問題 13

次の各文章の【1】～【12】の中に入れるべき最も適切な字句等をそれぞれの解答群から選び、その記号を答えよ。また、【A abc.d】及び【B a.bc】に当てはまる数値を計算し、その結果を答えよ。ただし、解答は解答すべき数値の最小位の一つ下の位で四捨五入すること。(配点計50点) (1) 水管ボイラには、大別すると循環ボイラと貫流ボイラとがある。 1) 循環ボイラの構成と制御については次のとおりである。 i) 水循環系統には、【 1 】を行う蒸気ドラム、ボイラ水を炉底に運ぶ降水管、気水混合物の上昇する蒸発管がある。 ii) 循環ボイラの運転では、【 2 】を一定に保つように給水量が制御される。また、循環ボイラの蒸気圧力は、【 3 】によって制御される。

iii) 蒸気温度制御は、過熱器出口での蒸気温度を一定になるように調整する制御であり、「【 4 】を操作するもの」と「蒸気を冷却するもの」とがある。 蒸気を冷却するものには、給水の一部を蒸気中に直接噴射する過熱低減器を用いるものと、【 5 】を用いて過熱蒸気と給水の間の熱交換を行うものがある。前者は、水の【 6 】による熱吸収があるので、冷却に必要な媒体の量は少なく小型となり、蒸気に直接噴射されることで応答も速い。

2) 貫流ボイラは一連の長い伝熱管から構成されており、長い伝熱管の一端からポンプで押し込まれた給水が、順次昇温、蒸発、過熱されて、管の他端から過熱蒸気として取り出される。 貫流ボイラは、給水量の変化が【 7 】に直接影響する。また、【 8 】は、給水量と燃料量の比で制御されることになるが、応答は遅いので他の方式を併用するなどの配慮が必要である。

(2) ボイラの効率を改善する方法として、エコノマイザや空気予熱器の設置を考える。 エコノマイザは、ボイラ給水をボイラの排ガスで予熱するもので、排ガス損失が低減され、ボイラ効率が改善される。給水温度が上昇し、例えばドラムボイラの場合には、給水とドラム水との温度差が小さくなり、ドラムにかかる温度差で発生する【 9 】が軽減される効果ももたらす。 タービンサイクル効率を向上させる目的で給水加熱器用抽気を行う再生サイクルが使われる場合、ボイラ給水温度が【 10 】なり、エコノマイザでの回収熱量が少なくなる。そこで、排ガスの流れにおいてエコノマイザの【 11 】側に空気予熱器を設置すれば、十分な熱回収が可能となる。 大型ボイラで一般に採用されている再生式空気予熱器は、伝熱体である【 12 】に、ボイラの排ガスを一定時間接触させて熱を吸収し、その後燃焼用空気と接触させて空気側に熱を放出させて予熱するものである。