二級ボイラー技士 過去問
令和6年10月公表
問7 (ボイラーの構造に関する知識 問7)
問題文
ボイラーの送気系統装置について、適切でないものは次のうちどれか。
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問題
二級ボイラー技士試験 令和6年10月公表 問7(ボイラーの構造に関する知識 問7) (訂正依頼・報告はこちら)
ボイラーの送気系統装置について、適切でないものは次のうちどれか。
- 主蒸気弁に用いられる仕切弁は、蒸気の流れが弁体内でY字形になるため抵抗が小さい。
- 主蒸気弁に用いられる玉形弁は、蒸気の流れが弁体内部でS字形になるため抵抗が大きい。
- 沸水防止管は、気水分離器の一種で、低圧ボイラーの蒸気取出し口の下の胴内に設ける。
- 主蒸気管の配置に当たっては、曲がり部に十分な半径を持たせ、ドレンのたまる部分がないように傾斜を付けるとともに、要所に蒸気トラップを設ける。
- 2基以上のボイラーが蒸気出口で同一管系に連絡している場合は、一般に、主蒸気弁の後に蒸気逆止め弁を設ける。
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この過去問の解説 (2件)
01
ボイラーの送気系統装置についての問題です。
主蒸気流路に必要な弁の構造やドレン排出について把握しておきましょう。
誤った記述です。
主蒸気弁に用いられる仕切弁は,蒸気の流れが弁体内で直線状になるため抵抗が小さくなります。
仕切弁は,全開時に流路を遮らない構造です。
正しい記述です。
玉形弁は蒸気の流れがS字となります。
抵抗は大きくなりますが,全閉時の漏れが少なくなります。
正しい記述です。
蒸気内に水滴(ドレン)が含まれると,配管のハンマリングの原因になりますので,
沸水防止管等を用いて,水滴の分離を図っています。
低圧ボイラーでは蒸気取出し口の下の胴内に設けています。
正しい記述です。
蒸気は圧力・温度の低下に伴い凝縮し再度水に戻ります。
この水の事をドレンと呼びます。
配管の一部を傾斜とする事でドレンが溜まる箇所を一様し,
蒸気トラップを設けて適宜排出しています。
正しい記述です。
逆止め弁は蒸気の逆流を防ぐために設置されています。
取付位置も記述の通り,主蒸気弁の後に設置されます。
【Point】
仕切弁:
全開時,流路を遮らず直線状となり抵抗が少ない。
全閉時,弁体からの漏れがしやすくなる。
玉形弁:
全開時,流路はS字となり抵抗が大きい。
全閉時,弁体からの漏れがしにくい。
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02
ボイラーの送気系統装置(蒸気系統装置)には、主蒸気弁や蒸気管、沸水防止管、逆止め弁などが含まれます。主蒸気弁には主に仕切弁(ゲートバルブ)や玉形弁(グローブバルブ)などが用いられますが、それぞれ弁内部の流路形状が異なり、圧力損失や流量特性にも違いがあります。
一般的な仕切弁は、弁体を上下に動かして通路を開閉する構造であり、全開時には弁通路が一直線に近くなるため圧力損失が小さいのが特徴です。
しかし「Y字形」になるのは、むしろY形グローブバルブなどの一種であり、仕切弁(ゲートバルブ)はストレート形状が多いです。
したがって、「仕切弁はY字形だから抵抗が小さい」という説明は適切とはいえません(誤り)。
玉形弁は、弁内部を蒸気がS字に流れる構造になっており、仕切弁よりも流体抵抗が大きいのが特徴です。
正しい記述です。
沸水防止管は、ボイラー胴内部で水の沸騰や泡立ちによる水分の巻き上げ(湿り蒸気)を減らし、蒸気と水の分離を促進するための装置です。
低圧ボイラーで特に採用され、蒸気取り出し口付近での気水分離を助けます。
正しい記述です。
高温・高圧の蒸気配管では、急激な曲げや勾配不良によりドレンがたまるとウォーターハンマーなどのトラブルを引き起こします。
適切な配管設計として、ゆるやかな曲げ半径、十分な傾斜、蒸気トラップの設置は常識的な対策です。
正しい記述です。
複数ボイラーから同一の蒸気系統へ供給する場合、片方のボイラーからの蒸気が他方へ逆流しないよう、逆止め弁を設けるのが一般的です。
正しい記述です。
適切でない選択肢は「主蒸気弁に用いられる仕切弁は、蒸気の流れが弁体内でY字形になるため抵抗が小さい」。
実際には、仕切弁は全開時に流路がほぼ一直線になる構造で抵抗が小さいのは確かですが、「Y字形」はグローブバルブの一種に該当する形状です。その他の選択肢は正しい記述となります。
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