개념 한 쪽
보일러와 그 부속 장치에서는 과압과 과열을 방지하는 장치들이 필수이며, 안전밸브와 방폭문 등은 장치와 설비를 파괴로부터 보호하는 역할을 한다고 정리한다.
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출제기준 단원 「증기 및 배기가스 상한온도스위치」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 과열기 보호 설정 판단 | 1 | 과열기와 본체 안전밸브의 설정 압력 우선순위를 묻는 문제 |
| 안전밸브 누설 원인 파악 | 1 | 안전밸브의 누설 원인으로 시트와 디스크 상태를 판별하는 문제 |
| 안전밸브 기능 정의 | 1 | 압력 초과 시 장치의 과압 방지 기능을 묻는 문제 |
안전밸브는 장치 내부 압력이 설정압력을 초과할 때 자동으로 열려 압력을 외부로 방출하여 장치의 파손을 방지하는 장치로 정의한다. 보일러에서 과압 방지의 핵심 장치로서 정상 상태에서는 밀폐되어 있어야 하고, 과압 시에는 신속히 개방되어야 한다고 설명한다.
안전밸브의 설치와 규격에는 여러 규정이 있다. 증기보일러에는 안전밸브를 2개 이상 설치하도록 하고, 밸브의 축은 중력을 이용해 닫히도록 수직으로 설치해야 하며 보일러 본체에 가깝게 부착해야 한다고 정리한다. 최고사용압력과 전열면적 등에 따라 호칭지름 등의 규격이 정해지며, 예를 들어 최고사용압력 1.4MPa인 경우 호칭지름은 최소 25mm 이상으로 규정된다는 사실을 제시한다.
예외 규정도 존재한다. 관류보일러의 경우 최대증발량이 4t/h 이하일 때에는 안전밸브의 호칭지름을 20A 이상으로 줄여 적용할 수 있다고 기술한다. 또한 증기 과열기(과열기)를 보호하기 위해서는 과열기의 안전밸브를 보일러 본체의 안전밸브보다 낮은 압력에서 먼저 열리도록 설정하여 과열기 내부의 증기 흐름과 냉각을 유지해야 한다고 설명한다.
안전밸브의 고장 원인으로는 밸브의 밀폐면(시트)과 이동부(디스크) 사이에 이물질이 끼어 완전히 밀폐되지 못하는 경우가 대표적임을 지적한다. 이 외에 연소실이나 연료에 따른 폭발 대비용으로는 과압을 외부로 방출하여 본체 파손을 방지하는 방폭문이 사용된다는 점을 구분해서 설명한다.
문제 유형 예시는 다음과 같다. 안전밸브 설치와 관련된 보기에서 '축의 방향'과 '부착 위치'를 묻는 문항이 나오면 수직 설치와 보일러 본체에 가깝게 부착하는 지침을 적용하면 정답을 선택할 수 있다. 안전밸브 규격 관련 문항에서는 주어진 최고사용압력이나 보일러 형식(예: 관류보일러)과 연계된 수치 규정을 대입하여 판단하면 된다는 점을 제시한다.
또 다른 예로 과열기 보호 관련 문항에서는 과열기 안전밸브가 본체보다 먼저 열리도록 설정되어야 한다는 원리를 적용하면 정답을 유추할 수 있다. 누설 원인 문항에서는 시트와 디스크 사이의 이물질 유무를 점검하는 해석이 가장 합리적이라는 예를 든다.
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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