炉筒の構造及び強さに関するＡからＤまでの記述で、適切なもののみを全て挙げた組合せは、次のうちどれか。
Ａ 炉筒は、燃焼ガスによって加熱され長手方向に膨張しようとするが、鏡板によって拘束されているため、炉筒板内部に引張応力が生じる。
Ｂ 炉筒の圧壊を防止するため、波形炉筒を用いたり、平形炉筒の外周に補強リングを溶接したりする。
Ｃ 平形炉筒では、一般に伸縮継ぎ手を溶接によって取り付ける。
Ｄ 波形炉筒は、平形炉筒に比べ、伝熱面積を大きくできるが、外圧に対する強度が低い。
正答4
解説
正解は4です。
炉筒は燃焼ガスで内側から加熱され、外側から蒸気圧（外圧）を受ける円筒です。
熱膨張への対策と、圧壊（つぶれ）への対策が問われています。
【記述別解説】
A：× 炉筒板内部に生じるのは、引張応力ではなく圧縮応力です。
炉筒は長手方向に伸びようとしますが、両端の鏡板に拘束されるため、押し縮められる力を受けます。
B：○ 炉筒は外圧を受けるので、圧壊するおそれがあります。
波形炉筒にしたり、平形炉筒の外周に補強リングを溶接したりして、圧壊を防ぎます。
C：○ 平形炉筒は長手方向に伸縮しにくいので、一般に伸縮継ぎ手を溶接で取り付けます。
伸縮継ぎ手が熱膨張を吸収し、圧縮応力を軽減します。
D：× 波形炉筒は、平形炉筒より外圧に対する強度が高いので、「強度が低い」は誤りです。
伝熱面積を大きくできる点や、熱による伸縮が自由な点も波形炉筒の長所です。
【選択肢別解説】
1：× 誤っているAを含むため、不適切です。
2：× 誤っているAを含み、適切なBが欠けています。
3：× AとDはどちらも誤りです。
4：○ 適切なBとCだけを挙げた組合せです。
5：× 誤っているDを含むため、不適切です。
【ポイント】
炉筒の熱膨張は鏡板に拘束されて圧縮応力となり、これを伸縮継ぎ手や波形炉筒で逃がします。
波形炉筒は「外圧に強い」「伝熱面積が大きい」「伸縮が自由」の三つの長所で覚えます。