2025년 기출복원 모의고사 2회

기체연료는 연소온도 및 온도분포를 비교적 쉽게 조절할 수 있으므로, "온도 및 온도분포의 조절이 어렵다"는 서술은 실제 특성과 반대된다.

기체연료는 공기와의 혼합이 균일하고 연소 속도 조절이 자유로운 것이 특징이다.

• 화염온도 상승 — 확산·예혼합이 빨라 화염온도를 쉽게 상승시킬 수 있다.
• 유해성분 잔류 — 회분이나 매연 등 유해성분이 연소 후 거의 남지 않는 장점이 있다.
• 수송·저장 — 부피가 커서 다량 사용 시에는 저장·수송에 별도의 배관·압축설비가 필요해 불편한 단점이 있다.

화염 검출기에서 감지된 화염 신호는 프로텍터 릴레이를 거쳐 연료차단 밸브로 전달된다.

화염이 감지되면 버너의 점화를 유지하고, 화염이 소실되면 프로텍터 릴레이가 연료차단 밸브를 작동시켜 즉시 연료 공급을 차단함으로써 안전사고를 방지한다.

• 압력제한 스위치 — 과압 보호 용도로, 화염 검출 신호와는 직접 연계되지 않는다.
• 저수위 경보장치 — 수위 감시 용도이다.
• 안전밸브 — 초과 압력 배출 용도이다.

탄소가 완전연소하여 이산화탄소가 되는 반응(C+O2→CO2)의 발열량이 약 97,200kcal/kg-mol로, 제시된 반응들 중 가장 크다.

• 탄소의 불완전연소 — 산소 부족으로 일산화탄소가 되는 반응은 약 29,200kcal/kg-mol에 그친다.
• 일산화탄소의 연소 — 일산화탄소가 다시 완전연소하여 이산화탄소가 되는 반응은 약 68,000kcal/kg-mol이다.
• 황의 연소 — 황이 연소하여 아황산가스가 되는 반응은 약 80,000kcal/kg-mol 수준이다.

탄소의 불완전연소와 재연소 반응열을 합치면(29,200+68,000=97,200) 결국 탄소의 완전연소 발열량과 같아지므로, 완전연소 반응식 하나가 나머지 어느 반응보다 발열량이 크다.

제시된 연료 중 부탄이 완전연소 시 발생하는 연소가스량이 가장 많다.

기체연료가 완전연소할 때 발생하는 연소가스의 부피는 완전연소에 필요한 산소(공기)량과 비례하는 경향이 있다. 탄화수소는 분자 속 탄소·수소 원자수가 많을수록 더 많은 산소를 소비하고, 그만큼 생성되는 이산화탄소·수증기 및 공급된 질소를 포함한 연소가스량도 늘어난다.

같은 1$\mathrm{m^3}$이라도 부탄($\mathrm{C_4H_{10}}$)은 탄소 4개, 수소 10개를 포함해 분자 크기와 필요한 산소량이 가장 크다. 프로판($\mathrm{C_3H_8}$)은 탄소·수소 수가 부탄보다는 적어 발생가스량도 부탄보다는 적다.

반면 일산화탄소는 이미 산소를 하나 포함하고 있어 완전연소에 필요한 산소가 적고, 수소는 연소 후 수증기만 생성해 발생가스량이 상대적으로 작다.

일정압력 과정이므로 샤를의 법칙을 적용하면 체적은 약 16L가 된다.

$\dfrac{V_1}{T_1} = \dfrac{V_2}{T_2}$에서 절대온도로 환산하면 $T_1 = 300\ \mathrm{K}$, $T_2 = 400\ \mathrm{K}$이므로
$V_2 = 12 \times \dfrac{400}{300} \approx 16\ \mathrm{L}$가 된다.

카르노사이클의 열효율은 30.2%, 일량은 151kJ이다.

열효율은 $\eta = 1-\dfrac{T_2}{T_1} = 1-\dfrac{300}{430} \approx 0.302 \; (30.2\%)$로 계산된다.
이 효율을 공급열에 곱하면 일량은 $W = \eta \times Q_1 = 0.302\times500\,\mathrm{kJ} \approx 151\,\mathrm{kJ}$가 된다.

이 조건에서 주로 생성되는 스케일은 황산칼슘(CaSO4)이다.

비탄산염 경도(황산염·염화물 등에 의한 경도)가 크면서 pH 조정이 불충분하여 보일러수의 pH가 충분히 상승하지 못하면, 상대적으로 낮은 pH에서도 용해도가 작은 황산칼슘 형태로 스케일이 잘 생성된다.

탄산칼슘은 pH가 높아진 알칼리성 조건에서 주로 생성되는 스케일이므로, pH가 상승하지 않는 이 문제의 조건과는 맞지 않는다.

가열에 드는 열량을 전열기 출력으로 나누면 소요시간은 약 23분이다.

가열에 필요한 열량은 $Q = mc\Delta T = 2\,\mathrm{kg} \times 1\,\mathrm{kcal/(kg\cdot^\circ C)} \times (100-18)^\circ C = 164\ \mathrm{kcal}$이다.
1kcal는 약 4.186kJ이므로 $164 \times 4.186 = 686.5\ \mathrm{kJ} = 686{,}500\ \mathrm{J}$의 열량이 필요하다.

전열기 효율이 100%이므로 소요시간은
$t = \dfrac{686{,}500\ \mathrm{J}}{500\ \mathrm{W}} \approx 1373\ \mathrm{s} \approx 22.9\ \text{분}$이다.

탄소 20kg을 완전연소시키는 데 필요한 이론공기량은 약 178Nm³이다.

탄소는 $\mathrm{C+O_2 \to CO_2}$ 반응으로 완전연소하므로, 탄소 1 kmol(12 kg)당 산소 1 kmol(22.4 Nm³)이 필요하다.

탄소 20 kg에 대한 이론산소량은 $\dfrac{20}{12}\times22.4 \approx 37.3\ \mathrm{Nm^3}$이며,
공기 중 산소 비율 0.21로 나누면 이론공기량은 $A_o=\dfrac{37.3}{0.21}\approx178\ \mathrm{Nm^3}$이 된다.

전기집진기는 압력손실이 작다는 점이 대표적인 장점이므로, 압력손실이 크다는 설명은 옳지 않다.

가스가 넓은 통로를 지나며 정전기력으로 입자만 끌어당기는 방식이라 여과식이나 세정식에 비해 통풍 저항이 훨씬 적고 송풍동력도 절감된다.

전기식 집진장치(전기집진기)는 집진효율이 90~99.5%로 매우 높고 미세입자까지 포집할 수 있지만, 이를 위해 고전압장치와 정전(하전)설비가 필요하다.

C중유는 점도가 높아 상온에서는 송유와 무화가 어렵기 때문에, 예열하여 점도를 낮춘 뒤 버너로 보낸다.

이를 위해 저장탱크·서비스탱크·배관에 가열장치를 두며, 예열 없이 송유·무화가 가능한 것은 저점도의 A중유다.

• 석탄 — 야적 저장과 자연발화 주의는 올바른 설명이다.
• LNG — 약 −162 ℃ 액화 저장과 기화 공급은 올바른 설명이다.
• LPG — 가압 액화 저장과 누설 시 바닥 체류는 올바른 설명이다.

프로판 1kg의 저발열량은 약 53.6MJ/kg이다.

프로판($\mathrm{C_3H_8}$)의 완전연소는 $\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$로, 탄소 3몰과 수소 4몰(수소 분자 기준)의 연소열을 합산하여 구할 수 있다.

주어진 반응열을 이용하면 $3 \times 406.9\,\mathrm{MJ} + 4 \times 284.65\,\mathrm{MJ} = 2359.3\,\mathrm{MJ}$가 프로판 1kmol(약 44kg)의 연소열이 된다.
이를 분자량 44로 나누면 $\dfrac{2359.3}{44} \approx 53.6\,\mathrm{MJ/kg}$가 된다.

압력이 일정한 정압과정이므로 정압비열을 이용해 $Q = m\,C_p\,\Delta T$로 구하면 필요한 열량은 250kJ이다.

질량 0.5kg, 정압비열 5kJ/kg·K, 온도차 $150-50=100\,\mathrm{K}$를 대입하면
$Q = 0.5\times 5\times 100 = 250\,\mathrm{kJ}$이다.

배관 내 유체 종류 표시 기호에서 증기(Steam)를 나타내는 것은 S이다.

같은 방식으로 다른 기호는 다음 유체를 나타낸다.

• A — 공기(Air)
• G — 가스(Gas)
• O — 기름(Oil)

가역단열(등엔트로피) 과정이므로 압축 후 온도는 $T_2 = T_1\left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{(k-1)/k}$로 표시된다.

이는 온도와 압력의 관계 $\dfrac{T_2}{T_1} = \left(\dfrac{P_2}{P_1}\right)^{(k-1)/k}$에서 나온다.
지수의 부호가 반대이거나 지수가 $k/(k-1)$ 형태인 다른 식들은 이 관계식과 맞지 않는다.

동일한 고온·저온 열원 사이에서는 카르노 사이클이 이론적으로 가장 높은 열효율을 가진다.

카르노 효율은 고온·저온 열원의 절대온도로만 결정되며, 같은 온도 범위에서 이보다 효율이 높은 사이클은 존재할 수 없다.

오토·디젤·랭킨 사이클은 흡열과 방열이 일정한 온도에서 이루어지지 않고 넓은 온도 범위에 걸쳐 진행되기 때문에, 같은 최고·최저 온도 사이에서 비교하면 카르노 사이클보다 효율이 낮을 수밖에 없다.

축류식 송풍기는 날개(임펠러)가 공기 흐름 방향과 나란한 축을 따라 배치되어, 회전하는 동익(운동날개)의 각도를 바꾸는 가변피치(동익가변) 방식으로 풍량을 조절하는 것이 일반적이다.

회전수 변화나 댐퍼 조절, 흡입 베인 개도 조절은 주로 원심식 송풍기에서 사용하는 풍량 조절 방식으로, 축류식의 대표적 조절 방식과는 구분된다.

목탄이나 코크스처럼 휘발분이 거의 없는 고체연료는 열분해로 가연성 가스를 내지 않고, 연료 표면에서 산소와 직접 반응하며 타는 표면연소 형태를 보인다.

분해연소와 증발연소는 휘발분이 있는 고체·액체연료에서, 확산연소는 기체연료에서 나타나는 연소형태이므로 휘발분이 없는 고체연료의 일반적 연소형태와는 거리가 있다.

프로판 5Nm³의 건연소가스량은 15Nm³이다.

프로판의 연소반응식은 $\mathrm{C_3H_8 + 5O_2 \rightarrow 3CO_2 + 4H_2O}$이다.
공기가 아닌 이론 산소량으로 연소시키므로 연소가스에 질소는 포함되지 않는다.

건연소가스는 수증기(H₂O)를 제외한 가스이므로 생성물 중 CO₂만 해당한다.
프로판 1Nm³당 CO₂ 3Nm³이 발생하므로 프로판 5Nm³의 건연소가스량은 $5 \times 3 = 15\ \mathrm{Nm^3}$이다.

보일러 열정산에서 출열은 공급된 열이 어떻게 쓰이고 손실되었는지를 나타내는 항목으로, 유효출열(발생증기 보유열) 외에 배기가스 손실열, 방산손실열과 함께 미연분에 의한 손실열이 포함된다.

연료의 현열, 연소용 공기의 현열, 노내 분입 증기의 보유열량은 모두 보일러에 공급되는 열, 즉 입열 항목에 속한다.

세 층으로 이루어진 벽의 열손실은 약 916W/m²이다.

정상상태 전도열손실은 각 층의 열저항(두께/열전도율)의 합으로 열유동 저항을 구해 계산한다.
$R = \dfrac{0.24}{1.4} + \dfrac{0.10}{0.17} + \dfrac{0.15}{1.2} \approx 0.171 + 0.588 + 0.125 = 0.885\ \mathrm{m^2\cdot K/W}$

안팎 표면온도차는 $900-90=810\ ^\circ\mathrm{C}$이므로,
$q = \dfrac{\Delta T}{R} = \dfrac{810}{0.885} \approx 916\ \mathrm{W/m^2}$로 계산된다.

급수 중의 유지분은 보일러 과열의 직접적인 원인이 된다.

유지분이 섞여 있으면 전열면(관벽) 표면에 기름막을 형성해 열전달을 방해하고, 그 부위에 열이 국부적으로 축적되어 과열·팽출·파열 등의 손상을 직접적으로 유발한다.

• 탄산가스 — 관수의 부식(산성 부식)을 일으키는 원인 물질이다.
• 수산화나트륨 — 가성취화를 일으키는 원인 물질이다.
• 히드라진 — 오히려 용존산소를 제거하는 청관제(탈산소제)로 사용되는 물질이다.

급열·급랭에 따른 온도 구배가 열응력을 일으켜 내화물에 균열·박리가 생기는 것은 열적 스폴링이다.

스폴링은 원인에 따라 열적·기계적·조직적 스폴링으로 나눈다.

• 조직적 스폴링 — 슬래그 침투 등으로 표면층의 조직과 조성이 변해 생긴다.
• 슬래킹 — 마그네시아·돌로마이트질 내화물이 수분과 반응해 부서지는 현상으로, 열응력과는 무관하다.
• 버스팅 — 크롬질 벽돌이 산화철을 흡수하여 부풀어 떨어지는 현상으로, 온도 변화에 의한 열응력과는 무관하다.

계측기 자체가 제작 당시부터 갖고 있는 고유한 오차, 즉 미터 자체의 오차를 기차(器差)라고 한다.

이는 사용 중 반복적으로 나타나는 계통적 오차의 한 종류이다.

• 공차 — 계량기에 허용되는 오차의 한계값을 뜻하므로 계기 고유의 오차 그 자체와는 다른 개념이다.
• 감차 — 이 정의에 해당하는 계측 용어로 쓰이지 않는다.
• 정차 — 마찬가지로 이 정의에 해당하는 계측 용어로 쓰이지 않는다.

계측기는 구조가 간단하고 누구나 취급하기 쉬워야 하므로, 구조가 복잡하여 전문가가 아니면 다룰 수 없어야 한다는 것은 반대되는 설명이다.

계측기는 다루기 쉽고 보수가 간편해야 하며, 구조가 견고하고 신뢰성이 높아야 한다.
또한 설치 장소의 온도·습도 등 주위 조건에 대한 내구성을 갖추어야 한다.

열팽창계수가 서로 다른 두 금속판의 휨을 이용하는 온도계는 바이메탈 온도계이다.

두 종류의 얇은 금속판을 맞붙여, 온도 변화에 따른 두 금속의 팽창량 차이로 판이 휘어지는 원리를 이용한다.

• 제겔콘 온도계 — 내화물의 연화점을 이용하는 방식이다.
• 알코올 온도계 — 액체의 열팽창을 모세관 눈금으로 읽는 액체팽창식 온도계이다.
• 수은 온도계 — 역시 액체팽창식 온도계로, 금속판의 휨을 이용하는 방식과는 원리가 다르다.

수은량을 가감해 아주 작은 온도차를 정밀하게 측정할 수 있도록 만든 온도계는 베크만 온도계이다.

모세관 상부에 보조 구부(저장부)를 두고, 사용 온도범위에 맞추어 그 안의 수은량을 가감한다.

• 액체팽창식 온도계 — 일반 액체팽창식·수은 온도계는 이러한 수은량 조절 기능이 없어 미세한 온도차 측정에는 적합하지 않다.
• 열전대 온도계 — 애초에 모세관과 수은을 이용하는 방식이 아니다.
• 가스압력 온도계 — 마찬가지로 모세관과 수은을 이용하는 방식이 아니다.

터널요(tunnel kiln)는 대표적인 연속식 가마이다.

긴 터널 형태의 가마 안에서 대차에 실린 제품이 이동하며 예열대·소성대·냉각대를 차례로 통과한다.

제품이 연속적으로 이동하며 소성되므로 조업 관리가 쉽고 인건비·유지비가 적게 든다.
여열을 예열·냉각 단계에 활용할 수 있어 열효율이 높고 열손실이 적은 장점이 있다.

상당증발량은 실제 증발량을 100℃ 포화수에서 건조포화증기로 바뀌는 기준 증발잠열(539 kcal/kg)을 기준으로 환산한 값이다.

$W_e = \dfrac{G(h_2 - h_1)}{539} = \dfrac{6{,}000 \times (665 - 26)}{539}$

계산하면 $\dfrac{6{,}000 \times 639}{539} \approx 7{,}113\ \mathrm{kg/h}$로, 상당증발량은 약 7,113 kg/h이다.

상당증발량은 매시발생증기량에 발생증기엔탈피와 급수엔탈피의 차를 곱한 뒤 539로 나눈 형태로 계산한다.

$G_e = \dfrac{G(h_2 - h_1)}{539}$

여기서 539는 100℃ 포화수의 증발잠열(kcal/kg)이며, 발생증기엔탈피에서 급수엔탈피를 뺀 값이 실제로 증기를 만드는 데 쓰인 열량이 된다.

보일러 마력은 상당증발량을 15.65로 나눈 값으로 정의된다.

보일러의 증발능력을 표준화하여 나타낸 단위로, 실제증발량이 아니라 이를 온도·압력 조건이 표준화된 상당증발량으로 환산한 값을 기준으로 한다.

539는 물의 증발잠열(kcal/kg)에 해당하는 값으로, 상당증발량을 산출하는 과정에 쓰이는 수치이지 보일러 마력을 정의하는 나눗값은 아니다.

보일러 열정산에서는 열의 입출입을 파악하기 위해 급수량 및 급수온도, 연소용 공기의 온도, 배기가스의 압력(온도) 등 실제 운전 중의 측정값이 필요하다.

반면 과열기의 전열면적은 보일러의 설계 제원(구조 사양)에 해당하는 값으로, 열정산을 위해 별도로 측정해야 하는 운전 데이터가 아니다.

규석질 벽돌의 열전도율은 샤모트질(점토질) 벽돌에 비해 더 큰 편이므로, 샤모트질 벽돌에 비해 작다는 설명은 옳지 않다.

규석질 벽돌은 실리카(SiO2) 함량이 높아 내화도와 하중연화점이 높고, 용융점 부근까지도 하중에 잘 견디며 내마모성이 우수하다.

반면 온도 급변에 취약하여 저온에서 스폴링이 발생하기 쉬운 특징이 있다.

급유탱크에서 버너까지 바로 연료를 공급하는 펌프를 수송펌프라 한다는 설명은 옳지 않다.

급유탱크(저장탱크)에서 서비스탱크까지 연료를 옮기는 펌프는 이송펌프(transfer pump)라 하고, 서비스탱크에서 버너까지 연료를 공급하는 펌프를 급유펌프라 한다.

• 기어펌프·스크루펌프 — 급유펌프가 점성이 있는 기름을 다루므로 회전식 펌프를 주로 쓰는 것은 맞는 설명이다.
• 펌프 용량 — 서비스탱크 1시간분 급유 기준으로 잡는 것은 맞는 설명이다.
• 전동기 여유 — 구동 전동기에 여유율을 두는 것은 일반적으로 맞는 설명이다.

코프(Copes)식은 열팽창식 수위 검출 방식에 해당한다.

팽창관 구조를 이용하여 수위 변화에 따른 관의 팽창·수축을 검출부의 움직임으로 전달한다.

• 부자(플로트)식 — 수면에 뜬 플로트의 상하 움직임을 이용한다.
• 전극식 — 수위에 따른 전극봉의 통전 여부를 이용한다.
• 차압식 — 기준수위와 실제수위 사이의 압력차를 이용하는 방식으로, 코프식과는 원리가 다르다.

2개 이상의 엘보를 조합하여 나사맞춤부(회전부)의 유격으로 배관의 신축을 흡수하는 것은 스위블 이음이다.

구조가 간단해 저압증기·온수 배관의 분기관이나 방열기 주변 배관 등에 주로 사용된다.

• 벨로즈 이음 — 주름관이라는 별도의 신축 흡수 부재를 사용한다.
• 슬리브 이음 — 미끄럼관이라는 별도의 신축 흡수 부재를 사용한다.
• 신축곡관 — 관 자체를 구부려(루프형) 신축을 흡수하는 방식으로, 스위블 이음과는 구조가 다르다.

대차(kiln car)를 쓸 수 있는 가마는 셔틀가마(shuttle kiln)이다.

제품을 실은 대차를 가마 안팎으로 밀어 넣고 빼내는 구조로 작동하는, 대차를 활용하는 대표적인 가마이다.

• 등요 — 대차 없이 고정된 위치에서 소성하는 방식이다.
• 선가마 — 역시 대차 없이 고정된 위치에서 소성하는 방식이다.
• 회전요 — 원통형 노체 자체가 회전하며 원료를 이송하는 구조여서 대차와는 무관하다.

절대압력은 게이지 압력에 대기압을 더한 값이다.

절대압력 = $1.57~\mathrm{MPa} + 0.103~\mathrm{MPa}$

계산하면 1.673 MPa이 된다.

증기보일러의 주요 부속장치로는 급수를 공급하는 급수장치, 발생한 증기를 사용처로 보내는 송기장치, 연소용 공기와 배기가스 흐름을 만드는 통풍장치 등이 있다.

팽창장치(팽창탱크)는 온수의 온도 상승에 따른 체적 팽창을 흡수하기 위해 온수보일러 계통에 설치하는 장치로, 증기보일러의 부속장치에는 해당하지 않는다.

프레임아이는 불꽃이 발산하는 빛을 감지해 화염 유무를 판단하는 장치이므로 불꽃의 중심을 향하도록 설치해야 정상적으로 검출할 수 있다.

따라서 직사광이 들어가면 오동작한다는 이유로 불꽃 중심을 피해 설치한다는 설명은 검출 원리와 어긋난다.

• 프레임아이 주위온도 — 주위온도 관리는 실제와 일치한다.
• 광전관식 — 유리·렌즈의 정기 청소는 실제와 일치한다.
• 프레임로드 — 소손에 유의하는 것은 실제와 일치한다.

압력계에 연결되는 증기관을 황동관 또는 동관으로 하는 경우 안지름이 최소 6.5mm 이상이어야 한다.

증기보일러의 압력계는 고온의 증기가 직접 부르동관에 닿아 손상되는 것을 막기 위해 사이펀관(응축수가 고이는 완충관)을 거쳐 연결한다.

• 3.5mm — 최소 기준에 미치지 못하는 값이다.
• 5.5mm — 역시 최소 기준에 미치지 못하는 값이다.
• 12.7mm — 같은 용도의 관을 강관으로 할 때 적용되는 최소 안지름이다.

저수위로 보일러가 과열된 상태에서 즉시 급수를 하면 급격한 온도 변화로 부동팽창이 커져 오히려 균열·파열을 유발할 위험이 있다.

따라서 연료 공급을 멈추고 공기 공급을 중단하며 댐퍼를 열어 자연냉각시키면서 원인을 파악하는 것이 올바른 조치이고, 급수는 보일러가 충분히 식은 뒤 서서히 시행해야 한다.

제어계의 출력이 일정한 값(정상상태)에 도달한 이후의 특성을 정상특성이라 한다.

• 과도특성 — 입력이 가해진 직후부터 정상상태에 이르기까지의 변화 과정을 나타내는 특성이다.
• 스텝특성 — 계단상 입력을 가했을 때의 응답이다.
• 주파수응답 — 정현파 입력에 대한 출력 특성을 다루는 개념이다.

이들은 출력이 안정된 이후만을 가리키는 정상특성과는 구분된다.

급수 중 철염 제거에는 폭기법이 가장 적합하다.

급수 중에 녹아 있는 철분(철염)을 공기와 접촉시켜 산화철(수산화철) 형태로 산화·석출시킨 뒤 여과·침전으로 제거하는 대표적인 처리 방법이다.

• 탈기법 — 용존산소·탄산가스 등 가스 성분을 제거하는 방법이다.
• 가열법 — 중탄산염에 의한 일시경도를 침전시켜 제거하는 방법이다.
• 이온교환법 — 주로 칼슘·마그네슘 등 경도 성분을 제거하는 방법이다.

점화 전 가장 먼저 댐퍼를 열고 프리퍼지(사전 통풍)를 실시해 체류가스를 배출시켜야 한다.

노 내부와 연도에 체류하고 있을 수 있는 미연가스나 잔류가스를 배출시켜야 역화나 폭발을 방지할 수 있기 때문이다.

• 포스트 퍼지 — 연소 종료 후 실시하는 조치이다.
• 화력 상승속도 증가 — 오히려 역화·폭발의 위험을 높이는 잘못된 방법이다.
• 신속한 점화 — 점화를 서두르는 것도 역화·폭발의 위험을 높이는 잘못된 방법이다.

진공환수식 증기난방에서 환수관 내의 진공도는 일반적으로 100~250 mmHg 범위로 유지한다.

응축수를 진공펌프로 강제 흡인하여 회수하는 방식으로, 환수관 내부를 부압 상태로 유지해 응축수 회수를 원활하게 한다.
이 범위를 벗어나면 응축수 회수 효율이 떨어지거나 진공펌프에 과부하가 걸릴 수 있다.

• 50~75 mmHg — 진공도가 지나치게 낮아 환수 구동력이 부족하다.
• 70~125 mmHg — 역시 진공도가 낮아 환수 구동력이 부족하다.
• 250~350 mmHg — 지나치게 높은 진공을 요구해 실제 설비 운전 범위를 벗어난다.

만수보존법은 보일러 동체 내부를 물로 가득 채워 보존하는 방법으로, 동결 우려가 없는 단기간 휴지 시에 적합하다.

장기간 휴지 시에는 건조보존법이 적합하며, 겨울철 동결 위험이 있는 경우에는 만수보존 시 동파 우려가 있어 오히려 부적합하다.

급수나 보일러수 중의 용존산소, 용존 탄산가스, pH는 각각 산소부식, 탄산부식, 산·알칼리에 의한 부식을 일으키는 대표적 인자이다.

실리카(규산 성분)는 주로 스케일 생성의 원인이 되는 성분으로, 직접적인 금속 부식 인자로 보기는 어렵다.

난방부하는 11,900 kcal/h이다.

난방부하는 건물의 난방면적에 단위면적당 열손실지수를 곱하여 구하는 순수 구조체 손실열량이다.
$Q = A \times q = 85\ \mathrm{m^2} \times 140\ \mathrm{kcal/(m^2 \cdot h)} = 11{,}900\ \mathrm{kcal/h}$

배관부하율과 온수사용량은 각각 방열기 용량이나 급탕부하 등 다른 항목을 계산할 때 반영되는 값으로, 난방면적 자체의 열손실로 정의되는 난방부하 계산에는 포함되지 않는다.

건조보존 시 뚜껑·밸브·콕 등은 밀폐(폐쇄)해 두어야 하므로, "전부 개방하여 둔다"는 설명은 건조보존 원칙과 어긋난다.

건조보존법은 보일러수를 완전히 빼내고 내부 습기를 제거한 뒤 건조 상태를 유지해 부식을 막는 장기 보존 방법이다.
개방해 두면 오히려 외부 습한 공기의 침입을 허용하게 된다.

• 생석회 — 흡습제를 보일러 내부에 넣어 습기를 흡수시킨다.
• 연도 건조 — 연도 역시 습기가 없도록 건조 상태를 유지한다.
• 열풍 건조 — 스케일 제거 후 열풍을 통과시켜 내부를 완전히 건조시킨다.

불화수소산(HF)은 알칼리성 소다보링 약액 조성에 포함되지 않는다.

불화수소산은 강산성 물질로 스케일 제거 등 산세정에 쓰이는 것이다.

소다보링은 신설 보일러 내부에 남은 페인트·유지·녹 등을 제거하기 위해 알칼리성 약액을 넣고 끓이는 작업으로, 탄산나트륨·수산화나트륨·제3인산나트륨 등이 사용된다.

보일러 내처리제 중 pH·알칼리 조정 작용을 하는 약제에 해당하지 않는 것은 히드라진이다.

히드라진은 보일러수에 남은 용존산소를 제거하는 탈산소제로 쓰이며, pH나 알칼리도 조정이 목적이 아니다.

• 수산화나트륨은 대표적인 알칼리도 조정제다.
• 인산은 인산염 처리로 pH·경도를 조정하는 데 쓰인다.
• 암모니아는 휘발성 알칼리제로 pH를 조정하는 데 쓰인다.

온수난방의 난방부하는 상당방열면적에 온수의 표준방열량 450kcal/m²·h를 곱해 구한다.

$45 \times 450 = 20250$

따라서 난방부하는 20,250kcal/h가 된다.

유체가 열을 받아 밀도가 작아지고 부력이 생겨 상승하는 현상은 대류(자연대류)를 설명하는 것이므로, 이를 열관류라 한 설명은 틀렸다.

열관류는 고체 벽을 사이에 두고 양쪽의 유체 사이에서 전도와 대류가 결합되어 열이 이동하는 현상을 말한다.

• 전도 — 정지한 물체 속을 열이 이동하는 현상이라는 설명은 타당하다.
• 대류 — 유동 물체의 고온부에서 저온부로 열이 이동하는 현상이라는 설명은 타당하다.
• 복사 — 전자파 형태로 고온물체에서 저온물체로 열이 이동하는 현상이라는 설명은 타당하다.

3요소식 수위제어는 수위, 급수량, 증기량 세 가지 신호를 함께 검출하여 급수밸브의 개도를 제어하는 방식이다.

단일 수위 신호만으로는 발생하기 쉬운 급격한 부하 변동 시의 응답 지연이나 헌팅 문제를 보완하기 위한 것이다.

증기 발생량(부하) 변화를 미리 감지해 급수량을 선제적으로 조절함으로써, 수위 신호만 쓰는 1요소식보다 정밀하고 안정적인 제어가 가능하다.

보일러와 압력릴리프밸브 사이에 체크밸브를 설치하는 경우에는 압력릴리프밸브를 2개 이상 설치하도록 정하고 있다.

이는 관류보일러의 설치기준상 수치이다.

급수의 외처리 방법 중 기폭법은 물을 공기와 접촉시켜 용존가스를 날려 보내는 방법이고, 탈기법은 가열·감압 등으로 용존가스를 제거하는 방법인데, 두 방법이 공통으로 제거할 수 있는 가스는 탄산가스(이산화탄소)이다.

탈기법은 특히 용존산소 제거에 주로 쓰이고 기폭법은 철·망간 산화와 탄산가스 방출에 쓰이는데, 두 방법에 공통으로 걸리는 대상이 탄산가스이다. 질소는 애초에 제거 목표로 삼는 가스가 아니고, 황화수소는 기폭법 쪽에서 다루는 대상이어서 두 방법의 공통 항목으로 보지 않는다.

정현파 입력의 주파수를 바꿔가며 계나 요소의 특성을 알아내는 방법은 주파수 응답이다.

제어계나 요소에 정현파(사인파) 형태의 입력을 가하고, 출력의 진폭비와 위상차 변화를 관찰하여 시스템의 동특성을 파악한다.

• 시정수 — 계단입력에 대한 응답이 목표값의 일정 비율에 도달하는 시간이다.
• 비례동작 — 제어동작의 한 방식이다.
• 프로그램제어 — 미리 정한 시간계획에 따라 제어량을 바꾸는 방식이다.

원통형 노통이 2개 설치된 노통보일러는 랭커셔(Lancashire) 보일러이다.

노통이 1개인 것은 코르니시 보일러로 구분된다.

• 라몬트 보일러 — 강제순환식 수관보일러이다.
• 바브콕 보일러 — 수관보일러이다.
• 다우삼 보일러 — 특수 열매체 보일러로, 노통 개수에 따른 명칭과는 관계가 없다.

팽창탱크는 물의 온도 상승에 따른 체적팽창을 수용하기 위해 설치된다.

온수보일러에서 물이 가열되면 밀도가 감소하여 체적이 증가하는데, 폐쇄된 배관 시스템에서 이 팽창을 흡수하지 못하면 배관과 보일러에 과도한 압력이 가해져 파손될 수 있다. 팽창탱크는 이러한 체적 증가분을 수용하여 시스템 압력을 안정적으로 유지한다.

• 배관 중 이물질 제거: 필터의 역할이다.
• 순환펌프에 의한 맥동 및 캐비테이션 방지: 에어밸브나 감압밸브 등의 기능이다.
• 스케일 및 슬러지 제거: 수질처리 및 정기 보수의 영역이다.

모두 팽창탱크의 주된 목적과 무관하다.

에너지이용 합리화법령에 따라 검사대상기기관리자로 선임된 자는 안전관리에 필요한 소정의 교육을 받아야 한다.

이때 정해진 교육기간은 1일로, 짧은 기간 동안 검사대상기기 취급에 필요한 안전관리 지식을 습득하도록 되어 있다.

비파괴시험성적서는 신청 단계에서 미리 제출해야 하는 첨부서류에 해당하지 않는다.

비파괴시험은 실제 검사 과정에서 검사기관이 수행하거나 확인하는 항목이기 때문이다.

용접검사신청서에는 용접 부위를 알 수 있는 용접 부위도와 검사대상기기의 설계도면, 그리고 강도 확인을 위한 강도계산서를 첨부하도록 되어 있다.

10 t/h는 6 t/h 이상 20 t/h 미만 구간이므로 사용부하에서 열효율 81 % 이상이어야 한다.

계속사용검사 중 운전성능 검사기준은 유류용 증기보일러의 열효율을 용량별로 정하고 있으며, 1 t/h 이상 3.5 t/h 미만은 75 %, 3.5 t/h 이상 6 t/h 미만은 78 %, 6 t/h 이상 20 t/h 미만은 81 %, 20 t/h 이상은 84 % 이상이다.

검사는 사용부하에서 실시하며, 성능시험 대신 배기가스 성분과 배기가스 온도차 기준을 만족하면 열효율을 만족한 것으로 본다.

건식 환수관에서는 응축수가 체류하기 쉬운 지점에 드레인 포켓을 설치한다.

증기관 속 응축수가 중력에 의해 아래로 모이기 쉬운 지점에 드레인 포켓을 두어 응축수를 모았다가 환수관으로 배출한다.

안전밸브, 릴리프 밸브, 공기빼기 밸브는 각각 압력 초과 방지나 공기 배출을 위한 장치로, 응축수 체류 지점에 두는 배관 요소가 아니다.

검사대상기기의 사용을 중지하는 경우에도 그 사실을 정해진 기간 내에 신고하여야 하므로, 사용 중지 시 별도의 신고가 필요없다는 설명은 옳지 않다.

나머지 설명은 모두 옳다.

• 개조 — 검사대상기기를 개조하여 사용하려는 경우에는 개조검사를 받아야 한다.
• 설치장소 변경 — 설치장소를 변경한 경우에는 설치장소변경검사를 받아야 한다.
• 계속사용검사 — 받으려는 자는 검사유효기간 만료 전에 검사신청서를 제출하여야 한다.

한국에너지공단은 에너지이용합리화법에 근거해 열사용기자재의 안전관리, 신에너지 및 재생에너지 보급 촉진, 에너지 이용 합리화 및 온실가스 배출 감축을 위한 사업과 국제협력 등을 수행하는 기관이다.

반면 도시가스 기술의 개발 및 도입은 가스 관련 전문기관의 업무 영역으로, 한국에너지공단의 고유 사업으로 규정되어 있지 않다.

전동차(철도차량)는 철도 관련 법령에 따라 별도로 관리되는 운송수단으로, 에너지이용합리화법상 효율관리기자재 지정 품목에는 해당하지 않는다.

효율관리기자재는 에너지이용합리화법에 따라 에너지소비효율 등급 표시나 최저소비효율기준 관리 대상이 되는 가전·산업용 기기로, 전기냉장고, 삼상유도전동기, 자동차(연비 관리 대상) 등이 대표적으로 포함된다.

에너지이용 합리화법령상 대규모 시설을 설치하려는 사업주관자는 사전에 에너지사용계획을 수립해 기후에너지환경부장관에게 제출(협의)하여야 한다.

그 대상 기준 중 민간사업주관자는 연간 5천 티오이(TOE) 이상의 연료 및 열을 사용하는 시설을 설치하려는 경우가 해당한다.

공공사업주관자에게는 연간 2천5백 티오이 이상의 연료·열, 연간 1천만 킬로와트시 이상의 전력이라는 별도 기준이 적용되고, 민간사업주관자의 전력 기준은 연간 2천만 킬로와트시 이상이므로 나머지 선택지의 수치는 각 주관자 구분과 맞지 않는다.

안전밸브가 2개 이상일 때 "최고사용압력의 1.3배 이하"라고 하면 실제 기준보다 훨씬 높은 압력에서 분출해도 되는 것이 되어 규정과 어긋난다.

관련 기준에서는 그 중 1개는 최고사용압력 이하에서 분출되도록 하고, 나머지는 최고사용압력의 1.03배 이하에서 분출되도록 규정하고 있다.

나머지 선택지(과열기 안전밸브 분출압력이 증발부 이하, 안전밸브가 1개일 때 최고사용압력 이하 등)는 실제 기준과 일치하는 설명이다.

포밍과 프라이밍이 발생하면 물방울과 기포가 증기와 함께 배출되는 캐리오버 현상이 나타나고, 이로 인해 배관 내 수격작용이 일어나거나 수면계에 거품이 섞여 실제 수위 판별이 곤란해진다.

이때 수면계에 보이는 수위는 기포 때문에 흔들릴 뿐 보유수량이 실제로 늘어난 것이 아니며, 오히려 보일러수가 증기와 함께 빠져나가므로 실제 수위는 내려간다. 따라서 경계해야 할 것은 고수위 사고가 아니라 저수위 사고이므로, 수위가 급히 올라가 고수위 사고 위험이 커진다는 설명은 포밍·프라이밍의 결과로 보기 어렵다.

보온단열재의 열전도 시험 준비는 검사대상기기 검사를 위해 수검자에게 요구되는 조치 항목에 포함되지 않는다.

검사대상기기 검사 시 수검자는 검사 종류에 맞추어 비파괴검사, 수압시험, 운전성능 측정 등에 필요한 준비 조치를 하도록 되어 있다.

개발설비는 에너지공급설비의 법정 분류에 포함되지 않는 용어로, 에너지 탐사·채취와 관련된 개념일 뿐 공급설비의 하나로 규정되어 있지 않다.

에너지법에서 정하는 에너지공급설비는 에너지를 생산·전환·수송·저장하기 위하여 설치하는 설비로, 생산설비, 전환설비, 수송설비, 저장설비가 이에 해당한다.

설치검사·개조검사·설치장소 변경검사·재사용검사 뒤에 안전부문의 유효기간을 연장하려는 검사는 운전성능검사가 아니라 안전검사이다.

계속사용검사는 안전검사와 운전성능검사로 나뉘며, 운전성능검사는 설치검사 후 운전성능부문의 유효기간을 연장하는 검사로, 일정 용량 이상의 강철제·주철제 보일러와 철금속가열로가 대상이다.

나머지 연결은 옳다.

• 재사용검사 — 사용중지 후 재사용에 해당한다.
• 개조검사 — 섹션 증감에 의한 용량 변경에 해당한다.
• 용접검사 — 동체·경판의 용접 제조는 제조검사 중 용접검사에 해당한다.

에너지사용자와 정부 간 자발적 협약(VA)의 이행 평가는 협약에서 정한 계획 대비 달성률 및 투자실적, 에너지절감량 또는 온실가스배출 감축량, 자원 및 에너지의 재활용 노력 등 실제 이행 성과를 기준으로 이루어진다.

에너지이용 합리화 자금의 활용실적은 협약 이행을 지원하기 위한 자금 지원 수단에 관한 사항일 뿐, 협약 이행 성과를 평가하는 기준 항목에는 해당하지 않는다.

증기보일러에는 원칙적으로 안전밸브를 2개 이상 설치해야 하지만, 전열면적이 50m² 이하인 소형 보일러는 1개만 설치해도 인정된다.

이는 전열면적이 작아 증기 발생량과 압력 상승 속도가 크지 않은 소형 보일러에 대한 완화 규정이다.

검사대상기기의 설치자가 사용 중인 기기를 폐기한 경우, 폐기한 날로부터 15일 이내에 폐기신고서를 관할 기관에 제출하여야 한다(에너지이용 합리화법령).

20일, 30일, 60일은 이 신고 기한과 맞지 않는 수치이다.

노통보일러는 대용량의 원통형 보일러로 반격벽 정도의 구획만으로는 설치 요건을 충족하지 못하므로, 반격벽 장소에 설치할 수 있는 보일러에 해당하지 않는다.

보일러 설치시공기준상 불연성 물질의 반격벽으로 구분된 장소에 설치할 수 있는 것은 가스용 온수보일러, 소형 관류보일러, 소용량 주철제보일러와 같이 상대적으로 소용량·저위험군 보일러에 한정된다.

보유수량이 적은 강제순환보일러에 설치하는 분출밸브에 대해, 열린 상태에서 전개하는 데 필요한 회전축의 회전수 기준을 규정보다 적게 제시한 설명은 기준과 맞지 않는 서술이다.

나머지 분출밸브 기준은 모두 기준에 맞는 내용이다.

• 0.7MPa 이상 — 보일러의 분출관에 분출밸브 2개 또는 분출밸브와 분출코크를 직렬로 설치한다.
• 공동 분출관 — 2개 이상의 보일러에서 분출관을 공동으로 사용할 수 없다.
• 전열면적 10m² 이하 — 분출밸브 크기를 호칭지름 20mm 이상으로 할 수 있다(원칙은 25mm 이상).

에너지저장시설의 보유 또는 저장의무를 정당한 이유 없이 거부하거나 이행하지 않은 자는 2년 이하의 징역 또는 2천만원 이하의 벌금에 처한다.

이 의무는 기후에너지환경부장관 및 산업통상부장관이 국내외 에너지사정 변동에 따른 수급차질에 대비해 부과하는 것이다.

국가 에너지수급 안정을 위한 핵심 의무여서 검사대상기기 관련 위반 등 다른 의무 위반보다 무거운 벌칙이 적용된다.

제시문은 에너지이용 합리화법상 효율관리기자재의 생산·판매 금지 명령 규정이다. 효율관리기자재에는 에너지소비효율과 에너지사용량에 대한 기준이 각각 정해져 있고, 그 기준을 지키지 못한 제품은 시장에서 퇴출시킬 수 있게 한 조항이다.

효율은 높을수록 좋으므로 하한선인 최저소비효율기준을 정해 그에 미달하는 것을 규제하고, 사용량은 적을수록 좋으므로 상한선인 최대사용량기준을 정해 그것을 초과하는 것을 규제한다.

따라서 빈칸에는 차례로 최저소비효율기준과 최대사용량기준이 들어간다. '최대소비효율기준 미달'이나 '최저사용량기준 초과'처럼 짝을 뒤바꾼 표현은 규제 방향이 정반대가 되어 성립하지 않는다.