2級ボイラー技士 2024年(R6)10月-問4 過去問の解説 【ボイラーの構造に関する知識】

問題

丸ボイラーと比較した水管ボイラーの特徴として、適切でないものは次のうちどれか。

1.	水冷壁が燃焼室に配置されている。
2.	伝熱面積当たりの保有水量が多いので、高圧大容量用に適している。
3.	伝熱面積を大きくとれるので、一般に熱効率を高くできる。
4.	使用蒸気量の変動により圧力及び水位が変動しやすい。
5.	給水及びボイラー水の処理に注意を要し、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理を行う必要がある。

回答

正解は（2）

丸ボイラーは、大きな胴（ドラム）の中に水があり、その中を燃焼ガスが通る煙管（または炉筒）が配置されている構造です。ボイラー本体に大量の水が入っていることが特徴です。

水管ボイラーは、先ほどの丸ボイラーと違い、水は水管やドラムの中にしかないため、丸ボイラーと比べると保有水量は少なくなります。

１．水冷壁が燃焼室に配置されている。
→正しい
水管ボイラーは、燃焼室の周囲に水冷壁（水管を配置した壁）を配置することで、燃焼熱を効率よく吸収し、燃焼室の保護も行っています。丸ボイラーにはこのような水管はありません。

２．伝熱面積当たりの保有水量が多いので、高圧大容量用に適している。
→不適当
水管ボイラーは水管の中に水が分散しているため伝熱面積当たりの保有水量がが少なく、低圧小容量から高圧大容量のボイラーまで幅広く対応できます。

３．伝熱面積を大きくとれるので、一般に熱効率を高くできる。
→正しい
水管ボイラーは細い水管を多数配置できるため、同じ大きさでも伝熱面積を大きく取ることができます。伝熱面積が大きいほど効率よく熱を水に伝えられるため、熱効率を高くすることが可能です。丸ボイラーは伝熱面積に限界があり、効率面で水管ボイラーに劣ります。

４．使用蒸気量の変動により圧力及び水位が変動しやすい。
→正しい
水管ボイラーは保有水量が少ないため、蒸気の使用量が急激に変化すると、ボイラー内部の圧力や水位も大きく変動しやすいです。
一方、丸ボイラーは保有水量が多いため、使用蒸気量の増減に対応しやすくなっています。

５．給水及びボイラー水の処理に注意を要し、特に高圧ボイラーでは厳密な水管理を行う必要がある。
→正しい
水管ボイラー、細い水管で蒸気を発生させるため、ボイラー水中に含まれる不純物が水管内部に付着しやすく、伝熱不良や焼損を引き起こす危険があります。特に高圧ボイラーでは厳密な水質管理が必要になります。