보일러 부속설비와 급수 흐름
1 출제 포인트 — 이렇게 나옵니다
출제 회차 2012년 1차 · 2013년 2차 · 2013년 3차 · 2014년 2차 · 2015년 3차 · 2016년 1차 · 2020년 1차 · 2021년 1차 · 2022년 2차
2 쉬운 설명
보일러는 연료에서 얻은 열을 단계별로 나누어 물과 증기에 전달한다. 연료를 태우고 남은 배기가스에도 열이 남아 있는데 이를 여열이라 하고, 이 여열을 버리지 않고 회수하는 장치가 여러 가지 있다(절탄기·공기예열기·과열기·재열기).
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연소실 벽을 따라 둘러친 수관인 수냉벽은 보일러의 부품 중 열을 가장 많이 흡수하는 곳으로, 화염의 복사열을 직접 받는다. 과열기·절탄기·공기예열기는 배기가스가 연소실을 지난 뒤 식은 열을 이어받아 쓰므로 한 장치당 흡수량이 수냉벽보다 작다.
각 장치는 무엇을 데우느냐로 구분한다. 절탄기는 보일러에 들어가기 전의 급수를, 공기예열기는 연소용 공기를, 과열기는 포화증기를 더 높은 온도로 가열한다. 재열기는 고압 터빈에서 일을 한 증기를 다시 가열해 저압 터빈으로 보낸다.
절탄기는 배기가스의 남은 열(여열)로 급수를 미리 데워, 연료 소비량을 줄이거나 같은 연료로 증발량을 늘리게 해 준다. 절탄(節炭)은 석탄을 아낀다는 뜻이다. 급수가 이미 데워진 채 들어가면 급수와 보일러 내부의 온도 차가 줄어 열응력이 적어진다는 설명도 있다.
급수와 증기는 절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기 순서로 지난다(예열 → 끓임 → 과열 → 돌림 → 응축). 절탄기는 물이 보일러에 들어가기 전에 예열하므로 보일러보다 앞에 오고, 과열기는 보일러에서 생긴 증기를 가열하므로 보일러 뒤에 온다. 복수기에서 다시 물이 된 급수는 급수펌프가 절탄기 쪽으로 보내 같은 과정을 되풀이한다.
보조기는 보일러·터빈·발전기를 돌리는 데 필요한 부속 설비이고, 예비기는 본 기계가 고장 났을 때 대신 쓰려고 따로 설치한 같은 기계이다. 고장 났을 때 발전소가 받는 영향이 큰 설비일수록 예비기가 필요한데, 급수펌프가 멈추면 보일러에 물이 들어가지 못해 증기를 만들 수 없고 발전 전체가 멈추므로 예비기를 가장 필요로 한다.
3 이 개념이 나온 기출문제
- 2022년 2차 32번
- 2021년 1차 29번
- 2020년 1차 38번
- 2016년 1차 29번
- 2015년 3차 21번
- 2014년 2차 23번
- 2014년 2차 24번
- 2013년 3차 22번
- 2013년 2차 22번
- 2012년 1차 21번
해설·법령 근거까지 가입 없이 보실 수 있습니다. 최신 5개년 문항은 여기 나오지 않습니다.
4 체크리스트 + 암기팁
- 보일러에서 흡수 열량이 가장 큰 곳은 수냉벽이다(화염의 복사열을 직접 받는다). 절탄기·과열기·공기예열기는 연소실을 지난 배기가스가 식은 뒤의 열을 이어서 쓰는 장치이다.
- 급수·증기의 순서는 「절탄기 → 보일러 → 과열기 → 터빈 → 복수기」이다. 「보일러 → 절탄기 → …」는 절탄기를 보일러 뒤에 둔 틀린 순서이고, 「절탄기 → 과열기 → 보일러 → …」는 과열기를 보일러 앞에 둔 틀린 순서이며, 「보일러 → 과열기 → 절탄기 → …」도 절탄기가 증기가 지나는 곳이 아니므로 틀렸다.
- 무엇을 데우는지로 가린다. 급수는 절탄기, 연소용 공기는 공기예열기, 포화증기는 과열기, 터빈에서 일을 한 증기는 재열기이다. 석탄을 건조하는 것은 절탄기의 용도가 아니고, 재열기로 가열하는 것은 석탄·급수·공기가 아니라 증기이다.
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- 재열기는 고압 터빈에서 일을 하고 나온 증기를 다시 가열해 저압 터빈으로 보낸다. 일을 한 증기는 온도와 압력이 내려가 물방울(습기)이 많아지는데, 다시 가열하면 습기가 줄어 터빈 날개가 덜 상하고 열효율도 좋아진다.
- 절탄기는 배기가스의 여열로 보일러에 공급되는 급수를 예열하는 여열회수 장치이다. 설치 목적은 연료 소비량을 줄이거나 증발량을 증가시키는 것이다. 「급수를 데운다」는 말이 나오면 절탄기이다.
- 예비기를 가장 필요로 하는 보조기는 급수펌프이다. 미분탄 송입기는 석탄 가루를, 급탄기는 석탄을 보일러로 보내고, 강제 통풍기는 보일러에 공기를 보내는 설비이다.