 누설 원인 판별 | 1 | 안전밸브 증기 누설의 기계적 원인을 가리기 |
| 안전밸브 정의 선택 | 1 | 과압 시 압력 방출 장치의 명칭을 고르기 |
안전밸브는 설정압력 이상에서 자동으로 열려 내부의 과압을 외부로 방출하여 장치의 파손이나 폭발을 방지하는 안전장치이다. 증기보일러와 같은 압력용기에서는 과압방지의 최후 안전망 역할을 수행한다.
설치 시 안전밸브의 축은 중력의 영향을 받아 닫힘을 보장하기 위해 수직으로 설치해야 하며, 보일러 본체에서 멀리 떨어뜨리지 않고 본체에 가깝게 설치해야 한다. 또한 점검과 검사를 용이하게 할 수 있는 위치에 두어야 한다.
설치 개수와 호칭지름 등 규격은 보일러의 전열면적, 최고사용압력, 보일러 형식 등 규정에 따라 정한다. 전열면적이 50m² 이상인 증기보일러에는 2개 이상의 안전밸브를 설치해야 하며, 최고사용압력이 0.1MPa 이하인 경우에는 안전밸브의 호칭지름을 20mm 이상으로 해야 한다. 관류보일러 중 최대증발량이 4t/h 이하인 경우에는 예외적으로 호칭지름을 20A 이상으로 허용할 수 있다.
과열기 보호를 위해서는 과열기에 설치된 안전밸브를 보일러 본체의 안전밸브보다 더 낮은 압력에서 먼저 취출되도록 조정해야 한다. 이렇게 하면 본체 안전밸브가 열리기 전에 과열기에서 증기가 배출되어 과열기로의 증기 흐름을 유지하고 관의 과열을 방지할 수 있다.
안전밸브의 누설 원인은 주로 디스크와 시트 면 사이에 이물질이 끼어 밀폐가 이루어지지 않거나 시트 면의 마모 등으로 인한 밀폐력 감소 때문이다. 누설 발생 시에는 시트와 디스크의 상태를 점검하여 이물질 제거나 교체로 조치해야 한다.
연소실 등에서 폭발로 인한 과압을 대비하여 연소실 압력을 외부로 방출하는 구조물로는 방폭문을 사용하며, 파괴판은 배관계의 일반 과압 방출용으로 구별된다.
증기과열기가 있는 보일러에서 과열기 보호를 위해 과열기 안전밸브의 취출압력을 어떻게 설정하는지 묻는 문제가 출제된다면, 과열기 안전밸브를 보일러 본체 안전밸브보다 더 낮은 압력에서 먼저 열리도록 설정해야 한다고 답해야 한다.
보일러의 전열면적이 60m²인 경우 안전밸브는 몇 개를 설치해야 하는지 묻는 문제가 출제된다면, 전열면적이 50m² 이상이므로 2개 이상 설치해야 한다고 답해야 한다.
증기 과열기에 설치된 안전밸브의 취출 압력은 어떻게 조정 되어야 하는가?
정답 ④ · 증기 과열기에 설치된 안전밸브는 과열기 관 자체가 과열로 인해 파열되는 것을 우선적으로 방지해야 합니다. 따라서 보일러 본체(드럼)에 설치된 안전밸브가 작동하여 압력이 떨어지기 전에, 증기가 과열기를 거쳐가는 도중에 먼저 작동(취출)하도록 설정압력을 조정하여 과열기 내로 증기가 계속 흐르도록 유도하여 냉각 효과를 주어야 합니다.
과열기 보호를 위해 본체 안전밸브보다 먼저 취출되도록 조정하여 과열기 냉각 증기를 유지해야 한다.
보일러 안전밸브의 증기 누설 원인으로 가장 적합한 것은?
정답 ③ · 보일러 안전밸브에서 증기가 누설되는 원인을 묻는 문제이다. 안전밸브는 디스크와 시트가 정밀하게 접촉하여 밀폐를 유지하는 구조인데, 두 면 사이에 스케일이나 이물질이 끼면 밀폐력을 상실하여 설정압력 이하에서도 증기가 새게 된다.
안전밸브의 밀폐면(시트)과 이동부(디스크) 사이에 이물질이 끼면 밀폐가 불가능하여 증기가 누설된다.
증기 보일러에서 증기압력 초과를 방지하기 위해 설치하는 밸브는?
정답 ④ · 증기압력 초과를 방지하기 위한 밸브를 묻는 문제이다. 안전밸브는 보일러 내부 압력이 설정 압력에 도달하면 자동으로 열려 증기를 대기로 배출하여 과압에 의한 폭발 사고를 방지하는 안전장치이다.
보일러 내부 압력이 설정값을 초과할 때 자동으로 증기를 배출하여 과압을 방지하는 장치는 안전밸브이다.
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