二級ボイラー技士の過去問 令和元年10月公表 ボイラーの構造に関する知識 問1

答は「４」です。

理由については以下に説明します。

１．水は温度が高くなると密度が低くなるため、温度の高い水は水位の高い方へ、温度の低い水は水位の低い方へ移動する循環流（対流）が起きます。
選択肢の説明は正しいです。

２．丸ボイラは伝熱面のほとんどがボイラ水中にあるため循環流が起きやすく、あえて水循環の経路を設ける必要はありません。
選択肢の説明は正しいです。

３．水管ボイラでは、水と水蒸気の混合体（気水）が上昇する上昇管と、水が下降する下降管を区別して設ける場合が多いです。
選択肢の説明は正しいです。

４．自然循環式水管ボイラは、高圧になるほど蒸気と水との密度差が小さくなり、循環力が弱くなります。
　これは水は温度が高ければ高いほど密度が低くなる性質のためです。
設問では「密度差が大きく」と説明と反対のことが記載されています。
選択肢の説明は誤っております。

５．水循環が不良になると、管の中に水が触れない部分が発生し、この部分が火に触れると材料が加熱して、焼損させてしまいます。
選択肢の説明は正しいです。


以上の説明により、選択肢４が誤りということがわかります。

正答は「４」です。

1.正しいです。
性質上、温度の低い水は下降、温度の高い水は上昇します。覚えておきましょう。

2.正しいです。
水循環の系路を構成するのは、水管ボイラーになります。

3.正しいです。
記載の通りです。選択肢１のとおり、水の温度差を利用した循環もあるので、区別されています。

4.誤っています。
高圧になるほど蒸気と水との密度差が小さくなり、循環力が弱くなります。設問と逆になります。

5.正しいです。
水温が均一でないと局部焼損が起きます。

正解は「4」です。

ボイラーの水循環に関する問題です。

1．正しいです。

温度が上昇すると密度は低下し，水及び気泡を含んだ水は上昇します。また，温度の低い水は，温度の高い水と比較して密度が高くなりますので，下降します。これにより，水の循環流が発生します。

2．正しいです。

丸ボイラーは水管ボイラーと比較し，伝熱面の多くが水中にあるため，循環路を別置しなくてもよい構造となっています。

循環流の効率化のために伝熱面を中心より少しずらして設置しているものもあります。

3．正しいです。

上昇管は蒸発管とも呼ばれ，水冷壁として炉内に設置されています。

降水管は炉外に設置されている事が多く，上昇管と区別されています。

4．誤りです。（誤：密度差が大きくなり➡正：密度差が小さくなり）

高圧になるほど蒸気と水の密度差が小さくなり，循環力が弱まります。そのため，昇圧ポンプを設置し，水をドラムに送る強制循環方式を用いる場合もあります。

5．正しいです。

水循環が正しく行われない場合は，局部過熱に繋がり，伝熱面の焼損・膨張等の原因になります。