개념 한 쪽
보일러 구조와 송기장치 관련 문제는 증기를 만들고 이송하는 장치들의 기능과 고장 원리를 묻는다. 인젝터의 작동 조건과 고장 요인, 감압밸브의 기능, 급수펌프 및 송풍기 분류, 연돌의 자연 통풍 원리, 기수공발 방지 장치, 압력계 콕의 조작 방향, 화염 검출 소자 구분, 보일러 용량 표시에 관한 기초 개념을 중심으로 출제가 이루어진다.
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출제기준 단원 「증기 축열기」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 인젝터 작동 불능 원인 판별 | 1 | 인젝터의 작동 불능 원인과 효율 저하 원인을 구분하여 옳지 않은 사례를 찾기 |
| 계기 콕·배관 설계 판단 | 1 | 압력계 콕의 핸들 방향과 배관 설계 기준을 확인하여 옳은 설명을 찾기 |
| 플레임아이 검출 소자 구분 | 1 | 화염 검출에 적합한 소자 특징을 근거로 부적합한 소자를 가리는 능력을 묻기 |
인젝터는 증기의 압력을 이용해 물을 끌어올리는 장치로 설명된다. 작동을 위해서는 충분한 증기압이 필요하고, 증기 내 수분이 많으면 증기의 에너지가 응축에 쓰여 효율이 떨어지거나 작동 불능 상태가 될 수 있다. 또한 흡입 관로에 공기가 유입되면 진공이 형성되지 않아 물을 빨아올리지 못하므로 공기 누입은 중요한 고장 원인이다. 반대로 급수 온도가 낮은 것은 효율 저하 요인일 뿐 인젝터의 작동 자체를 불가능하게 만드는 직접적 원인은 아니라고 본다.
송기장치 배관에서는 감압밸브가 고압 측의 변동과 무관하게 저압 측의 압력을 일정하게 유지하는 기능을 담당한다. 배관 설계에서는 증기 헤더의 직경이 주증기관보다 작아서는 안 되고, 트랩은 응축수를 연속적으로 배출하며 마찰저항이 작아야 한다는 점을 중요하게 다룬다. 보일러 급수펌프는 작동 원리에 따라 원심펌프, 제트펌프, 마찰펌프 등으로 분류되므로 펌프의 작동 원리를 구분하는 능력이 필요하다.
연돌은 내부 연소가스와 외부 공기 사이의 온도차에 의해 자연 통풍이 발생한다는 원리에 의해 설명된다. 내부와 외부의 온도차가 클수록 상승력이 커져 통풍이 원활해지므로 온도차가 작을수록 통풍이 좋아진다는 설명은 물리 법칙과 배치된다. 기수공발(캐리오버)은 증기 속에 물방울이 섞여 나오는 현상으로, 이를 막기 위해 보일러 상부에 기수분리기를 설치하여 증기 속 수분을 분리 제거한다.
계기류와 안전장치 관련해서는 부르돈관 압력계의 콕 핸들이 배관과 평행(수평)일 때 열리고 직교(수직)일 때 닫히는 조작 원리를 숙지해야 한다. 화염 검출 장치(플레임아이)는 불꽃의 광신호를 전기 신호로 변환하는 소자를 사용하며, 광전관 등 자외선·적외선 대역에 민감한 검출기가 주로 사용된다는 원리를 바탕으로 파장대역에 따른 소자 적합성을 판단해야 한다. 보일러 용량 표시는 실무에서 매시간 증발량(kg/h 또는 t/h)이 가장 많이 사용되는 기준이라는 점을 기억해야 한다.
인젝터 고장 관련 문제는 고장 원인과 효율 저하 원인을 구분하는 방식으로 출제된다. 예를 들어 증기 압력이 부족하거나 증기 내 수분이 과다하거나 흡입관로에 공기가 누입되는 경우는 인젝터가 작동되지 않는 직접적 원인으로 판단한다. 반면 급수 온도가 낮은 경우는 인젝터의 작동 자체를 불가능하게 하는 사유가 아니라 효율 저하 요인으로 분류한다.
압력계 콕 조작에 관한 문제는 핸들의 방향을 기준으로 판단한다. 핸들이 배관과 평행하면 콕이 열려 계기에 압력이 전달되고 핸들이 직교하면 닫혀 계기와 차단된 상태가 된다. 이 원리를 확인하면 설치 상태의 정상·비정상을 구별할 수 있다.
송기장치와 펌프 분류 문제는 기능과 작동 원리로 접근한다. 원심펌프는 임펠러의 원심력으로 유체를 밀어내고, 제트펌프는 고압 유체의 분사로 저압부를 만들어 물을 끌어당기며, 마찰펌프는 유체와 고체 사이의 마찰력을 이용해 이동시키므로 보기를 보고 작동 원리를 매칭하면 정답을 찾기 쉽다.
인젝터가 작동되지 않는 경우가 아닌 것은?
정답 ④ · 인젝터가 작동되지 않는 원인이 아닌 것을 찾는 문제이다. 인젝터는 고압 증기의 응축에 따른 압력차를 이용해 급수를 흡입하여 보일러에 압송하는 장치이다.
인젝터는 고온의 급수(100℃ 부근)를 공급받아 작동 효율을 극대화하므로, 급수 온도가 낮아도 작동 불가 사유가 아니다.
보일러에 사용되는 부르돈관 압력계의 설치에 대한 설명으로 잘못된 것은?
정답 ① · 부르돈관 압력계의 설치에 대한 설명 중 잘못된 것을 고르는 문제이다. 압력계 콕은 핸들이 압력계 쪽 배관 방향과 수직일 때 닫히고 수평 방향일 때 열리는 구조가 정상이므로, 핸들이 수직의 증기관과 동일 방향에 놓일 때 닫히는 상태라는 설명은 잘못된 것이다.
부르돈관 압력계 콕은 핸들이 수평일 때 열리고 수직일 때 닫히므로, 수직이 닫힘 상태임을 알아야 한다.
보일러 연소시 화염의 유무를 검출하는 연소안전장치인 플레임아이에 사용되는 검출 소자가 아닌 것은?
정답 ① · 플레임아이에 사용되는 화염 검출 소자가 아닌 것을 고르는 문제이다. 플레임아이는 화염에서 나오는 빛을 전기신호로 바꾸어 점화 여부를 감지하는 연소안전장치로, 광전관, CdS셀, PbS셀이 검출 소자로 사용된다.
플레임아이는 불꽃의 광신호를 전기 신호로 변환하는 소자를 사용하며, CuS는 해당 소자가 아니다.
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